CN108076924A - 一种农用太阳能空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种农用太阳能空调系统，属于新能源应用领域。该空调由太阳能发电系统和空调系统两个部分组成。在太阳能发电系统中，太阳能电池板将太阳能转化为电能，并储存在蓄电池中；在空调系统中，蓄电池中储存的电能将参与空调制冷过程，为大棚降温。为提高太阳能的利用率，本发明采用弯形太阳能电池板，以增大光照角度，最大化电池板吸收的光能量。本发明不仅可提高种植在大棚内水果的含糖量，还能提高太阳能的利用率，同时可减少化石能源的消耗量及CO2等温室气体的排放量。
Description
技术领域
本发明涉及一种农用太阳能空调系统，尤其是将太阳能转化为大棚夜晚降温空调所用电能的方法，属于新能源利用技术领域。
背景技术
水果含有人类生活所需要的多种营养物质。随着人们生活水平的不断提高，人们对水果的口感、味道等要求也越来越高。含糖量作为水果衡量口感的重要标准之一，直接影响果实的风味、营养价值和储存运输性能，是评定水果等级的重要参数。因此，提高水果含糖量，对提升水果的价值具有重要意义。
众所周知，植物会在白天进行光合作用生成葡萄糖等有机物储存在果实中，而在夜晚，由于缺少阳光，植物会进行呼吸作用消耗有机物分解产生的能量。因此，在温差较大的北方，如新疆、西藏、内蒙古等地区，水果含糖量尤其高，而在温度变化不大的南方，水果的甜度一般都不高，因此同样的水果，南方产出的果实品质不如北方的高。为了提高水果含糖量，南方通常采用增加光照，增大昼夜温差等方法。而设置人工光源，安装加热制冷设备等方法需要消耗电能，会消耗煤、石油、天然气等化石能源，在我国化石资源日益短缺的背景下，势必要探索新方法来提高水果含糖量。查阅相关资料发现，大部分学者通过研究植物遗传规律，来增强植物的细胞酶活性，从生物角度提高果实含糖量，而通过开发先进设备来增强光合作用，减弱呼吸作用方面的研究较少。
我国在相关方面的研究还处于初级阶段，主要问题是设备造价较高，发动设备也需要消耗大量能源，投入与产出不成正比。因此，如何在提高水果含糖量的同时降低成本，提高能源利用率对于提高人们生活水平有重要的意义。
随着科学技术的进步，太阳能作为一种取之不尽，用之不竭的新型清洁能源得到了人们的广泛关注。但由于它主要依靠辐射进行传热，很难收集，因此太阳能一般用于太阳能热水器等民用方面，且在农业方面的应用仅仅是作为光源促进植物生长，应用范围较窄。采用太阳能空调对大棚进行温度调节，在夜晚降低作物的酶活性，能有效提高作物的含糖量，保证水果的品质，还提高了太阳能的利用效率，同时避免消耗化石能源，实现节能减排。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供了一种用于提高农产品质量的太阳能空调系统。本发明通过将太阳能转换为电能，为农用空调设备提供能源，是一种新型太阳能应用技术，该方法不但能提高大棚作物的含糖量，还能减少化石资源消耗，可广泛应用于降低大棚温度，提高作物品质。
一种农用太阳能空调，其运行具体包括如下步骤：
（1）白天，太阳能发电系统工作，太阳能电池板上发生光电伏特效应（太阳能发电系统），产生约10kW电能（具体数值根据日照长短及是否阴天等情况而定）；
（2）由光能转化得到的电能通过控制器储存在蓄电池中；
（3）夜晚，太阳能发电系统停止工作，白天储存在蓄电池中的电能被输送至逆变器，完成由直流电转化为交流电这一过程；
（4）空调制冷系统使用逆变器中转化得到的交流电，将大棚中的温度降低5~15摄氏度（具体数值由蓄电池具体储存电能而定），通过降低植物的酶活性来减弱作物的呼吸作用。
所述大棚内温度在白天能达到30~40℃。
所述大棚内温度在夜晚能降到5~10℃。
所述太阳能电池板采用透光性较好的薄膜型太阳能板，防止电池板遮光影响作物进行光合作用。
所述太阳能电池板为弯形，其内表面尽量与大棚外表面贴合。图2为弯形太阳能电池板与大棚的连接结构示意图，如图所示，（1）为大棚薄膜，（2）为小型太阳能电池板。多个较小的太阳能电池板连接时错开一定角度设置在大棚薄膜上，可形成大块弯形太阳能电池板。另外，小型太阳能板的连接角度可调，即本发明所阐述的农用太阳能空调可适应多种大棚结构。弯形太阳能电池板可使太阳能的收集速率不受太阳照射角度变化的影响，电池板吸收的光能量也能达到最大。
所述的农用太阳能空调系统在白天以太阳能为能源，通过太阳能电池板将太阳能源源不断的转化为电能，储存在蓄电池中。夜晚，蓄电池储存的电能作为空调系统的能源，降低大棚内温度，减缓植物呼吸作用。次日重复这个过程。
本发明与现有技术比较具有的优点和积极效果：
1、通过将太阳能转化为电能再利用的过程，提高了太阳能的利用率，使太阳能在农业中的用途不仅仅局限在促进植物光合作用的方面，拓宽了其应用范围；
2、太阳能作为设备能源，减少了煤、石油、天然气等化石能源的消耗量，在一定程度上缓解了能源不足的压力，同时减少了燃烧化石能源产生的CO2等温室气体的排放量，利于环保；
3、太阳能电池板采用透光材料，有利于植物在白天进行光合作用。同时，将太阳能电池板安装在大棚上方，可防止由于正午阳光过于强烈导致作物叶片被灼伤的现象发生；
4、本发明采用弯形太阳能电池板，可使电池板充分吸收太阳能，避免因阳光照射角度变化而降低太阳能吸收效率的情况出现。另外，小型太阳能电池板之间的连接角度可调，本发明适用于各种结构的大棚；
5、夜晚在大棚内运行空调系统能有效降低植物进行呼吸作用的酶活性，从而抑制呼吸反应，减少因呼吸作用而消耗的有机物的量，以此提高果实含糖量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，图1 是本发明系统示意图，图2 为弯形太阳能电池板与大棚的连接图，图中，1为大棚薄膜，2为小型太阳能电池板。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明做进一步描述，但本发明不限于以下所述范围。
实施例1
参见图1，某大棚种植草莓1000kg，采用本发明的农用太阳能空调装置，安装约100m2的太阳能电池板，白天将10kW太阳能转化为电能，储存在蓄电池中，夜晚作为空调系统的能源，使棚内温度由17℃降低至12℃，可将草莓含糖量由5.9%提高至6.5%，提高了0.6%。
某农用太阳能空调利用方法的具体步骤包括如下：
（1）白天，太阳能发电系统工作，太阳能电池板上发生光电伏特效应（太阳能发电系统），产生约10kW电能（具体数值根据日照长短及是否阴天等情况而定）；
（2）由光能转化得到的电能通过控制器储存在蓄电池中；
（3）夜晚，太阳能发电系统停止工作，白天储存在蓄电池中的电能被输送至逆变器，完成由直流电转化为交流电这一过程；
（4）空调制冷系统使用逆变器中转化得到的交流电，将大棚中的温度降低5摄氏度（具体数值由蓄电池具体储存电能而定），通过降低植物的酶活性来减弱作物的呼吸作用。
实施例2
参见图1，某大棚种植葡萄1500kg，采用本发明的农用太阳能空调装置，安装约100m2的太阳能电池板，白天将10kW的太阳能转化为电能，储存在蓄电池中，夜晚作为空调系统的能源，使棚内温度由20℃降低至15℃，可将其含糖量由8.2%提高至8.9%，提高了0.7%。
某农用太阳能空调利用方法的具体步骤包括如下：
（1）白天，太阳能发电系统工作，太阳能电池板上发生光电伏特效应（太阳能发电系统），产生约10kW电能（具体数值根据日照长短及是否阴天等情况而定）；
（2）由光能转化得到的电能通过控制器储存在蓄电池中；
（3）夜晚，太阳能发电系统停止工作，白天储存在蓄电池中的电能被输送至逆变器，完成由直流电转化为交流电这一过程；
（4）空调制冷系统使用逆变器中转化得到的交流电，将大棚中的温度降低5摄氏度（具体数值由蓄电池具体储存电能而定），通过降低植物的酶活性来减弱作物的呼吸作用。
实施例3
参见图1，某大棚种植樱桃500kg，采用本发明的农用太阳能空调装置，安装约100m2的太阳能电池板，白天将10kW的太阳能转化为电能，储存在蓄电池中，夜晚作为空调系统的能源，使棚内温度由15℃降低至12℃，可将其含糖量由7.9%提高至8.3%，提高了0.4%。
某农用太阳能空调利用方法的具体步骤包括如下：
（1）白天，太阳能发电系统工作，太阳能电池板上发生光电伏特效应（太阳能发电系统），产生约10kW电能（具体数值根据日照长短及是否阴天等情况而定）；
（2）由光能转化得到的电能通过控制器储存在蓄电池中；
（3）夜晚，太阳能发电系统停止工作，白天储存在蓄电池中的电能被输送至逆变器，完成由直流电转化为交流电这一过程；
（4）空调制冷系统使用逆变器中转化得到的交流电，将大棚中的温度降低5摄氏度（具体数值由蓄电池具体储存电能而定），通过降低植物的酶活性来减弱作物的呼吸作用。
Claims (7)
1.一种农用太阳能空调系统，其特征在于具体包括以下步骤：
（1）白天，太阳能发电系统工作，太阳能电池板上发生光电伏特效应（太阳能发电系统），产生约10kW电能（具体数值根据日照长短及是否阴天等情况而定）；
（2）由光能转化得到的电能通过控制器储存在蓄电池中；
（3）夜晚，太阳能发电系统停止工作，白天储存在蓄电池中的电能被输送至逆变器，完成由直流电转化为交流电这一过程；
（4）空调制冷系统使用逆变器中转化得到的交流电，将大棚中的温度降低5~15摄氏度（具体数值由蓄电池具体储存电能而定），通过降低植物的酶活性来减弱叶片的呼吸作用。
2.根据权利要求1所述的大棚在白天温度能达到30~40℃。
3.根据权利要求1所述的大棚在夜晚温度能降到5~10℃。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池板采用透光性较好的薄膜型太阳能板，防止电池板遮光影响作物进行光合作用。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池板为弯形，其内表面尽量与大棚外表面贴合，图2为弯形太阳能电池板与大棚的连接结构示意图，如图所示，其中（1）为大棚薄膜，（2）为小型太阳能电池板，多个较小的太阳能电池板连接时错开一定角度设置在大棚薄膜上，可形成大块弯形太阳能电池板，另外，小型太阳能板的连接角度可调，即本发明所阐述的农用太阳能空调可适应多种大棚结构，弯形太阳能电池板可使太阳能的收集速率不受太阳照射角度变化的影响，电池板吸收的光能量也能达到最大。
6.根据权利要求1所述的农用太阳能空调系统在白天以太阳能为能源，通过太阳能电池板将太阳能源源不断的转化为电能，储存在蓄电池中。
7.根据权利要求1所述的农用太阳能空调系统，在夜晚，蓄电池储存的电能作为空调系统的能源，降低大棚内温度，减缓植物呼吸作用，次日重复这个过程。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180529 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |