CN106134849A - 一种光电一体化温室 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光电一体化温室，包括棚架，所述棚架外表面上设有敷设有透明光伏发电玻璃，所述棚架为半球形结构或球形结构。本发明采用透明光伏发电玻璃配合半球形结构或球形结构棚架，有效扩大了光伏发电可利用面积，提高了坚固性能，提高了发电效果，降低了农作物生长时间，采用球型、半球型温室建筑形式，外观新颖别致，美观大方，使得光电一体化温室内部获得了巨大的种植空间，提高了农作物的产量。

Description

一种光电一体化温室

技术领域

本发明涉及农业温室大棚技术领域，特别涉及一种光电一体化温室。

背景技术

光伏农业大棚是农业温室大棚与屋顶太阳能技术相结合的一种光伏发电系统，是集低碳、节能、环保、旅游观光于一体的新型高科技农业生态项目，也是分布式光伏应用的一种新的模式。光伏农业大棚通常有三种类型：阳光房式光伏大棚(以发电组件、钢骨架、钢化玻璃和浮法玻璃建造)、简易式光伏大棚(采用隐框单坡采光顶结构)、普通塑料大棚外加装光伏组件式)。相比一般的农业温室大棚，光伏农业大棚不仅利用自身的发电功能维持内部各种设施(调温、调湿、通风、灌溉)的运转，而且能够改善自然环境，提高植物的生长速度，多余的电还可以并网出售。然而现有存在以下问题：

1、光伏大棚的建筑造型比较简单，一般都采用具有一定倾角的坡顶，不够美观和坚固，缺少观赏性，光伏组件的发电效果差；

2、光伏大棚所采用的薄膜组件透光性不强，对阳光具有一定的遮挡作用，因此对于西红柿等喜光的农作物生长影响明显，增加了农作物生长时间。

3、光伏大棚的投资远高于一般传统温室大棚，但是农作物产量并没有显著提高，因此土地利用率相对较低，有待于提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种光电一体化温室，解决了坚固性能差、发电效果差、农作物生长时间长和产量低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种光电一体化温室，包括棚架，所述棚架外表面上设有敷设有透明光伏发电玻璃，所述棚架为半球形结构或球形结构。

进一步地，所述棚架为空间桁架式蜂窝结构。

进一步地，所述透明光伏发电玻璃为碲化镉薄膜太阳能电池发电玻璃、染料敏化太阳能电池发电玻璃和纳米有机发电玻璃中的至少一种。

进一步地，所述棚架顶部设有第一通风扇，所述棚架底部设有第二通风扇。

进一步地，所述第二通风扇上覆盖有防虫网。

进一步地，所述棚架底部设有多个冷风机。

进一步地，所述棚架底部设有逆变器、电表和配电箱。

采用上述技术方案，由于采用透明光伏发电玻璃配合半球形结构或球形结构棚架，有效扩大了光伏发电可利用面积，提高了坚固性能，提高了发电效果，降低了农作物生长时间，采用球型、半球型温室建筑形式，外观新颖别致，美观大方，使得光电一体化温室内部获得了巨大的种植空间，提高了农作物的产量。

附图说明

图1为本发明一种光电一体化温室半球形结构的主视结构示意图；

图2为本发明一种光电一体化温室半球形结构的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1和图2，本发明提供的一种光电一体化温室，包括棚架，棚架外表面上设有敷设有透明光伏发电玻璃，棚架为半球形结构或球形结构。棚架材质为碳素钢。半球形结构或球形结构的内部都为圆形镂空结构，这样可以增加种植面积。光电一体化温室以钢结构和透明光伏发电玻璃建造而成，外观新颖别致，美观大方。

本发明所设计的以半球形结构或球形结构为主要造型的光电一体化温室具有如下显著优点：

1、有效扩大了温室的内部空间，因为半球形结构或球形结构具有空间最大化表面积最小化的几何特征，其中空间最大化可以创造出更为空旷的耕作空间，表面积最小化可以达到外界最小的气候干扰，冬季寒冷季节夜晚的幅射降温减小，夏季外界热源传递输入的表面积也减小，这样更利于温室内温度的稳定，更为节能。在同样空间温室情况下，这半球形结构或球形结构所受外界气候的影响干扰是最小的，可以节省至少30％-50％的温室能耗；表面积最小化的曲面半球形结构或球形结构，在温室的利用上还有一个很大的优势，就是它的迎风面与普通隧道形或其它形状的温室相比，球体曲面结构它的受风面是最小的，半球形结构或球形结构温室具有抗强风的特性，这在农业生产上是极为重要的温室性能。

2、本发明所提供的光电一体化温室与一般光伏大棚的显著区别之一，就是从过去的在棚顶一侧布设光伏发电组件，改为在玻璃温室的整个表面敷设光伏发电玻璃组件，从而有效扩大了光伏发电可利用面积。以占地1200平方米的光电一体化智能立体温室为例，发电组件的面积为：

20×20×3.14×4÷2＝2512m²

可见本发明对于提高土地利用率作用十分巨大，在完全改变土地属性的基础上，使得分布式光伏发电能够获得更大的发展空间。

本发明中采用的发电组件是碲化镉薄膜太阳能电池发电玻璃、染料敏化太阳能电池发电玻璃和纳米有机发电玻璃中的至少一种，由于透明度高，弱光性好，发电时间长，甚至在阴雨天和雾霾天都可以发电，在安装上也不受限制，因此更适合于建造光电一体化温室。

3、由于本发明所采取的半球形结构或球形结构温室建筑形式，使得光电一体化温室内部获得了巨大的种植空间，温室的顶高可达10～50米，不仅可以种植各种蔬菜、瓜果，甚至一些高大的树木也可以种植其间，形成更具生态性的植物生长环境。高度在10米以上的雾培柱可以把单位土地面积的叶菜植株数量提高10倍甚至几十倍，从而极大地提高土地利用率。

为了优化温室内空间生态系统，温室中心设计水体与梯柱，以直径40米，顶高12米的半球型温室为例，中心水体深为1.5米，直径5.58米，面积24.5米，如果蓄水位1米计，可容水24.5立方，进行高密度罗非鱼养殖，可年产鱼612.5公斤。旋梯梯面宽1.7米，外梯柱直径为9米，梯柱柱体高为11米，三盘旋至顶部，每层旋梯高为3米，上至9米高处设一半环状的平台。中心水体的养殖水采用水泵提至高处采用滴灌方式灌溉旋梯两侧的容器培植物，也可以于梯面两侧布设PVC管进行水培设计，与中心水体间构建一个鱼菜共生式的循环系统。旋梯两侧用于栽培可创造有效栽培线总长为138米，如果摆放容器培果树或者藤蔓植物(株距一米计)138盆。温室大门入口采用铝合金推拉门，门宽为3米，高为3米，温室大门入口设有缓冲间，达到更好的隔离效果。

棚架为空间桁架式蜂窝结构。温室采用空间桁架式的蜂窝结构，具有强大的抗风雪性，可抗风10-15级，可耐雪载30-50厘米。

透明光伏发电玻璃为碲化镉薄膜太阳能电池发电玻璃、染料敏化太阳能电池发电玻璃和纳米有机发电玻璃中的至少一种。

棚架顶部设有第一通风扇，棚架底部设有第二通风扇。温室通风系统采用第一通风扇和第二通风扇相配合的上下对流通风模式，棚架顶部的第一通风扇均匀环绕布设六到八扇；棚架底部的第二通风扇设于最底部三层，每层都均匀布设六到八扇，形成上下对流的烟囱式通风换气。

第二通风扇上覆盖有防虫网。棚架底部设有多个冷风机。温室夏季第二通风扇可以全部开启，覆盖防虫网通风，通过冷风机加强换气量达到更好的降温效果。

棚架底部设有逆变器、电表和配电箱。透明光伏发电玻璃作为光伏组件与逆变器、电表、配电箱连接，构成完整的光伏发电系统，实现温室用电的自给自足，多余的电力还可以并网出售。

综上所述，本发明采用透明光伏发电玻璃配合半球形结构或球形结构棚架，有效扩大了光伏发电可利用面积，提高了坚固性能，提高了发电效果，降低了农作物生长时间，采用球型、半球型温室建筑形式，外观新颖别致，美观大方，使得光电一体化温室内部获得了巨大的种植空间，提高了农作物的产量。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种光电一体化温室，其特征在于，包括棚架，所述棚架外表面上设有敷设有透明光伏发电玻璃，所述棚架为半球形结构或球形结构。

2.根据权利要求1所述的光电一体化温室，其特征在于，所述棚架为空间桁架式蜂窝结构。

3.根据权利要求1或2所述的光电一体化温室，其特征在于，所述透明光伏发电玻璃为碲化镉薄膜太阳能电池发电玻璃、染料敏化太阳能电池发电玻璃和纳米有机发电玻璃中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的光电一体化温室，其特征在于，所述棚架顶部设有第一通风扇，所述棚架底部设有第二通风扇。

5.根据权利要求4所述的光电一体化温室，其特征在于，所述第二通风扇上覆盖有防虫网。

6.根据权利要求5所述的光电一体化温室，其特征在于，所述棚架底部设有多个冷风机。

7.根据权利要求1或2所述的光电一体化温室，其特征在于，所述棚架底部设有逆变器、电表和配电箱。