CN105830810A - 双层光伏日光温室 - Google Patents

Abstract

本发明涉及温室种植领域，尤其涉及一种双层光伏日光温室。其包括日光温室后墙、后保温墙、内层棚、外保温棚、光伏发电系统、通风系统和卷被系统；外保温棚设置在内层棚的上方，且与内层棚之间设置有间隙；外保温棚为钢结构玻璃保温棚，内层棚为薄膜日光温室；后保温墙为外保温棚的后墙，后保温墙固定设置在日光温室后墙的上方；光伏发电系统设置在外保温棚上。本发明最大程度的实现温室大棚的保温功能；通过在内外棚顶面上设置电动开窗系统，来实现温室的换气降温功能；在外保温棚上设置有光伏发电板，可以利用太阳能发电，来满足温室运行的电力需求，降低温室的运营成本，并提高温室的保温性能。

Description

双层光伏日光温室

技术领域

本发明涉及温室种植领域，具体而言，涉及一种双层光伏日光温室。

背景技术

近年来，发展低碳型经济和节能减排已成为全球性共识，随着我国能源结构的调整，以及农业现代化、科技化的普及，太阳能光伏日光温室在全国各地得到广泛应用，将太阳能发电技术与农业生产有效结合，是保证现代农业绿色发展的重要成果。

在我国传统日光温室因为具有投资少、结构简易、见效快等特点，是目前应用最多的一种农业生产设施，但现有的日光温室大多为单层保温结构，外设保温被等设备，其保温性能十分有限，冬季最低温时无法满足植物生长的温度需求，严重影响蔬果生产的品质和产量。另外，如何将日光温室与光伏发电技术无缝结合也是现在需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双层光伏日光温室，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中提供了一种双层光伏日光温室，包括日光温室后墙、后保温墙、内层棚、外保温棚、光伏发电系统、通风系统和卷被系统；

所述外保温棚设置在所述内层棚的上方，且与所述内层棚之间设置有间隙；

所述外保温棚为钢结构玻璃保温棚，所述内层棚为薄膜日光温室；

所述后保温墙为外保温棚的后墙，所述后保温墙固定设置在所述日光温室后墙的上方；

所述光伏发电系统设置在所述外保温棚上，能够吸收太阳光进行发电；

所述通风系统包括所述外保温棚上设置的电动开窗系统和设置在所述 内层棚棚面上的卷膜开窗系统；

所述卷被系统固定设置在所述内层棚上。

进一步的，所述外保温棚包括前立柱、后立柱、斜梁、墙梁、副立柱和檩条；

所述后立柱固定设立在日光温室后墙上，所述前立柱设在日光温室前矮墙的外面的一侧，所述副立柱设置在山墙面的所述前立柱和所述后立柱之间；

所述前立柱与所述后立柱之间通过所述斜梁连接；

相邻的所述前立柱之间和相邻的所述后立柱之间、所述前立柱与副立柱之间以及所述后立柱与所述副立柱之间均通过所述墙梁连接；

所述檩条设置在相邻的所述斜梁之间；

所述檩条沿所述斜梁的下边固定敷设，使棚面的覆盖材料表面低于斜梁的顶面，突出的斜梁在雨雪天有引流雨雪的作用。

进一步的，所述光伏发电系统包括光伏板、控制器、蓄电池和逆变器；

所述控制器分别与所述光伏板、所述蓄电池连接，能够控制所述光伏板发出的电能传输并储存在所述蓄电池内；

所述逆变器与所述蓄电池连接，能够将所述蓄电池中的直流电能转换成交流电能，从而给用电器供电。

进一步的，所述外保温棚的后保温墙为夹心板保温墙体，顶覆盖为钢化玻璃和所述光伏板，前墙和山墙立面覆盖为钢化玻璃；

顶覆盖材料敷设于所述檩条上，用铝型材固定；

在所述外保温棚的棚面上覆盖的材料为所述钢化玻璃与所述光伏板间隔分布设置；

所述外保温棚的开窗的覆盖材料均为钢化玻璃。

进一步的，所述电动开窗系统设置在所述外保温棚的棚顶上和前墙上。

进一步的，所述内层棚的棚面上设置有上、下共两道电动卷膜开窗系 统，用于给所述温室大棚换气降温。

进一步的，所述卷被系统为侧卷被。

本发明提供的双层光伏日光温室，通过将温室大棚的棚顶设置为双层，即内层棚为薄膜日光温室，外保温棚为钢结构玻璃保温棚，并在内层棚上设置卷被系统，从而最大程度的实现温室大棚的保温功能；通过在内外棚顶面上设置电动开窗系统，来实现温室的换气降温功能；在外保温棚上设置有光伏发电板，可以利用太阳能发电，来满足温室运行的电力需求，降低温室的运营成本。本发明基于一种对土地综合利用的新方式，它节约土地，在不改变土地及温室的基本属性的基础上，将其立体化使用，产生清洁电能，实现了科技高效的循环生态农业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明双层光伏日光温室的立体结构示意图；

图2为本发明双层光伏日光温室的剖面示意图；

图3为本发明双层光伏日光温室的外层棚顶覆盖安装结构示意图；

图4为本发明双层光伏日光温室的电动开窗系统的结构示意图；

图5为本发明双层光伏日光温室的卷膜开窗系统的结构示意图；

图6为本发明双层光伏日光温室光伏发电系统的工作原理图。

附图标记：

1：后墙；2：光伏板；3：钢化玻璃；4：电动开窗系统；5：卷被系统；6：后立柱；7：斜梁；8：内层棚；9：前立柱；10：墙梁；11：外 保温棚；12：卷膜开窗系统；13：檩条；14：窗体；15：弧形齿条；16：开窗电机；17：驱动齿轮；18：固定支座；19：伸缩摆杆；20：卷膜电机；21：卷轴；22：膜窗；23：后保温墙；24：副立柱。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图1-6所示，本发明提供了一种双层光伏日光温室，包括日光温室后墙1、后保温墙23、内层棚8、外保温棚11、光伏发电系统、通风系统和卷被系统5；

所述外保温棚11设置在所述内层棚8的上方，且与所述内层棚8之间 设置有间隙；

所述外保温棚11为钢结构玻璃保温棚，所述内层棚8为薄膜日光温室；

所述后保温墙23为外保温棚11的后墙1，所述后保温墙23固定设置在所述日光温室后墙1的上方；

所述光伏发电系统设置在所述外保温棚11上，能够吸收太阳光进行发电；

所述通风系统包括所述外保温棚11上设置的电动开窗系统和设置在所述内层棚8棚面上的卷膜开窗系统12；

所述卷被系统5固定设置在所述内层棚8上。

将温室大棚设置为双层，来提高温室大棚的蓄热能力。后墙1设置为保温夹心墙体，其能够进一步的保证对温室大棚有良好的保温效果。

外保温棚11上设置光伏发电系统，通过光伏发电系统来进行发电，进而为温室的各种用电设备供电。

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板组件、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

与常用的火力发电系统相比，光伏发电的优点主要体现在：无枯竭危险；安全可靠，无噪声，无污染排放；不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；例如，无电地区，以及地形复杂地区；无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；能源质量高；建设周期短，获取能源花费的时间短。

通过利用光伏发电系统提供的电能，可以提高对自然资源的利用率，进而能够有效的降低温室大棚的生产成本。

在内层棚8上设置有卷被系统5，在晚上的时候，可以将卷被系统5打开，将内层棚8上的保暖被覆盖在内层棚8上，相当于增加了内层棚8的 厚度，将室外的冷空气隔离，进而能够进一步的提高温室大棚的保温效果。当然，也不仅仅局限于在晚上，还可以是在冬天的任何时候，或在任何需要进行保温的时候通过卷被系统5来实现。

当温室大棚内的室温较高或二氧化碳浓度过低时，需要为温室通风降温，平衡空气中二氧化碳的含量，此时，应采取有效的通风降温措施。

为解决这一问题，本实施例中在外保温棚11上设置了电动开窗系统4，通过电动开窗系统4给外保温棚11和内层棚8之间的间隙中通风，在内层棚8棚面设置上下两道通长的卷膜开窗系统12，运用空气运动的特性，达到为温室换气降温的效果。

在本实施例中，通过对计算取最有利角度将内层棚8设置为朝阳的斜拱形骨架，以增加阳光对温室的照射，将外保温棚11设置为平面，且其倾斜设置，使外保温棚11向阳，使光伏板2与太阳光的夹角接近垂直，使光伏板2在单位面积上尽可能多的接收太阳光，有利于光伏板2对阳光的吸收和温室的蓄温，提高了对太阳能的利用率。

优选的实施方式为，所述外保温棚11包括前立柱9、后立柱6、斜梁7、墙梁10、副立柱24和檩条13；

所述后立柱6固定设立在日光温室后墙1上，所述前立柱9设在日光温室前矮墙的外面的一侧，所述副立柱24设置在山墙面的所述前立柱9和所述后立柱6之间；

所述前立柱9与所述后立柱6之间通过所述斜梁7连接；

相邻的所述前立柱9之间和相邻的所述后立柱6之间、所述前立柱9与副立柱24之间以及所述后立柱6与所述副立柱24之间均通过所述墙梁10连接；

所述檩条13设置在相邻的所述斜梁7之间；

所述墙梁10分布于所述前立柱9和后立柱6的外侧立面上，所述檩条13分布设置在所述斜梁7之间；

所述檩条13沿所述斜梁7的下边固定敷设，使棚面的覆盖材料表面低于斜梁7的顶面，突出的斜梁7在雨雪天有引流雨雪的作用。

通过前立柱9、后立柱6和斜梁7的连接，将之架设成一个完整的外保温棚11，在各前立柱9之间、各后立柱6之间均设置墙梁10进行加强连接。外层前立柱9与后立柱6间用的斜梁7用倾斜的大棚钢骨架连接，外保温棚11的棚面有一定的倾斜角度。大棚钢骨架间设檩条13，檩条13上间隔敷设钢化玻璃3和光伏板2。

后立柱6固定设置在后墙1上，柱间设保温材料，做成夹心保温墙体。上端与斜梁7连接，下端与后墙1固定，且内层棚8也的一端也固定设置在后墙1的上方。

前立柱9和后立柱6有通过横向设置在墙梁10和竖向设置在副立柱24十字垂直设置，用于承载作为温室大棚的墙面的玻璃。

优选的实施方式为，所述外保温棚11的后保温墙23为夹心板保温墙体，顶覆盖为钢化玻璃3和光伏板2，前墙和山墙立面覆盖为钢化玻璃3；

顶覆盖材料敷设于所述檩条13上，用铝型材固定；

在所述外保温棚11的棚面上覆盖材料钢化玻璃3与光伏板2间隔分布设置；

所述外保温棚11的开窗覆盖材料均为钢化玻璃3。

如图6所示，所述光伏发电系统包括光伏板2、控制器、蓄电池和逆变器；

所述控制器分别与所述光伏板2、所述蓄电池连接，能够控制所述光伏板2发出的电能传输并储存在所述蓄电池内；

所述逆变器与所述蓄电池连接，能够将所述蓄电池中的直流电能转换成交流电能，从而给用电器供电。

光伏发电系统的发电能源主要来自于光伏板2，即在外保温棚11上设置光伏板2就能够进行光能的利用，但如果在外保温棚11上全部铺设光伏 板2后，其能够最大程度的利用光能，但是温室大棚内就没有阳光的进入，会影响到温室大棚内的植物的生长。

为解决上述问题，如图3所示，在本实施例中，在温室大棚的外保温棚11上设置了钢化玻璃3，且将钢化玻璃3与光伏板2间隔设置，使其能够在对温室大棚内的光照影响不大的情况下，充分的利用太阳光的光能进行发电，以达到对太阳能利用的最佳效果。

需要指出的是，在本实施例中设置的是钢化玻璃3，但其不仅仅局限于这一种透明板材，其还可以是其他的透明板材，如可以是PC阳光板等，其只要是透明的板材，能够不影响光线的通过即可。

优选的实施方式为，所述电动开窗系统4设置在所述外保温棚11的棚顶上和前墙上。

在本实施例中，设置在所述外保温棚11的棚顶上的电动开窗系统4为顶开窗，设置在所述外保温棚11的前墙上的电动开窗系统4为侧开窗。

顶开窗的形状可以不做限定，如可以是方形、圆形等，其只要打开，能够具有换气的功能即可。

由于顶开窗进行换气具有一定的局限性，因此，在本实施例中还设置了侧开窗，两者一同开启可以提高换气效果。

侧开窗的结构可以是同顶窗相同，也可以是不同，其只要能够实现通风换气的功能即可。

优选的实施方式为，如图所4示，电动开窗系统4包括开窗电机16、窗体14、驱动齿轮17和弧形齿条15；

所述驱动齿轮17同轴设置在所述开窗电机16的电机轴上；

所述弧形齿条15的一端与所述窗体14的一端相抵；

所述弧形齿条15的另一端与所述驱动齿轮17啮合；

所述窗体14的另一端与所述外保温棚11转动连接，能够在所述弧形齿条15的作用下开启和关闭。

在外保温棚11上设置窗口后，窗体14与窗口转动连接，开窗电机16启动时，驱动齿轮17转动，带动与驱动齿轮17啮合的弧形齿条15移动，弧形齿条15的另一端与窗体14相抵，进而会带动窗体14与弧形齿条15接触的一端上升，进而将窗体14支撑起来，实现开窗功能。

需要关窗时，反转开窗电机16即可。

还需要指出的是，电动开窗系统4的开启方式也可以是很多种，可以是如本实施例所述的方式，进行外开窗，不占用温室大棚的内部空间；还可以是将电动开窗系统4设置为内开窗，不占用温室大棚的外部空间；甚至还可以是将电动开窗系统4设置为推拉窗的结构，既不占用温室大棚的内部空间，也不占用温室大棚的外部空间。

也就是说，电动开窗系统4的开启方式可以根据具体的现场情况来进行确定，其只要能够实现通风换气的功能即可。

优选的实施方式为，所述内层棚8的棚面上设置有电动卷膜开窗系统12，用于给所述温室大棚换气降温。

在本实施例中，在内层棚8上设置卷膜开窗系统12，其通过卷膜开窗系统12与外保温棚11的电动开窗系统4的配合，来实现对温室大棚内的通风换气，进而来调整温室大棚内的温度和湿度。

优选的实施方式为，如图5所示，所述卷膜开窗系统12包括窗体14、膜窗22、卷轴21、卷膜电机20、伸缩摆杆19和固定支座18；

所述窗体14固定设置在所述内层棚8的棚顶；

所述膜窗22卷设在所述卷轴21上；

所述卷轴21固定设置在所述卷膜电机20上，能够在所述卷膜电机20的驱动下进行转动；

所述卷膜电机20固定设置在所述伸缩摆杆19的一端；

所述固定支座18固定设置在侧墙上，且与所述伸缩摆杆19的另一端固定连接；

所述膜窗22覆盖设置在所述窗体14上。

在本实施例中，卷膜开窗系统12的功能主要是通过电动卷膜器来实现，它具有重量轻、输出扭矩大、输出自锁、行程调节精度高、调节范围大、防雨水、防结露及耗电量低等特点，适用于不同气候条件下使用。

需要指出的是，卷膜开窗系统12可以是使用电动卷膜器来实现，但其不仅仅局限于这样的方式，其还可以是其他的方式，如可以是使用液压驱动的方式来进行开窗。

优选的实施方式为，所述卷被系统5为侧卷被。

在本实施例中，卷被系统5为侧卷被的方式，即在卷被的驱动电机设置在温室大棚的一侧，通过伸缩杆来支撑驱动电机运动。

需要指出的是，在本实施例中卷被系统5为侧卷被，但其不仅仅局限于侧卷被一种方式，其还可以是棚顶的中部设置卷被系统5等，也就是说，其只要能够实现卷被即可。

本发明为双层框架的新能源温室，通过在内层日光温室上设卷被系统5和设置外保温棚11，大大地提高了温室的保温性能；内层日光温室设有两道卷膜开窗，外层设置机械式前开窗和顶开窗，使温室具有较好的通风散热功能；外保温棚11上玻璃屋面与光伏板2间隔交差设置，即缓和太阳的光照强度，又可以利用光伏发电为业主节能增收，本发明将光伏发电与农业温室设施完全结合，合理地利用空间，适当遮阴，增加发电收入，形成以光伏发电、节能减排、节约土地、农业增产、农民增收的行业新格局。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种双层光伏日光温室，其特征在于，包括日光温室后墙、后保温墙、内层棚、外保温棚、光伏发电系统、通风系统和卷被系统；

所述外保温棚设置在所述内层棚的上方，且与所述内层棚之间设置有间隙；

所述外保温棚为钢结构玻璃保温棚，所述内层棚为薄膜日光温室；

所述后保温墙为外保温棚的后墙，所述后保温墙固定设置在所述日光温室后墙的上方；

所述光伏发电系统设置在所述外保温棚上，能够吸收太阳光进行发电；

所述通风系统包括所述外保温棚上设置的电动开窗系统和设置在所述内层棚棚面上的卷膜开窗系统；

所述卷被系统固定设置在所述内层棚上。

2.根据权利要求1所述的双层光伏日光温室，其特征在于，所述外保温棚包括前立柱、后立柱、斜梁、墙梁、副立柱和檩条；

所述后立柱固定设立在日光温室后墙上，所述前立柱设在日光温室前矮墙的外面的一侧，所述副立柱设置在山墙面的所述前立柱和所述后立柱之间；

所述前立柱与所述后立柱之间通过所述斜梁连接；

相邻的所述前立柱之间和相邻的所述后立柱之间、所述前立柱与副立柱之间以及所述后立柱与所述副立柱之间均通过所述墙梁连接；

所述檩条设置在相邻的所述斜梁之间；

所述檩条沿所述斜梁的下边固定敷设。

3.根据权利要求1所述的双层光伏日光温室，其特征在于，所述光伏发电系统包括光伏板、控制器、蓄电池和逆变器；

所述控制器分别与所述光伏板、所述蓄电池连接，能够控制所述光伏板发出的电能传输并储存在所述蓄电池内；

所述逆变器与所述蓄电池连接，能够将所述蓄电池中的直流电能转换成交流电能，从而给用电器供电。

4.根据权利要求1所述的双层光伏日光温室，其特征在于，所述外保温棚的后保温墙为夹心板保温墙体，顶覆盖为钢化玻璃和所述光伏板，前墙和山墙立面覆盖为钢化玻璃；

顶覆盖材料敷设于所述檩条上，用铝型材固定；

在所述外保温棚的棚面上覆盖的材料为所述钢化玻璃与所述光伏板间隔分布设置；

所述外保温棚的开窗的覆盖材料均为钢化玻璃。

5.根据权利要求1所述的双层光伏日光温室，其特征在于，所述电动开窗系统设置在所述外保温棚的棚顶上和前墙上。

6.根据权利要求1所述的双层光伏日光温室，其特征在于，所述内层棚的棚面上设置有上、下两道通长的电动卷膜开窗系统，用于给所述温室大棚换气降温。

7.根据权利要求1所述的双层光伏日光温室，其特征在于，所述卷被系统为侧卷被。