CN102326497B - 一种产生培植稀有中草药所需光源的方法 - Google Patents

一种产生培植稀有中草药所需光源的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种产生培植稀有中草药所需光源的方法,本发明属于中草药培植领域,还涉及光伏农业领域,具体涉及利用光-电-光转换技术为稀有中草药的培植提供合适的种植光环境的技术领域。针对我国稀有中草药资源匮乏的问题,本发明提供了一种产生培植稀有中草药所需光源的方法,即通过建立大型集成太阳能电池板进行光电转换,电能又被半导体固态照明技术转化为稀有中草药所需要的专用谱段的光源的方法。本发明可以有效解决道地中草药的栽培难题,还可以大规模在阳光充足的贫困地区建立大型光伏稀有中草药培育示范中心,为光伏稀有中草药的产业化发展提供专项技术支持和示范平台。

Description

一种产生培植稀有中草药所需光源的方法
技术领域
[0001] 本发明属于中草药培植领域,涉及稀有中草药的培植技术领域,还涉及光伏农业领域,具体涉及利用光-电-光转换技术为稀有中草药的培植提供合适的种植光环境的技术领域,属于中草药培植与光伏产业的结合技术。
背景技术
[0002] 中草药,是中医学的重要组成部分,是被数千年中医实践证明了的具有有效药理作用的植物药材。在祖国历代医学家长期的医疗实践中,大胆探索,不断努力,积累了丰富的中草药用药经验与方法。数千年来,中草药作为纺织疾病的主要武器,在保障我国人民健康和民族繁衍中发挥了巨大作用。“道地中草药”通常是指在特定的生态环境和土壤气候等各个因素的综合作用下所形成的产地适宜、品种优良、炮制讲究、疗效突出、质优量大,带有地域特点的中草药。一些道地中草药如石斛、人参、白木香等以其优良的疗效而被视为祖国医学中的一颗颗闪亮的明珠。
[0003] 但是由于各地所处的地理环境的复杂性,包括水土、气候、日照、生物分布的特异性决定了道地中草药独特的功效和药理作用。由于这种独特的地域限制性,决定了道地中草药作为一种商品在经济市场上的自然资源稀缺性、唯一性、排他性及不可复制性。另外,市场经济下促使中草药种植者追求高产,长期大剂量使用无机肥以及植物生长素,扰乱了其自有的生物学特性,药材栽培技术的滥用及生态环境的改变,使得道地中草药的品种退化,农药滥用及其残留量超标同样使得道地中草药的质量下降,这些原因都使得高品质的道地中草药资源更加的匮乏,加重了其稀缺性。
[0004] 高品质道地中草药的稀缺性与人们的日益增加的需求产生了激烈的矛盾,进而导致了一些现代的培育技术开始建立。实现稀缺的道地中草药的现代培育技术中主要依托的是模仿并尽可能还原野生道地中草药的生长环境以保证人工培育生产的中草药的高品质。为此,我国提出了中药材G AP (Good Agricultural Practice)即“中药材生产质量管理规范”,它更侧重于植地环境质量和栽培管理,要求对从种子下地到药材上市的全过程监控、管理和规范,最关键的是植地环境质量选择,应选择大气、水质、土壤无污染地区,并在一定范围内没有各种污染源。具体的项目包括:农田灌溉指标,需检测PH值、汞、镉、铅、砷、铬、氯化物、氰化物;加工用水除检测上述项目外,还要检测细菌总数、大肠菌数;大气质量指标需检测总悬浮微粒、二氧化硫、氢氧化物、氟化物;土壤质量指标主要检测汞、铅、铜、铬、砷及六六六、滴滴涕等残留。同时,根据不同中草药对大气、土壤和水质的需要进行不同的配置,尽量模仿道地中草药的野生环境,以便保留其生物活性成分,达到道地中药材的药效。
[0005] 事实上,按照中药材GAP的标准,运用现代技术人工培育出来的中草药,即使在产量和形态上达到甚至超过了道地中草药,但其的生物活性成分及其药理效用却仍然不如道地中草药;虽然一些生物活性指标可以达到道地中草药中的含量指标,但大部分成分含量仍然不如道地中草药,如在对人工栽培的石斛中的微量元素的检测中仅有少数的微量元素可以勉强达到野生道地石斛的水平。而且,在达到道地中草药含量标准的生物活性成分中,也并非是全部都由中草药在生长过程中自主产生,有的是通过人工给予含某些成分的养料或水分进行栽培的结果,如一些氨基酸类成分。
[0006] 异地中草药的成功种植不仅仅是在生物学性状上达到道地中草药的水平,还要对它的有效的生 物活性成分进行药理学鉴定,确定其是否含有与道地中草药相近的生物活性成分。在现有的控制生产环境及栽培技术的基础上,进一步完善异地中草药的种植成为实现稀有道地中草药的产业化生产的关键性问题,而纵观以往的现代化培育方案,无论是土壤、气候还是水质都已经几乎实现完全模仿野生道地环境,但是就光照来讲,却仍始停留在光照强度及光照时间上,忽略了不同的光谱成分对中草药生长的作用。事实上,不同的光谱成分对植物的生长有着不同的作用,对中草药亦是一样。各地由于经纬度及地理地势的影响,接受的太阳光成分比例不尽相同,导致一些非道地区域的天然太阳光即可造成道地药材的叶片灼伤,生长代谢受限,这些不仅与光照时间长短、强度大小有关,还与太阳光中不同谱段的光线的比例不同有关。
[0007] 有研究表明,植物是在420nm和620nm波长的光线下进行光合作用,这两个谱段的光线比例的减少及其他谱段光线的比例增多,即光谱比例系数的变化都会影响植物叶片的构型及植物的光和作用,进而影响其他的生长代谢,包括一些有效生物活性成分的合成。
[0008] 然而控制太阳光的光谱比例一直是中草药现代化培育技术方案中的盲点,这可能限制着异地栽培中草药有效生物活性成分的合成,导致了异地中草药与道地中草药的生物活性成分的差异。因此,控制道地中草药异地种植光照的光谱比例将成为推动并完善高品质道地中草药异地种植的关键性问题。
发明内容
[0009] 针对我国稀有中草药资源匮乏的问题,我们应该对稀有中草药资源培育关键技术进行开拓性研究,解决光合作用系统调控中草药活性成分的中药现代化瓶颈问题。本发明目的就在于提供或创造稀有中草药种植的光环境,借此结合中草药培育过程中“水、肥、土、种、温湿度、病虫害控制”等关键参数,在异地生产出与道地中草药活性成分相近的中草药,有效解决道地中草药的栽培难题,还可以大规模在阳光充足的贫困地区建立大型光伏稀有中草药培育示范中心,为光伏稀有中草药的产业化发展提供专项技术支持和示范平台。
[0010] 作为本发明的一个目的,本发明提供了一种光伏稀有中草药培植方法,即一种产生培植稀有中草药所需光源的方法。
[0011] 本发明所述的“光伏稀有中草药培植方法”,即一种产生培植稀有中草药所需光源的方法。是指通过光-电-光转化为稀有中草药提供其生长必须的或适配的光环境或光源的方法,具体是指,通过建立大型集成太阳能电池板进行光电转换,电能又被半导体固态照明技术转化为稀有中草药所需要的专用谱段的光源的方法。
[0012] 第一个方面,“光-电-光”转换总体思路。
[0013] 本发明的思路在于:将天然的太阳光经过光电转换生成电,再经电光转换技术转换成特定的光谱比例,将会有效的解决这一问题,研究表明,利用太阳能板进行光电转换的比例大约为10%,而利用半导体固态照明技术进行电光转换的比例大约为50%,因此经过光-电-光这一转换过程,约有5%的天然太阳光被转换成特定的光谱比例进行利用,如此不仅节约成本,而且增加其可行性。“电-光”转换即半导体固态照明技术是最常用的特定光谱生成方式,然而由于中草药的产业化生产地域广阔,且中草药生长所需的光照时间很长,直接用电转换成光所需的电量将非常巨大;本发明的“光-电-光”转换与单纯的“电-光”转换相比,大大降低了增加了中草药产业化所需的电量和生产成本。
[0014] 第二个方面,光伏稀有中草药培植方法中选择性照射光电转换关键技术及其解决方案。
[0015] 综合考虑太阳能电池的转换效率、规模化可能性、组件可靠性及系统成本等因素,薄膜太阳能电池中的CIGS(铜铟镓硒)太阳能电池的优势最为明显;CIGS电池组件具有在日光曝晒下性能稳定、转换效率提升空间大、可淀积在柔性衬底上、较好的功率温度系数等诸多优点。所以,本发明选用CIGS(铜铟镓硒)薄膜太阳能电池进行中草药人工培植选择性照射光电转换。
[0016] 第三个方面,光伏稀有中草药培植方法中选择性照射电光转换关键技术及其解决方案。
[0017] 首先考虑,光伏稀有中草药培植过程中光合作用系统色光参数的调控。
[0018] 第一,红光(620〜660nm)LED和远红光(710〜740 nm)LED对稀有中草药培植的影响。
[0019] 由于植物光合作用可利用的光谱波长范围在400-700nm左右,其中400_500nm(蓝色)的光线以及610-720nm (红色)的光线对于光合作用贡献最大,吸光峰值定点分别为410-460nm (蓝色)和610_660nm (红色)。其中,光谱中红光与远红光光通量的比值(R/FR)对植物形态建成、调节植株高度具有重要影响,R/FR比值已成为控制植株形态的一个重要评价参数。稀有中草药资源人工培 育过程中LED光源红光与远红光光通量的比值(R/FR)为 I:0.67-1.87。
[0020] 第二,红光与蓝光组合对稀有中草药培植的影响。
[0021] 红光LED、蓝光(410〜460 nm) LED组合可以通过增加净光合速率以提高植物的生长和发育,是因为红光与蓝光的光谱能量分布与叶绿素吸收光谱一致。LED植物灯的红蓝LED比例一般在4-9:1之间为宜,通常优选为4-7:1,但是有关红蓝LED组合的配比,不同组培植物作为试验材料所开展研究的报道结果并不一致。本专利合适珍稀中草药植物的最佳红光蓝光配光比例是5-7.8:1。
[0022] 第三,光照强度对稀有中草药培育的影响。
[0023] 光照强度对植物次生代谢物的生物合成和积累过程起重要作用,这已被不同试材的试验结果证实。人参喜光但怕强光直射,随着光强的变化,体内的药用物质含量会有所不同。参根中萜和生物碱含量随光照强度的减少而增加;人参中氮的含量随着光照强度的增加而减少,而磷和钾却随光照强度的增加而增加;在50%透光率荫棚下,人参对磷和钾的吸收量最高。通过测定5%,20%, 35%和50%等4种透光棚下人参植株各器官可溶性糖、淀粉和参根皂苷含量的变化发现,淀粉含量随着光强的增加而增加;在5%和20%透光棚下,参根皂苷含量随着淀粉含量的增加而增加,并达到最大值;在35%和50%透光棚下,参根皂苷含量则随着淀粉含量的增加而下降,参根淀粉含量与参根干重呈显著正相关。本LED植物灯补光系统光照强度为300-1200LUX,并在一天内按照稀有中草药原产地的照度进行周期性波动。[0024] 第四,建立稀有中草药有效活性成分品质与光谱照射之间对应关系。
[0025] 光质对中草药植物的生理代谢、生长发育有着广泛的调节作用,对产量品质也有重要影响。AnickR等从定量的角度阐述了光质的生物效应,建立不同光质的通量密度与西洋参皂苷含量的线性回归方程,得出红光、远红光及二者的比率对Rd、Re和Rgl三种皂苷含量有显著影响,由此推断,光敏色素作为受光影响的光感受器,能够影响皂苷合成路径中介质的基因表达及酶的活性。果崇真等研究不同光质对人参生长中的过氧化物酶活性变化的影响。发现蓝红光对人参叶片中的过氧化物酶活性具有直接的促进作用。珍稀中草药的实际需光规律,有效增加中草药中药用成分和产量的光谱组成,是410-460nm的蓝光谱段和610-660nm的红光谱段。
[0026] 综上,稀有中草药资源人工培育过程中光合作用系统的调控涉及多个光环境因素,设计出适合珍稀中草药植物生长的红光与红外光比例、红光及蓝光的波长范围、红蓝光的配光比例、光强、光照周期等等参数组合,是本发明光伏中草药培植方法中选择性照射电光转换平台建设过程中的最主要关键问题。
[0027] 其次,考虑光伏稀有中草药培植过程中光合作用系统色光参数的调控的实现方式。
[0028] LED光源光谱窄,其波谱宽度小于±30 nm,可按照需要组合获得纯正单色光与复合光谱,并且其波长类型丰富,可与植物光合作用高效特定的光谱范围吻合,光能有效利用率可达80%〜90% ;可以集中特定波长的光均衡地照射作物,不仅可以调节植物开花与结实,而且还能控制株高和植物的营养成分;其系统发热少,占用空间小,可用于多层栽培立体组合系统,实现了低热负 荷和生产空间小型化;其极低耗能而超长寿命等特点,是其他普通补光灯不可相比的,广泛用于植物栽培场所等照明使用,可以代替太阳光给室内花卉、大棚蔬菜、园林苗圃等进行补光以助长、调节花期、维持生存等,补光效果绝对优于高压钠灯、低压钠灯、金卤灯、飞利浦植物补光灯、稀土植物补光灯等传统植物补光灯。因此,基于LED半导体固态照明技术的LED植物生长灯具有诸多优点,LED植物生长灯是达到节能高效培植、实现人工培植选择性光电转换平台的最佳光源。
[0029] 发明人将针对各珍稀中草药进行针对性的实验研究,以确定以上人工培植中所需的参数,积极进行LED电光转换技术的研发,最终建成一高效节能的中草药人工培植选择性照射电光转换平台。
[0030] 近十年来,我国设施园艺面积发展迅速,植物生长的光环境控制照明技术也得到迅速发展。在传统农业生产中一般使用普通电光源补充光照和应用不同覆盖材料等农业技术措施,如采用单色荧光灯或彩色塑料薄膜,改变光环境以调控设施栽培环境中植物的生长发育。但这些措施存在着不同程度的问题,如缺乏对具体光谱成分的分析导致光质处理不纯,光强不一致、接近甚至或低于植物的光补偿点,照射光源能效低等。LED作为第四代新型照明光源,其在植物生长光环境控制领域的作用也得到广泛研究。研究表明:采用LED照明,生菜的生长速率、光合速率都提高20%以上。与荧光灯相比,混合波长的LED光源能够显著促进菠菜、萝卜和生菜的生长发育,提高形态指标;能够使甜菜生物积累量最大,毛根中甜菜素积累最显著,并在毛根中产生最高的糖分和淀粉积累。与金属卤化灯相比,生长在符合波长LED下的胡椒、紫苏植株,其茎、叶的解剖学形态发生显著的变化,并且随着光密度提高,植株的光合速率提高。此外复合波长的LED可引起万寿菊和鼠尾草两种植物的气孔数目增多。基于LED在植物设施栽培环境中的大量应用研究结果表明,LED能够解决传统光源应用中的种种难题,特别适合应用于人工光控制型植物设施栽培环境。
[0031] 为了更好地实现本发明技术,发明人通过开展封闭式稀有中草药培植方法研究,获得了实现本发明的可行性方案。封闭式稀有中草药培植方法指的是人工控制稀有中草药的生长要素而展开的生产系统,也称植物工厂。在与外界隔离的设施内,光的照射强度和照射时间、水份、养份、二氧化碳浓度及温度等都得到有效控制。为了让高品质的稀有中草药生长茂盛,最重要的是实现这些环境因素的平衡。在植物工厂,完善每个栽培品种的最适合生长环境是最重要的课题。而且,植物工厂不受天气影响,封闭设施是准无菌室,生产过程中可以不用农药和其他有害添加物,能稳定且有计划地生产安全、放心的稀有中草药。但是,由于设备投资和光热费用,因此比露天栽培成本高。于是,人们期待着能够降低生产工序和生产成本的技术以及开发高附加值农作物例如稀有中草药。
[0032]因此,作为本发明的第二个目的,本发明提供了一种利用光伏稀有中草药培植方法的设施。即建立光伏稀有中草药培植选择性照射光电转换平台及示范工程,将现代农业大棚、薄膜太阳能发电系统和半导体固态照明技术三者结合成为“光伏农业大棚”。现代农业大棚可以模拟出最适合中草药生长所需的土壤、空气、温度、湿度等自然条件并避免恶劣天气的影响,同时利用薄膜太阳能电池组件阻止紫外光线对植物的破坏作用并且隔断红外线从而抑制大棚内温度过度上升和热能的流失,解决农业大棚的保温、升温问题,薄膜太阳能电池产生的电能用于半导体固态照明技术以产生最适于中草药生长的具有特殊光谱的光线,多余的电力还可并网及供其他需要,最终形成光伏发电、节能减排、节约土地、产量质量均提高的绿色生态农业。
[0033] 总之,本发明与现有技术相比具有如下技术优势和创新点:(1)成功建立拥有自主知识产权的原创性光伏稀有中草药培育示范基地及关键技术研发平台;(2)解决中药现代化过程中对稀有中草药资源人工培育过程中光合作用系统调控的关键技术和难点,建立人工培育中草药产品和道地中草药药材中的有效活性成分品质与光谱照射之间对应关系;建立人工培育中草药产品的质量标准,及相关医疗产品临床治疗效果的评估标准,为传统中药现代化提供示范模板及有益于人民群众健康的系列中医药产品;(3)成功建立拥有自主知识产权的原创性光伏稀有中草药培`育示范基地及关键技术研发平台。
具体实施方式
[0034] 以下通过具体实施例进一步描述本发明,但本发明不仅仅限于以下实施例。本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进或调整本发明的步骤方法即可实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动,对于本领域技术人员来说,是显而易见的,它们都被视为包括在本发明范围内。
[0035] 本实施例的目标是模拟控制珍稀中草药资源,如人参、石斛、白木香等道地药材产地的气候、土壤等环境条件,建立组织培养道地药材示范生物模拟厂房,研究总结出切实可行的封闭式人参、石斛和白木香无公害人工培植选择性照射培育综合配套技术,特别是明确有利于人参、石斛、白木香等中草药活性化合物合成和积累的特定光谱使人工控制照射条件下人参、石斛和白木香产品达到或超过优质道地药材的质量标准。
[0036] 封闭式稀有中草药培植太阳能温室大棚的建设如下:[0037] (—)土建部分,光伏稀有中草药大棚的结构框架。
[0038] a)温室基础:基础采用矩形独立式基础,基础之内的纵横两方向配筋都是受力钢筋,通过螺杆与法兰连接,承重比较大的地方地基为1.0mXl.0m,法兰为40cmX50cm,一般承重的地方地基为1.0mX 1.0m,法兰为40cmX30cm。地基承载力特征值取fk=70kn/m2,深度为1.0米。内部由东向西排列24个养殖台阶6.8mX0.8mX0.3m,混泥土砖墙结构。养殖区四周预留作业通道,南侧主控制机,东侧做控制机房。
[0039] b) 温室主体钢架:采用焊接法兰连接,螺栓拉紧使其连接起来,拆卸方便、强度高、密封性好。
[0040] 立柱:双面热镀锌矩型 钢管200mmX IOOmmX 4.0mm ;大梁:双面热镀锌矩形钢管200mmX IOOmmX 4.0mm ;钢檩条:双面热镀锌C型钢100_X50_X2.5mm ;水平拉杆:双面热镀锌矩型钢管50 X 30mm ;柱间支撑::双面热镀锌矩型钢管80 X 60mm ;山墙固定杆:双面热镀锌矩形钢管50 X 30mm。
[0041] c) 温室顶棚材料:棚顶南面主要铺设太阳能电池板,通过一定的组合设计排列,中间铺设5mm的钢化玻璃,北面铺设5mm的钢化玻璃。采用房屋用的塑钢材料和橡胶条、做幕墙用的玻璃胶安装,不漏水,使用年限达到房屋的要求。
[0042] d)温室四周材料:聚碳酸酯透明板,简称阳光板,另外被称为“不碎玻璃”。阳光板外表经过防紫外线工艺处理,阳光板具有透光性强、弯曲性、抗冲击、隔热、耐候、防结露、阻燃、隔声和良好的加工性能等。阳光板的抗冲击性为普通玻璃的100倍。在温室的应用中,性能比双层薄膜要好,面对冰雹和大雪、大风等灾难时表现出明显的优势,并且没有红色污染。比普通玻璃的保温效果好,比中空玻璃的价格便宜很多。采用嵌入式安装,支架边框用的房屋用的塑钢材料及橡胶条,可以拆卸,同时是落地窗户式,可以随时打开。使用年限能达到温室的需求。
[0043] e)温室规格:宽9米、长75米、总面积675平方米、四周立面高3米、总高6.0米。太阳能电池铺设倾斜30度,四周每4米一个,东西面两侧各一个3米X2米的移门。
[0044] f)结构设计荷载:基本风压:0.35KN/ m2 ;基本雪压:0.30KN/ m2 ;恒载:0.30KN/m2 ;活载:0.30KN/ m2 ;太阳能板恒载:0.30KN/ m2 ;地震设防烈度为按6度设防。
[0045] g) 调温系统:(I)水冷空调调温系统:利用环境温度与地下水温度差距比较大的时候,把地下水抽上来,通过一个水箱式的管道,带走空气中的热量,水再回到地下形成一个循环。同时也可以用处理过的水,当环境温度太低时,用加热过的水循环可以提高环境的温度。(2)钢管内部水循环系统:因为钢管的导热性能很好,吸收了大量的热量,在其内部加循环水,可以有效的能量回收。以上的调温方式相互配合,很容易达到我们理想的环境温度,并保持恒温;节能效果好,改变传统大棚能耗高、能量损失严重的缺陷;无任何污染,能量的产生过程中不同于锅炉和纯粹的电加热,没有任何二氧化碳和二氧化硫等污染环境的气体排放,有效解决城市、企业、及农村的环境污染问题;这种科学适用的模式有利于科学的普及和民众文化素养的提高。
[0046] (二)3OKW 电气部分。
[0047] a) 设计依据:IEC 60904-1《光伏器件第一部分:光伏电流-电压特性的测量》;IEC 60904-2《光伏器件第二部分:标准太阳电池的要求》;GB/T 19939-2005《光伏系统并网技术要求》;IEC 60364-7-712《建筑电气安装-7-712部分》;IEC 62093《光伏系统中的系统平衡部件-设计鉴定》;SJ/T11127《光伏系统发电过电压保护-导则》;GB50057-94《建筑防雷设计规范》;GB50054-95《低压配电设计规范》;GB4208-84《外壳防护等级分类》。
[0048] b) 光伏系统发电运行方式:采用并网运行方式.将太阳能电池方阵发出直流电逆变成交流三相电,并入电网中,由电网统一调配向用户供电。并网型光伏发电系统的优点是可以省去蓄电池,而将电网作为自己的储能单元.相比采用蓄电池储能的能量损失,并网型太阳能发电系统有更高的发电效率和更好的环保性能,且维护简单、方便。
[0049] c) 系统电路构成:太阳电池发电系统由非晶硅薄膜太阳电池吸收光照,在每一块太阳电池组件上产生相同的直流电压和直流电流,将其按照设计方案进行串并联的组合,达到逆变器需要的电压要求、功率要求、电流要求。通过电缆输送到控制逆变器。输出正弦波交流电并入电网。
[0050] 逆变器功能:控制逆变器对转换的交流电频率、电压、电流、相位、有功与无功、同步、电能品质(电压波动、高次谐波)等进行控制。有如下功能:①自动开关,根据日照的条件,尽量发挥太阳 能电池输出功率的潜力,自动开关机。②MPPT控制,最大功率跟踪点控制,使方阵经常保持最大输出功率的状态,以获得最大功率。③防止孤岛运行,当电网停电的时候,自动停止并网,防止负载过大对电气设备的损坏和对人身安全的危害。④自动电压调整,对电网电参数的检查,自动调整与电网相同的电,不会对电网造成污染。⑤异常情况排除与停止运行。
[0051] 逆变器参数:输出电流畸变率THD:额定功率下小于3% ;功率因数:额定功率下大于99% ;最大功率:94.5% ;允许电网电压范围:(三相)330V-450V ;允许电网频率范围:49-51/59-61HZ ;夜间耗电:0 W ;防护等级:IP65 (室外);允许最高海拔:6000米。
[0052] d)太阳能电池阵列:向南固定安装,大棚顶部。
[0053] 非晶硅薄膜太阳能电池板:90W/块;总数量:336块;总功率:30KW ;连接方式:每3块电池板串联为一组;每10组并联为一个单元;总计12个单元,12个单元并联到汇流箱,分两路进逆变器。
[0054] 太阳电池方阵的输出电缆:太阳电池阵列各组和支架单元之间连接采用电缆。电缆符合欧洲和美国标准。
[0055] 电缆规格:耐压1000V,多芯双线铜质电缆,线径1.50mm2,太阳电池方阵内电缆连接采用埋设方式,电缆外套PVC管以保护电缆不被损伤。
[0056] e)防雷设计:(1)防直击雷措施:直接雷是指直接落到太阳能电池阵列、低压配电路、电气设备及其配线等处,以及在其近旁的雷击.防直击雷的基本措施是安装避雷针。(2)防感应雷措施:太阳能光伏发电系统的雷电浪涌入侵途径,除了太阳能电池阵列夕卜,还有配电线路、接地线以及它的组合.从接地线侵入是由于近旁的雷击使大地电位上升,相对比电源电压高,从而产生从接地线向电源的反向电流引起的。本系统主要采取以下措施:a,在接线箱内及配电盘内安装避电器AC380V(内设切断装置);b,在太阳能光伏阵列的主回路内安装浪涌保护器。(3):接地措施:防雷接地包括避雷针、避雷带以及低压避雷器。保护接地光伏电池组件接地、逆变器外壳接地。接地装置人工垂直接地体采用角钢、钢管或者圆钢,水平接地采用扁钢或金属外皮在入口处可靠接地,冲击电阻不宜大于30欧姆,接地的方式采用电焊。
[0057](三)自动化控制系统[0058] 建立由信号采集系统、中心计算机、控制系统三大部分组成的现代化智能温室,配备由计算机控制的可移动天窗、遮阳系统、保温、湿窗帘/风扇降温系统、喷滴灌系统或滴灌系统、移动苗床等自动化设施。然后在温室透光部分安装半透明式的CIGS (铜铟镓硒)薄膜太阳能电池组件,将其按照设计方案进行串并联的组合,达到逆变器需要的电压要求、功率要求、电流要求 。通过电缆输送到控制逆变器,输出正弦波交流电并入电网。

Claims (1)

1.一种产生培植稀有中草药所需光源的方法,其特征在于,它包括如下步骤:通过建立大型集成铜铟镓硒薄膜太阳能电池板进行光电转换获得电能的步骤;电能被LED半导体固态照明技术转化为稀有中草药所需要的光源的步骤,即稀有中草药培植过程中光合作用系统色光参数的调控,具体为选择对于光合作用贡献最大的400-500nm蓝色光线以及610-720nm红色光线,620〜660nm红光LED和410〜460nm蓝光LED配光比例是5〜7.8:1 ;光谱中620〜660nm红光与710〜740 nm远红光光通量的比值为1:0.67-1.87 ;补光系统光照强度为300-1200LU·X,并在一天内按照稀有中草药原产地的照度进行周期性波动。
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