CN105766470A - 一种无土种植太阳能风能发电增效大棚系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无土种植太阳能风能发电增效大棚系统，包括大棚本体、供电系统及控制系统，供电系统采用风能、太阳能发电，控制系统由操作显示器及程序控制器组成，大棚本体内上下设有换气通风机、模拟阳光灯、杀虫黑光灯、无土栽培装置、喷水喷药系统、网络摄像头、温度监测器，透光顶棚上设有保温防寒棉毯，保温防寒棉毯通过两个卷帘机控制开启。本发明采用太阳能发电、风能发电和市电对大棚用电系统进行供给，能够节约能源，提高能源利用率并且绿色环保，利用太阳能光伏板和风力产生的电力输入在模拟阳光及加热装置中，将电能转换成热能和光能，确保大棚内植物进行正常的生长，实现大棚种植自动化、智能化控制。

Description

一种无土种植太阳能风能发电增效大棚系统
技术领域
本发明涉及新能源应用技术领域，尤其涉及一种无土种植太阳能风能发电增效大棚系统。
背景技术
目前中国已成为世界上太阳能光伏电池最大的生产国，太阳能电池的年产量约800万千瓦，占全球产量的60％；而且风力发电也广泛应用，如果利用太阳能光伏电池和风力发电提供的能源和动力，来创造条件使太阳能塑料膜大棚内保持适宜的温度，进一步提高植物生长效率是一种新的节能途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能源利用效率高，提高大棚温度，稳定性好，具有极大经济价值的无土种植太阳能风能发电增效大棚系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种无土种植太阳能风能发电增效大棚系统，包括大棚本体、供电系统及控制系统，大棚本体由钢架、保温墙体及透光顶棚安装而成，所述供电系统用于大棚本体内设备供电，所述供电系统由太阳能发电装置、风力发电装置及市电组成，太阳能发电装置包括若干太阳能光伏板，若干太阳能光伏板通过连接杆固定在钢管立柱上，钢管立柱固定在底座上，在钢管立柱下部设有输电接口，钢管立柱的顶端通过风向旋转机构与风力发电风轮连接，风力发电风轮与风力发电机连接，若干太阳能光伏板通过太阳能发电充电控制器与蓄电池连接，风力发电机通过风力发电充电控制器与蓄电池连接，蓄电池通过连接电路连接逆变器，逆变器通过连接电路经整流充电器与市电转换器连接，所述控制系统通过控制电路与逆变器连接，所述控制系统由操作显示器及程序控制器组成，大棚本体内上下设有换气通风机、模拟阳光灯、杀虫黑光灯、无土栽培装置、喷水喷药系统、地下井、网络摄像头、温度监测器，透光顶棚上设有保温防寒棉毯，保温防寒棉毯通过两个卷帘机控制开启。
优选的，无土栽培装置包括种植溶液、水溶液塑料管、钢制支架、种植液储液桶、种植溶液搅拌装置、种植液电磁阀，种植溶液内设有种植液电加热器、溶液酸碱监测仪、溶液含量监测仪、溶液温度监测仪，所述水溶液塑料管安装在钢制支架上，所述水溶液塑料管分别与输送溶液管道及回溶液管道连接，水溶液塑料管上部的输送溶液管道上设有种植液电磁阀，输送溶液管道及回溶液管道均与种植溶液搅拌装置连接，输送溶液管道还设有种植液循环泵，种植溶液搅拌装置与种植液储液桶连接，种植溶液搅拌装置与抽水泵连接，且在二者之间设有加水电磁阀。
优选的，喷水喷药系统包括储药桶，杀虫液搅拌装置、喷杀虫液泵，所述储药桶与杀虫液搅拌装置连接，杀虫液搅拌装置通过连接管路与喷头连接，所述喷头均匀设置在无土栽培装置上方，在连接管路上设有喷杀虫液泵及若干喷水喷药电磁阀，杀虫液搅拌装置还与抽水泵连接，且在二者之间设有加水电磁阀。
优选的，大棚本体内设有地下水井由抽水泵抽地下热水，把地下热水抽到地热室内增温器中，再由增温器中的棚内增温电加热器按设置值进行二次加热，再由增热循环泵通过进行热水循环，使大棚内空间和种植溶液得到提温。
优选的，透光顶棚采用透光塑料布或阳光塑料板或钢化玻璃板。
优选的，保温墙体采用泡沫水泥保温材料，保温墙体内侧设有增温片。
优选的，透光顶棚为双面坡度或单面坡度设计，透光顶棚坡度为10-20度。
优选的，模拟阳光灯通过时间光控器与控制系统连接，杀虫黑光灯通过时间控制器与控制系统连接。
优选的，控制系统与报警器连接。
优选的，卷帘机包括卷帘传动电机、减速机、有齿传动皮带、固定夹、卷帘轴、支架，卷帘传动电机与减速机连接，卷帘轴通过传动齿轮固定在支架上，有齿传动皮带通过传动齿轮带动卷帘轴转动，卷帘轴设有连接保温防寒棉毯的固定夹，卷帘轴包括卷帘轴I及卷帘轴II，卷帘轴I的连接头直径尺寸大于卷帘轴II的连接头直径尺寸，且二者内嵌匹配，卷帘轴I与卷帘轴II在缩管连接头处通过连接螺栓固定。
本发明的有益效果是：本发明采用太阳能发电、风能发电和市电对大棚用电系统进行供给，当大棚不使用电时，太阳能发电和风力发电可并入市网，输入进国家大电力网，能够节约能源，提高能源利用率并且绿色环保，蓄电池装入塑料盒内埋入地下，在夜间或市电停电的情况下自动启动蓄电池的电量，利用太阳能光伏板和风力产生的电力输入在模拟阳光及加热装置中，将电能转换成热能和光能，使冬季大棚内的温度上升到适宜的植物生长温度范围18℃--26℃，确保大棚内植物进行正常的生长，不会因为季节或天气因素影响大棚生产效率，实现大棚种植自动化、智能化控制。
附图说明
图1为本发明结构（透光顶棚为双面坡度）示意图；
图2为本发明结构（透光顶棚为单面坡度）示意图；
图3为本发明的电路原理图；
图4为本发明太阳能、风能发电结构图；
图5为本发明卷帘机结构图；
图6为本发明无土栽培装置系统图。
图7为本发明喷水、喷药系统图
图中：1、透光顶棚，2、保温防寒棉毯，3、卷帘机，4、钢架，5、保温墙体，6、网络摄像头，7、模拟阳光灯，8、换气通风机，9、地下水井，10、无土栽培装置，11、种植溶液，12、钢制支架，13、出入门，14、种植液储液桶，15、储药桶，16、太阳能光伏板，17、风力发电机，18、太阳能发电充电控制器，19、风力发电充电控制器，20、蓄电池，21、逆变器，22、整流充电器，23、市电转换器，24、操作显示器，25、程序控制器，26、种植溶液搅拌装置，27、杀虫液搅拌装置，28、抽水泵，29、种植液循环泵，30、喷杀虫液泵，31、增热循环泵，32、卷帘传动电机，33、时间光控器，34、温控电磁阀，35、喷水喷药电磁阀，36、种植液电磁阀，37、棚内增温电加热器，38、种植液电加热器，39、报警器，40、钢管立柱，41、底座，42、连接杆，43、输电接口，44、风向旋转机构，45、风力发电风轮，46、支架，47、减速机，48、有齿传动皮带，49、固定夹，50、水溶液塑料管，51、回溶液管道，52、杀虫黑光灯，53、时间控制器，54、温度雨雪监测器，55、增温片，56、地热室内增热器，57、喷头，58、传动齿轮，59、卷帘轴I，60、卷帘轴II，61、缩管连接头，62、连接螺栓，63、溶液酸碱监测仪，64、溶液含量监测仪，65、溶液温度监测仪，66、药液及水电加热器，67、温度监测器，68、输送溶液管道，69、加水电磁阀。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
如图1-7所示，一种无土种植太阳能风能发电增效大棚系统，包括大棚本体、供电系统及控制系统，大棚本体由钢4架、保温墙体5及透光顶棚1安装而成，所述供电系统用于大棚本体内设备供电，所述供电系统由太阳能发电装置、风力发电装置及市电组成，太阳能发电装置包括若干太阳能光伏板16，若干太阳能光伏板16通过连接杆42固定在钢管立柱40上，钢管立柱40固定在底座41上，在钢管立柱40下部设有输电接口43，钢管立柱40的顶端通过风向旋转机构44与风力发电风轮45连接，风力发电风轮45与风力发电机17连接，若干太阳能光伏板16通过太阳能发电充电控制器18与蓄电池20连接，风力发电机17通过风力发电充电控制器19与蓄电池20连接，蓄电池20通过连接电路连接逆变器21，逆变器21通过连接电路经整流充电器22与市电转换器23连接，所述控制系统通过控制电路与逆变器21连接，所述控制系统由操作显示器24及程序控制器25组成，大棚本体内上下设有换气通风机8、模拟阳光灯7、杀虫黑光灯52、无土栽培装置、喷水喷药系统、地下井9、网络摄像头6、温度监测器67，透光顶棚1上设有保温防寒棉毯2，保温防寒棉毯2通过两个卷帘机3控制开启。模拟阳光灯7通过时间光控器33与控制系统连接，杀虫黑光灯52通过时间控制器53与控制系统连接，控制系统与报警器39连接。
无土栽培装置包括种植溶液11、水溶液塑料管50、钢制支架12、种植液储液桶14、种植溶液搅拌装置26、种植液电磁阀36，种植溶液11内设有种植液电加热器38、溶液酸碱监测仪63、溶液含量监测仪64、溶液温度监测仪65，所述水溶液塑料管50安装在钢制支架12上，所述水溶液塑料管50分别与输送溶液管道68及回溶液管道51连接，水溶液塑料管50上部的输送溶液管道68上设有种植液电磁阀36，输送溶液管道68及回溶液管道51均与种植溶液搅拌装置26连接，输送溶液管道68还设有种植液循环泵29，种植溶液搅拌装置26与种植液储液桶14连接，种植溶液搅拌装置26与抽水泵28连接，且在二者之间设有加水电磁阀69。
喷水喷药系统包括储药桶15，杀虫液搅拌装置27、喷杀虫液泵30，所述储药桶15与杀虫液搅拌装置27连接，杀虫液搅拌装置27通过连接管路与喷头57连接，所述喷头57均匀设置在无土栽培装置上方，在连接管路上设有喷杀虫液泵30及若干喷水喷药电磁阀35，杀虫液搅拌装置27还与抽水泵28连接，且在二者之间设有加水电磁阀69。
大棚本体还设有出入门13，大棚本体外侧设有温度雨雪监测54，大棚本体内设有地下水井9由抽水泵28抽地下热水，把地下热水抽到地热室内增温器56中，再由增温器中的棚内增温电加热器37按设置值进行二次加热，再由增热循环泵31通过进行热水循环，使大棚内空间和种植溶液11得到提温。
透光顶棚1为双面坡度或单面坡度设计，透光顶棚1坡度为10-20度。透光顶棚1采用透光塑料布或阳光塑料板或钢化玻璃板，保温墙体5采用泡沫水泥保温材料，且保温墙体5内侧设有增温片55。卷帘机3包括卷帘传动电机32、减速机47、有齿传动皮带48、固定夹49、卷帘轴、支架46，卷帘传动电机32与减速机47连接，卷帘轴通过传动齿轮58固定在支架46上，有齿传动皮带48通过传动齿轮58带动卷帘轴转动，卷帘轴设有连接保温防寒棉毯的固定夹49，卷帘轴包括卷帘轴I59及卷帘轴II60，为了降低造大棚的成本卷帘轴I59及卷帘轴II60均采用同直径127毫米，壁厚4毫米的钢管；卷帘轴I59的连接头直径尺寸大于卷帘轴II60的连接头直径尺寸，且二者内嵌匹配，连接头的管径长度为600毫米，卷帘轴I59与卷帘轴II60在缩管连接头61处通过连接螺62栓固定。
本发明采用太阳能发电、风能发电和市电对大棚用电系统进行供给，当大棚不使用电时，太阳能发电和风力发电可并入市网，输入进国家大电力网，能够节约能源，提高能源利用率并且绿色环保，蓄电池装入塑料盒内埋入地下，在夜间或市电停电的情况下自动启动蓄电池的电量，利用太阳能光伏板和风力产生的电力输入在模拟阳光及加热装置中，将电能转换成热能和光能，使冬季大棚内的温度上升到适宜的植物生长温度范围18℃--26℃，确保大棚内植物进行正常的生长，不会因为季节或天气因素影响大棚生产率，可以根据土壤和种植物的不同时期的需求来设定给肥、加温、浇水、杀虫、去草、通风、光照、防寒等自动控制程序，实现大棚种植远距离、无人化、自动化、智能化控制。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无土种植太阳能风能发电增效大棚系统，包括大棚本体、供电系统及控制系统，其特征在于，大棚本体由钢架、保温墙体及透光顶棚安装而成，所述供电系统用于大棚本体内设备供电，所述供电系统由太阳能发电装置、风力发电装置及市电组成，太阳能发电装置包括若干太阳能光伏板，若干太阳能光伏板通过连接杆固定在钢管立柱上，钢管立柱固定在底座上，在钢管立柱下部设有输电接口，钢管立柱的顶端通过风向旋转机构与风力发电风轮连接，风力发电风轮与风力发电机连接，若干太阳能光伏板通过太阳能发电充电控制器与蓄电池连接，风力发电机通过风力发电充电控制器与蓄电池连接，蓄电池通过连接电路连接逆变器，逆变器通过连接电路经整流充电器与市电转换器连接，所述控制系统通过控制电路与逆变器连接，所述控制系统由操作显示器及程序控制器组成，大棚本体内上下设有换气通风机、模拟阳光灯、杀虫黑光灯、无土栽培装置、喷水喷药系统、地下井、网络摄像头、温度监测器，透光顶棚上设有保温防寒棉毯，保温防寒棉毯通过两个卷帘机控制开启。
2.根据权利要求1所述的一种无土种植太阳能风能发电增效大棚系统，其特征在于，无土栽培装置包括种植溶液、水溶液塑料管、钢制支架、种植液储液桶、种植溶液搅拌装置、种植液电磁阀，种植溶液内设有种植液电加热器、溶液酸碱监测仪、溶液含量监测仪、溶液温度监测仪，所述水溶液塑料管安装在钢制支架上，所述水溶液塑料管分别与输送溶液管道及回溶液管道连接，水溶液塑料管上部的输送溶液管道上设有种植液电磁阀，输送溶液管道及回溶液管道均与种植溶液搅拌装置连接，输送溶液管道还设有种植液循环泵，种植溶液搅拌装置与种植液储液桶连接，种植溶液搅拌装置与抽水泵连接，且在二者之间设有加水电磁阀。
3.根据权利要求1所述的一种无土种植太阳能风能发电增效大棚系统，其特征在于，喷水喷药系统包括储药桶，杀虫液搅拌装置、喷杀虫液泵，所述储药桶与杀虫液搅拌装置连接，杀虫液搅拌装置通过连接管路与喷头连接，所述喷头均匀设置在无土栽培装置上方，在连接管路上设有喷杀虫液泵及若干喷水喷药电磁阀，杀虫液搅拌装置还与抽水泵连接，且在二者之间设有加水电磁阀。
4.根据权利要求1所述的一种无土种植太阳能风能发电增效大棚系统，其特征在于，大棚本体内设有地下水井由抽水泵抽地下热水，把地下热水抽到地热室内增温器中，再由增温器中的棚内增温电加热器按设置值进行二次加热，再由增热循环泵通过进行热水循环，使大棚内空间和种植溶液得到提温。
5.根据权利要求1所述的一种无土种植太阳能风能发电增效大棚系统，其特征在于，透光顶棚采用透光塑料布或阳光塑料板或钢化玻璃板。
6.根据权利要求1所述的一种无土种植太阳能风能发电增效大棚系统，其特征在于，保温墙体采用泡沫水泥保温材料，保温墙体内侧设有增温片。
7.根据权利要求1所述的一种无土种植太阳能风能发电增效大棚系统，其特征在于，透光顶棚为双面坡度或单面坡度设计，透光顶棚坡度为10-20度。
8.根据权利要求1所述的一种无土种植太阳能风能发电增效大棚系统，其特征在于，模拟阳光灯通过时间光控器与控制系统连接，杀虫黑光灯通过时间控制器与控制系统连接。
9.根据权利要求1所述的一种无土种植太阳能风能发电增效大棚系统，其特征在于，控制系统与报警器连接。
10.根据权利要求1所述的一种无土种植太阳能风能发电增效大棚系统，其特征在于，卷帘机包括卷帘传动电机、减速机、有齿传动皮带、固定夹、卷帘轴、支架，卷帘传动电机与减速机连接，卷帘轴通过传动齿轮固定在支架上，有齿传动皮带通过传动齿轮带动卷帘轴转动，卷帘轴设有连接保温防寒棉毯的固定夹，卷帘轴包括卷帘轴I及卷帘轴II，卷帘轴I的连接头直径尺寸大于卷帘轴II的连接头直径尺寸，且二者内嵌匹配，卷帘轴I与卷帘轴II在缩管连接头处通过连接螺栓固定。
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