CN113422576A - 一种用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及植物生长的技术领域，具体涉及一种用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置，包括：石墨烯太阳能发电装置，从上到下依次设置有玻璃层、石墨烯膜层、太阳能发电单元、基板；蓄电池与所述石墨烯太阳能发电装置连接；角度调整装置，所述角度调整装置可以调整所述石墨烯太阳能发电装置的角度；所述蓄电池的正极与所述第一电极通过导线连接，所述蓄电池的负极与所述第二电极通过导线连接；控制器可以控制所述角度调整装置进行角度调整，所述控制开关一和所述控制开关二可以闭合或者断开。本发明石墨烯膜层白天能够提高太阳能发电效率，晚上能够产生红外线，促进植物生长，整套系统集成度高，成本低，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及植物生长的技术领域，具体涉及一种用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置。
背景技术
在植物生长的技术领域中，光是植物重要的一个生态因子，影响着植物的生长发育，太阳辐射是许多不同波长的光波所组成，太阳辐射能随波长的分布我们称为太阳光谱。到达地面上的太阳辐射包括紫外线、可见光和红外线三个部分。红外线，叶绿素吸收率低，但是，当红外线辐射源照射在植物体上时，能够对植物体升温，保证其生长发育的温度条件红外线，能促进种子或者孢子的萌发和茎的伸长，刺激细胞延长，影响开花与种子发芽，从而够促进植株的生殖性发育，促进花蕾的形成和坐果。可见红外线对植物生长有直接的影响，为了提高植物的生长品质，可人工制造红外线，对植物生长进行调节干预。
石墨烯是由一层碳原子构成的，它们以六边形的重复图案粘合在一起。它是一种具有惊人特性的二维材料，而石墨烯膜通电加热时会产生5-15μm的远红外线，同时，石墨烯膜的导热性能很高、导电性能好、透光率高，通常用在石墨烯太阳能发电装置上，有利于提升光能利用率。
由上所述可见，亟待出现一种可以利用太阳能的能量来促进植物生长的装置。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于一种能够利用太阳能的能量来促进植物生长的装置，从而提供一种用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置，包括：
石墨烯太阳能发电装置，所述石墨烯太阳能发电装置分层设置，从上到下依次设置有玻璃层、石墨烯膜层、太阳能发电单元、基板；所述石墨烯膜层的对应两侧设置有第一电极、第二电极；
蓄电池，所述蓄电池与所述石墨烯太阳能发电装置通过导线连接，所述石墨烯太阳能发电装置白天发电的电能储存在所述蓄电池中；
控制开关一，所述控制开关一设置在所述蓄电池与所述石墨烯太阳能发电装置的之间的导线上，可以闭合或者断开；
进一步的，所述太阳能发电单元下表面也可设置一层石墨烯膜层；
角度调整装置，所述角度调整装置可以调整所述石墨烯太阳能发电装置的角度，白天时，所述角度调整装置把所述石墨烯太阳能发电装置调整到朝向太阳，夜晚时，所述角度调整装置把所述石墨烯太阳能发电装置调整到朝向地面；
所述蓄电池的正极与所述第一电极通过导线连接，所述蓄电池的负极与所述第二电极通过导线连接，所述蓄电池与所述第一电极、第二电极之间设置有控制开关二，所述控制开关二可以闭合或者断开；
控制器，所述控制器可以控制所述角度调整装置进行角度调整，所述控制开关一和所述控制开关二可以闭合或者断开。
进一步的，所述角度调整装置在夜晚调整角度时，根据地面上植物种类的不同而设置不同的角度。
进一步的，夜晚，所述控制开关一断开，所述控制开关二闭合，所述蓄电池给所述石墨烯膜层供电，石墨烯膜发出红外线对地面植物进行照射。
进一步的，所述控制开关二可以闭合后，所述石墨烯膜层发送的红外光的波长为4um～16um。
进一步的，所述蓄电池与所述第一电极、第二电极之间设置有电压控制器，可以对蓄电池输出的电压进行控制。
进一步的，所述石墨烯膜层上还设置有温度传感器，并将测得的温度数据发送给控制器，控制器根据温度的高低来控制电压控制器的输出电压。
利用上述一种用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置的促进植物生长的使用方法：
S1:白天，所述控制开关二断开，所述控制开关一闭合，控制器调整所述角度调整装置调整所述石墨烯太阳能发电装置，使所述石墨烯太阳能发电装置朝向太阳,所述石墨烯太阳能发电装置的发电电能储存在所述蓄电池中；
S2:控制器控制角度调整装置，并可以根据太阳位置调整所述石墨烯太阳能发电装置的角度；
S3:夜晚，控制器控制角度调整装置,使所述石墨烯太阳能发电装置朝向地面；
S4:控制器断开所述控制开关一，闭合所述控制开关二，使蓄电池给所述石墨烯膜层供电，所述石墨烯膜层发送波长为4um～16um的红外光；
S5:控制器根据所述石墨烯膜层的温度的高低来控制电压控制器的输出电压；
S6:天亮后，重复步骤S1。
进一步的，步骤S3中，夜晚，控制器控制角度调整装置时,针对不同的植物设置不同的太阳能发电装置朝向地面的角度。
进一步的，步骤S5中，控制器根据所述石墨烯膜层的温度的高低来控制电压控制器的输出电压时，控制器针对不同的植物设置不同的目标温度。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的一种能够利用太阳能的能量来促进植物生长的装置，能够利用石墨烯太阳能发电装置把白天的太阳能储存起来，然后晚上通过石墨烯膜层产生红外线来促进植物的生长，并且所述石墨烯膜层是设置在石墨烯太阳能发电装置上的，所述石墨烯膜层白天能够提高太阳能发电效率，晚上能够产生红外线，促进植物生长，整套系统集成度高，成本低，节能环保。
2.本发明提供的一种能够利用太阳能的能量来促进植物生长的装置，能够根据所述石墨烯膜层、植物种类进行角度调整，精确灵活，智能化高。
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为本发明的第一种实施方式中用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置的侧面结构示意图；
图2为图1所示的石墨烯太阳能发电装置剖面结构示意图；
图3为图1所示的用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置原理示意图；
图4为图2所示的石墨烯太阳能发电装置中的石墨烯膜层与玻璃层的结构示意图；
图5为本发明第二种实施方式中提供的石墨烯太阳能发电装置剖面结构示意图；
图6为本发明第二种实施方式中提供的石墨烯膜层与两个电极之间关系结构示意图；
附图标记说明：
1-石墨烯太阳能发电装置；2-蓄电池；3-角度调整装置；4-控制开关一；5-控制开关二；11-玻璃层11；12-石墨烯膜层；13-太阳能发电单元；14-基板；121-第一电极；122-第二电极；31-固定框架；32-支架；33-竖杆；34-底座；35-液压缸。
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。
此外，下面所描述的本发明不同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结合。
实施例1
如图1-3，一种用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置，包括：石墨烯太阳能发电装置1，所述石墨烯太阳能发电装置1可以利用太阳能产生电能；蓄电池2，所述蓄电池2与所述石墨烯太阳能发电装置1通过导线连接，所述石墨烯太阳能发电装置1白天发电的电能储存在所述蓄电池2中；所述蓄电池2可以设置在所述所述石墨烯太阳能发电装置1背向太阳的一侧，也可以与所述所述石墨烯太阳能发电装置1分体设置；控制开关一4，所述控制开关一设置在所述蓄电池2与所述石墨烯太阳能发电装置1的之间的导线上，可以闭合或者断开；角度调整装置3，所述角度调整装置3可以调整所述石墨烯太阳能发电装置1的角度，白天时，所述角度调整装置3把所述石墨烯太阳能发电装置1调整到朝向太阳，夜晚时，所述角度调整装置3把所述石墨烯太阳能发电装置1调整到朝向地面。
所述角度调整装置3包括固定框架31、支架32、竖杆33、底座34、液压缸35。所述竖杆33下端固定在地面上或者土地中，竖杆33通过螺纹或焊接固定在所述底座34上。固定框架31固定在所述所述竖杆33上端。支架32为两个，其下端平行竖直固定在所述固定框架31上，其上端与所述石墨烯太阳能发电装置1两侧中部转动连接，所述石墨烯太阳能发电装置1外型为平板状，所述石墨烯太阳能发电装置1可经绕所述支架32转动。所述液压缸35的第一端与所述固定框架31转动连接，所述液压缸35的第二端与所述石墨烯太阳能发电装置1下端边缘转动连接；液压缸35在液压的驱动下进行伸缩运动进而驱动所述石墨烯太阳能发电装置1可经绕所述支架32转动，使其朝向太阳或者地面。
所述石墨烯太阳能发电装置1分层设置，从上到下依次设置有玻璃层11、石墨烯膜层12、太阳能发电单元13、基板14；所述石墨烯膜层12的对应两侧设置有第一电极121、第二电极122；所述蓄电池2的正极与所述第一电极121通过导线连接，所述蓄电池2的负极与所述第二电极122通过导线连接，所述蓄电池2与所述第一电极121、第二电极122之间设置有控制开关二5，所述控制开关二5可以闭合或者断开。
所述用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置还包括控制器，所述控制器可以控制所述角度调整装置3进行角度调整，所述控制开关一4和所述控制开关二5可以闭合或者断开。
如图4，所述石墨烯膜层12稳固的附着在所述玻璃层11上，所述石墨烯膜层12左右两侧分别设置有所述第一电极121和第二电极122，所述第一电极121和第二电极122呈“T”形。所述玻璃层11可对所述石墨烯膜层12进行保护，并且所述玻璃层11方便清洁。所述石墨烯膜层12与所述太阳能发电单元13可通过EVA胶固定。
进一步的，所述太阳能发电单元13下表面也可设置一层石墨烯膜层。
进一步的，所述角度调整装置3在夜晚调整角度时，根据地面上植物种类的不同而设置不同的角度。不同种类的植物或者同一种类的植物在生长的不同阶段对其根茎、枝叶、花朵的生长所要求的最佳红外线能量值是不同的。可把相关数据储存在控制器，可人工设置需要照射的具体植物种类或植物的生长阶段，达到精确控制的目的。
进一步的，夜晚，所述控制开关一4断开，所述石墨烯太阳能发电装置1与所述蓄电池2完全断开；所述控制开关二5闭合，所述蓄电池2的正负极与第一电极121和第二电极122导电，所述所述蓄电池2给所述石墨烯膜层12供电，此时，石墨烯膜层12变成了一个红外发生器，石墨烯膜发出红外线对地面上的植物进行照射。进一步的，所述控制开关二5闭合后，所述石墨烯膜层12发送的红外光的波长为4um～16um。
进一步的，所述蓄电池2与所述第一电极121、第二电极122之间设置有电压控制器，可以对蓄电池2输出的电压进行控制。进一步的，所述石墨烯膜层12上还设置有温度传感器，并将测得的温度数据发送给控制器，控制器根据温度的高低来控制电压控制器的输出电压。可针对不同种类的植物或者同一种类的植物在生长的不同阶段设置不同的目标温度，控制器根据温度传感器测得的数据对电压控制器进行控制。
利用上述用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置的促进植物生长方法：
S1:白天，所述控制开关二5断开，所述控制开关一1闭合，控制器调整所述角度调整装置3调整所述石墨烯太阳能发电装置1，使所述石墨烯太阳能发电装置1朝向太阳,所述石墨烯太阳能发电装置1的发电电能储存在所述蓄电池2中；
S2:控制器控制角度调整装置3，并可以根据太阳位置调整所述石墨烯太阳能发电装置1的角度；
S3:夜晚，控制器控制角度调整装置3,使所述石墨烯太阳能发电装置1朝向地面；
S4:控制器断开所述控制开关一4，闭合所述控制开关二5，使蓄电池给所述石墨烯膜层12供电，所述石墨烯膜层12发送波长为4um～16um的红外光；
S5:控制器根据所述石墨烯膜层12的温度的高低来控制电压控制器的输出电压；
S6:天亮后，重复步骤S1。
进一步的，步骤S3中，夜晚，控制器控制角度调整装置时,针对不同的植物设置不同的太阳能发电装置朝向地面的角度。
进一步的，步骤S5中，控制器根据所述石墨烯膜层的温度的高低来控制电压控制器的输出电压时，控制器针对不同的植物设置不同的目标温度。
实施例2
本实施例2与实施例不同之处在于，石墨烯太阳能发电装置的不同。
如图5-6，所述石墨烯太阳能发电装置1分层设置，从上到下依次设置有石墨烯膜层12、太阳能发电单元13、基板14；所述石墨烯膜层12的对应两侧设置有第一电极121、第二电极122；所述蓄电池2的正极与所述第一电极121通过导线连接，所述蓄电池2的负极与所述第二电极122通过导线连接，所述蓄电池2与所述第一电极121、第二电极122之间设置有控制开关二5，所述控制开关二5可以闭合或者断开。所述石墨烯膜层12稳固的附着在所述太阳能发电单元13上，所述第一电极121和第二电极122分别设置在所述石墨烯膜层12左右两侧，所述第一电极121和第二电极122呈“T”形。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的一种能够利用太阳能的能量来促进植物生长的装置，能够利用石墨烯太阳能发电装置把白天的太阳能储存起来，然后晚上通过石墨烯膜层产生红外线来促进植物的生长，并且所述石墨烯膜层是设置在石墨烯太阳能发电装置上的，所述石墨烯膜层白天能够提高太阳能发电效率，晚上能够产生红外线，促进植物生长，整套系统集成度高，成本低，节能环保。2.本发明提供的一种能够利用太阳能的能量来促进植物生长的装置，能够根据所述石墨烯膜层、植物种类进行角度调整，精确灵活，智能化高。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置，其特征在于，包括：
石墨烯太阳能发电装置，所述石墨烯太阳能发电装置分层设置，从上到下依次设置有玻璃层、石墨烯膜层、太阳能发电单元、基板；所述石墨烯膜层的对应两侧设置有第一电极、第二电极；
蓄电池，所述蓄电池与所述石墨烯太阳能发电装置通过导线连接，所述石墨烯太阳能发电装置白天发电的电能储存在所述蓄电池中；
控制开关一，所述控制开关一设置在所述蓄电池与所述石墨烯太阳能发电装置的之间的导线上，可以闭合或者断开；
角度调整装置，所述角度调整装置可以调整所述石墨烯太阳能发电装置的角度，白天时，所述角度调整装置把所述石墨烯太阳能发电装置调整到朝向太阳，夜晚时，所述角度调整装置把所述石墨烯太阳能发电装置调整到朝向地面；
所述蓄电池的正极与所述第一电极通过导线连接，所述蓄电池的负极与所述第二电极通过导线连接，所述蓄电池与所述第一电极、第二电极之间设置有控制开关二，所述控制开关二可以闭合或者断开；
控制器，所述控制器可以控制所述角度调整装置进行角度调整，所述控制开关一和所述控制开关二可以闭合或者断开。
2.根据权利要求1所述的一种用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置，其特征在于，所述角度调整装置在夜晚调整角度时，根据地面上植物种类的不同而设置不同的角度。
3.根据权利要求1所述的一种用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置，其特征在于，夜晚，所述控制开关一断开，所述控制开关二闭合，所述蓄电池给所述石墨烯膜层供电，石墨烯膜发出红外线对地面植物进行照射。
4.根据权利要求1所述的一种用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置，其特征在于，所述控制开关二可以闭合后，所述石墨烯膜层发送的红外光的波长为4um～16um。
5.根据权利要求1所述的一种用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置，其特征在于，所述蓄电池与所述第一电极、第二电极之间设置有电压控制器，可以对蓄电池输出的电压进行控制。
6.根据权利要求5所述的一种用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置，其特征在于，所述石墨烯膜层上还设置有温度传感器，并将测得的温度数据发送给控制器，控制器根据温度的高低来控制电压控制器的输出电压。
7.如权利要求1-6所述一种用于促进植物生长的石墨烯太阳能装置的促进植物生长方法：
S1:白天，所述控制开关二断开，所述控制开关一闭合，控制器调整所述角度调整装置调整所述石墨烯太阳能发电装置，使所述石墨烯太阳能发电装置朝向太阳,所述石墨烯太阳能发电装置的发电电能储存在所述蓄电池中；
S2:控制器控制角度调整装置，并可以根据太阳位置调整所述石墨烯太阳能发电装置的角度；
S3:夜晚，控制器控制角度调整装置,使所述石墨烯太阳能发电装置朝向地面；
S4:控制器断开所述控制开关一，闭合所述控制开关二，使蓄电池给所述石墨烯膜层供电，所述石墨烯膜层发送波长为4um～16um的红外光；
S5:控制器根据所述石墨烯膜层的温度的高低来控制电压控制器的输出电压；
S6:天亮后，重复步骤S1。
8.根据权利要求7所述的促进植物生长方法，其特征在于，步骤S3中，夜晚，控制器控制角度调整装置时,针对不同的植物设置不同的太阳能发电装置朝向地面的角度。
9.根据权利要求7所述的促进植物生长方法，其特征在于：步骤S5中，控制器根据所述石墨烯膜层的温度的高低来控制电压控制器的输出电压时，控制器针对不同的植物设置不同的目标温度。
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