CN102265761A - 一种基于聚光太阳能光纤的温室大棚补光装置 - Google Patents

Abstract

一种基于聚光太阳能光纤的温室大棚补光装置包括：温室大棚，蔬菜植株，水分微喷装置，太阳能聚光器，导光光纤，光纤接收器，光纤分光器。其特征在于太阳能聚光器放置于温室大棚的外部，经太阳能聚光器汇聚的高强太阳光，由光纤接收器接收，把该高强太阳光导入导光光纤，经过导光光纤的柔性传输，把该束高强太阳光输送至温室大棚内的光纤分光器，由光纤分光器根据需要把太阳光直接发出，对温室大棚内的植物进行补光，温室大棚的棚内湿度不足时，水分微喷管喷水，对作物进行浇灌，保证作物生长所需水分。

Description

一种基于聚光太阳能光纤的温室大棚补光装置

技术领域

本发明属于一种温室大棚补光装置，具体涉及一种基于聚光太阳能光纤的温室大棚补光装置。

背景技术

我国温室大棚已经大面积推广了，发展大棚蔬菜是建设资源节约型、环境友好型农业的重要手段。农业资源短缺和生产环境恶化是制约农业发展的瓶颈环节，发展大棚蔬菜可显著减少耕地使用面积、降低水资源、化学药物药剂的使用量和单位产出的能源消耗量，全面提高农业生产的使用效率，实现农业生产的环境友好和资源节约。大棚蔬菜充分利用自然环境和植物潜能，具有较高的市场竞争力和抵御市场风险的能力，是种植业中效益高的产业和农村经济发展中的新型产业，也是当前广大农民持续增收的又一渠道，是农民的″摇钱树″、″钱袋子″。优质蔬菜的供应与消费在一定程度上说是衡量城乡居民生活质量和生活水平的一个标志，大棚蔬菜可以通过调控生产环境，提高农产品产量和质量，保证农产品的鲜活度和全年持续供应。因此发展大棚蔬菜有利于保证和丰富″菜篮子″供应，不断改善民生、保障人民群众的健康。但是，大多数蔬菜需要较强的光照条件，受自然条件的限制，现在温室大棚种植中解决作物生长的部分条件，如温度、水分等。而植物赖以进行光合作用的二氧化碳、光能等物质，受到透光膜或玻璃的过滤和隔离，很难达到棚内作物正常生长的需要，尤其是冬季，光照较弱，大棚蔬菜光照不足是普遍存在的问题。光照不足，不仅不能进行较为旺盛的光合作用，而且蒸腾作用也降低，植株生长纤弱，影响蔬菜的产量与品质。如弱光条件下番茄花粉机能衰退、不育；茄子出现短花序形，影响授粉；丝瓜和西瓜等植株体内营养失调，引起落花落果等。这些现象称之为植株弱光症，植株弱光症给温室大棚生产带来一定的影响，降低了蔬菜的产量和品质，增加了生产成本。

当前，也有温室大棚人工补光技术，如专利公开号CN201636686U技术是采用LED灯作为植物补光光源，由于人工光源的光谱不可能像太阳能光谱那样连续，植物光合作用的光谱是连续光谱，每种光谱在光合作用中都起到一定的作用，同时，植物光合作用需要的光照度有一定的阀值，如果补光的照度达不到，起不到促进光合作用的，而LED补光灯的照度是有限的，人工光源补光都在夜间进行给作物补光，这样也打乱了植物生长的生理规律，也会影响作物生长，人工补光成本高，效果不理想。这样如何解决人工补光不理想及反季节温室大棚蔬菜弱光症，提高大棚蔬菜的产量和品质是温室大棚种植亟待解决的问题。

发明内容：

为了解决温室大棚人工光源补光不理想及反季节温室大棚作物弱光症问题，本发明提供了一种自然太阳光补光系统，它能根据棚内环境状况自动补光，同时还可以根据不同作物需求，按照植物的生理规律进行人工“光照配餐”，以达到该种作物的最佳生长需求。本发明为实现其目的所采取的技术方案：一种基于聚光太阳能光纤的温室大棚补光装置包括：温室大棚，蔬菜植株，水分微喷装置，太阳能聚光器，导光光纤，光纤接收器，光纤分光器。其特征在于太阳能聚光器放置于温室大棚的外部，经太阳能聚光器汇聚的高强太阳光，由光纤接收器接收，把该高强太阳光导入导光光纤，高强太阳光经过导光光纤的柔性传输，把该束高强太阳光输送至温室大棚内的光纤分光器，由光纤分光器根据需要把太阳光直接发出，对温室大棚内的植物进行补光，温室大棚的棚内湿度不足时，水分微喷喷头喷水，对作物进行浇灌，保证作物生长所需水分。

所述温室大棚包括拱形温室和屋形温室，高度有1.2-5.5米，温室大棚内部有金属骨架，支撑透光膜或透光玻璃，温室大棚的侧面或两端有换气窗，可以进行室内外气体交换，蔬菜等作物种植于温室内的地面上，也可以在温室内进行立体种植，把蔬菜等作物种植于分层的棚架上，在温室大棚的顶部和种植蔬菜作物的棚架的各层都有光纤分光器和水分微喷喷头，可以对蔬菜等作物补光和浇水，以利于蔬菜作物生长。

所述水分微喷装置由蓄水池、微喷泵和微喷喷头组成，微喷喷头分别安装在每层蔬菜作物的上部，温室大棚作物需要浇水时，微喷泵启动，增压后的水流经过输水管到微喷喷头，由微喷喷头直接向蔬菜等作物喷雾浇水。

所述补光装置包括太阳能聚光器，导光光纤，光纤接收器，光纤分光器，太阳能聚光器包括直径为100-1000mm的透镜，圆锥形镜面反射器，经过透镜的聚光和反射面的反射，最终把太阳光汇聚到聚光器底部的光纤接收器，光纤接收器安装在聚光器的基座上，聚光器安装与太阳光成一定角度，聚光器的上端面正对于太阳光，聚光器的中轴线与水平面的夹角为30-90°，导光光纤分别于光纤接收器，光纤分光器相连，光纤分光器分别安装在温室大棚的顶部和每层蔬菜作物的上部，有阳光时直接对作物进行补光。

本发明的有益效果：

1、由于采用了光纤直接传输太阳光给作物进行补光，不仅节约了能源，提高了太阳能的利用效率，同时，与自然太阳光照时间相一致，符合植物的生长生理周期，更好的促进植物生长。

2、由于采用了聚光太阳能技术，提高了传输光线的能量，保证了植物所需光合作用的光照度。

3、由于采用了微喷灌溉技术，节约了水资源，提高了水资源的利用率。

由于采用了上述方案，从而使本发明实现了节水、节能、环保，安全，很方便的给各种作物合理适配水分、光能等。是作物始终处于最佳的生长环境中，以达到优质、高产、低成本、高收益，适应范围广，便于推广。

附图说明

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明结构示意图；

图中：1、太阳能聚光器，2、聚光透镜，3、锥形反射器，4、光纤接收器，5、聚光器支架，6、导光光纤，7、温室大棚，8、蔬菜等作物种植棚架，9、蔬菜植株，10、通风窗，11、光纤分光器，12、蓄水池，13、微喷泵，14、输水管，15、微喷喷头，16、进出门。

具体实施方式

参见图1，本发明主要由三部分组成，温室大棚装置，光纤系统装置和微喷装置。主要包括：1、太阳能聚光器，2、聚光透镜，3、锥形反射器，4、光纤接收器，5、聚光器支架，6、导光光纤，7、温室大棚，8、蔬菜等作物种植棚架，9、蔬菜植株，10、通风窗，11、光纤分光器，12、蓄水池，13、微喷泵，14、输水管，15、微喷喷头，16、进出门。实施时首先把太阳能聚光器1安装在温室大棚7的外部，调整太阳能聚光器与聚光器支架5的角度，使太阳能聚光器1的上端口正对于太阳光，太阳光经过聚光透镜2的汇聚和锥形反射器3的反射，使该束太阳光汇聚于太阳能聚光器1底部的光纤接收器4，由光纤接收器4接收的太阳光通过导光光纤6的柔性传输，把太阳光传输至温室大棚7内的各个光纤分光器11，光纤分光器11把太阳光照射到蔬菜等作物种植棚架8上的蔬菜植株9上面，达到补光效果。在温室大棚7的外面有蓄水池12，微喷泵13抽取蓄水池12里的水，加压后经过输水管到各个微喷喷头15，微喷喷头15喷出雾状水滴给蔬菜等作物种植棚架8上的蔬菜植株9进行喷湿浇水。温室大棚7还有通风窗10，进行室内外气体交换。在温室大棚7的一端有进出门16，便于人们进出温室进行工作。

Claims (5)

1.一种基于聚光太阳能光纤的温室大棚补光装置包括：温室大棚，蔬菜植株，水分微喷装置，太阳能聚光器，导光光纤，光纤接收器，光纤分光器；其特征在于太阳能聚光器放置于温室大棚的外部，经太阳能聚光器汇聚的高强太阳光，由光纤接收器接收，把该高强太阳光导入导光光纤，经过导光光纤的柔性传输，把该束高强太阳光输送至温室大棚内的光纤分光器，由光纤分光器根据需要把太阳光直接发出，对温室大棚内的植物进行补光；温室大棚的棚内湿度不足时，水分微喷管喷水，对作物进行浇灌，保证作物生长所需水分。

2.根据权利要求1所述的一种基于聚光太阳能光纤的温室大棚补光装置，其特征在于所述温室棚是拱形或屋形，棚高1.2-5.5米，温室大棚内部有金属骨架，支撑透光膜或透光玻璃，温室大棚的侧面或两端有换气窗，在温室大棚的顶部和种植蔬菜作物的棚架的各层都有光纤分光器和水分微喷喷头。

3.根据权利要求1所述的一种基于聚光太阳能光纤的温室大棚补光装置，其特征在于所述的太阳能聚光器包括：直径为100-1000mm的透镜，圆锥形镜面反射器，经过透镜的聚光和反射器的反射，最终把太阳光汇聚到聚光器底部的光纤接收器。

4.根据权利要求1或3所述的一种基于聚光太阳能光纤的温室大棚补光装置，其特征在于所述的光纤接收器安装在聚光器的基座上，聚光器安装与太阳光成一定角度，聚光器上端面正对于太阳光，聚光器中轴线与水平面的夹角为30-90°。

5.根据权利要求1所述的一种基于聚光太阳能光纤的温室大棚补光装置，其特征在于所述的水分微喷装置由蓄水池、微喷泵和微喷喷头组成，微喷喷头分别安装在每层蔬菜作物的上部，需要浇水时，微喷泵启动，增压后的水流经过输水管到微喷喷头，由微喷喷头直接向蔬菜等作物喷雾浇水。

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