CN202232354U - 发电温室系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种发电温室系统，包括：主体结构、基础结构和外围护材料；其中，温室主体结构为三心拱型，采用轻钢骨架，自重轻、无立柱；基础结构为独立基础，使用高屈服强度的螺旋地锚；外围护材料使用透明薄膜太阳能光伏电池板、高强保温复合板、中空玻璃；在温室的地下还安装有沼气池。所述温室系统可以同时生产两种产品：一是有机农产品，二是绿色新能源。新型温室是以新能源生产为主导，以乳酸菌栽培、环境控制、生物防治、电解水生成等高新技术为核心，不使用农药或其他化学品就能防治植物病虫害，并能保障植物避免恶劣气候和生理性障碍的封闭型植物养育设施。

Description

发电温室系统
技术领域
本实用新型涉及一种发电温室系统。 
背景技术
一、现有设施农业有：日光温室、连栋温室、玻璃温室。 
外围护材料分可以分为塑料薄膜、玻璃、塑料板。 
日光温室：前坡面夜间用保温被覆盖，东、西、北三面为围护墙体的单坡面塑料温室，称为日光温室。 
连栋温室：大型连栋式塑料温室是近十几年出现并得到迅速发展的一种温室型式。具有重量轻、骨架材料用量少、结构件遮光率小、造价低等优点，环境调控能力基本上可以达到玻璃温室的相同水平。玻璃温室：玻璃温室一般可以分为文络型和大屋脊型，顶部多采用钢化玻璃，四周普通浮法玻璃或者中空玻璃，也有玻璃温室顶部采用阳光板，四周采用玻璃等。 
日光温室冬季不供暖，储热性能差，土传病害严重。连栋温室、玻璃温室冬季供暖保温、夏季通风散热，控制环境运行投资成本高。 
二、日益严峻的全球气候变暖压力，对能源的开发和使用提出了挑战。 
三、现有温室栽培，大量使用化肥、农药，温室土壤板结，有机质锐减，营养液栽培使用化学合成的营养液，不可能生产出安全放心味美的真正有机农产品。 
在上述情况下，创新设计了“发电温室”，这一特别的双丰收绿色工厂。 
发明内容
综合设施农业与透明薄膜太阳能电池板的特点，创新设计一种新型大跨度无立柱的发电温室。它融合了新能源生产、乳酸菌栽培、环境智能控制技术、生物防治技术、电解水生成技术。这种温室是不使用农药或其他化学品就能防治植物病虫害，并能保障植物避免恶劣气候和生理性障碍的封闭型植物养育工厂。发电温室可以根据不同的地区纬度、光照调整围护材料的配置，利用农村资源开发农村新能源，满足农业生产用能需求，实现资源综合利用，解决农业生产流程中的“三废”问题，实现绿色能源、有机农产品双丰收。 
这个系统，融合了独特的温室构造、太阳能和生物质能互补、乳酸菌栽培、电解水生成装置等高科技核心技术，可以制造生产绿色能源和高品质的有机农产品，因此称为“发电温室”。本发明的主要目的是：提供一种新型双效温室。这种温室可以同时生产两种产品：一是有机农产品，二是绿色新能源。新型温室是以新能源生产为主导，以乳酸菌栽培、环境控制、生物防治、电解水生成等高新技术为核心，不使用农药或其他化学品就能防治植物病虫害，并能保障植物避免恶劣气候和生理性障碍的封闭型植物养育设施。 
本发明的次要目的：一是有效提高资源的综合利用，二是降低太阳能电站的投资成本，三是发展农业新能源，服务农业生产，四是解决农业生产过程中的“三废”问题，农业生产实现零污染、零排放、零耗能。 
新能源和现代农业一体化发电温室包括：温室主体结构、基础结构、外围护材料设计；太阳能与生物质能互补应用；乳酸菌栽培系统、智能控制管理系统。 
本实用新型为实现上述目的所采取的技术方案为： 
一种发电温室系统，包括：主体结构、基础结构和外围护材料；其中， 
温室主体结构为三心拱型，采用轻钢骨架，自重轻、无立柱； 
基础结构为独立基础，使用高屈服强度的螺旋地锚； 
外围护材料使用透明薄膜太阳能光伏电池板、高强保温复合板、中空玻璃； 
在温室的地下还安装有沼气池。 
具体地，温室内顶安装热气流收集管道，温室阴面安装新风过滤输入装置。 
具体地，温室外顶部安装喷淋装置。 
具体地，所述发电温室系统还包括小型沼气发电机应急备用，作为太阳能发电的辅助补充能源。 
具体地，温室外前、后底部，设废水收集槽，便于回收处理循环利用。 
具体地，所述地锚由第一部件和第二部件组成，材料为屈服强度400以上的结构钢；第一部件上部为中间开口的钢板，下部为带羽翼的钢管，长度与冻土层一致，第二部件上部为固定钢板，下部为螺旋，第二部件从第一部件钢板中心的开口处进入，穿过钢管插入地下；螺旋的上半部在钢管内增压，增加地锚抗拔力；下半部分锚固在冻土层以下，保证温室的稳定性；螺旋地锚与轻钢桁架结构件用法兰连接，由螺栓固定。 
具体地，温室阳面选用透光率高的中空玻璃做外围护覆盖材料；温室顶部选用透明薄膜太阳能电池板；温室阴面选用阻燃的高强保温复合板材做外围护覆盖材料，并安装一定数量的中空玻璃窗户采光。 
具体地，温室安装有沼气灯；并且温室内部东西南三面墙根设置与当地冻土层一样深的高保温复合材料水渠。 
具体地，温室安装透明薄膜太阳能光伏电池板1100块，装机容量约100kw；透明薄膜太阳能光伏电池具有弱光条件下也可以发电的特性，按照温室日耗能的5倍设计蓄电池储能，以保证智能控制管理系统正常运行，剩余的电力可以输入当地电网。 
附图说明
图1发电温室的形状和规格尺寸：三心拱桁架结构设计o1、o2、o3分别为三个圆心，宽度20000MM，高度6500MM。 
图2发电温室内部耕作配置图。分三部分：发芽育苗区、控制管理区、栽培区，发芽育苗区、栽培区均独立控制。 
图3发电温室桁架示意图。左图为支撑连接结构件，右图为轻钢骨架结构支撑连接件方法示意。两根矩形管规格不同，宽度相同，用支撑连接结构件正反固定连接，然后再热镀锌防腐处理。 
图4发电温室独立基础设计用螺旋地锚。地锚由a、b俩个部件组成。a为地锚的外套，带有羽翼，固定地锚并调整水平，b为地锚的螺旋，锚固基础，提高抗拔力。C为ab部件组合剖面图。 
图5发电温室主体轻钢结构部分与螺旋基础结构安装连接示意 
图6发电温室外围护覆盖材料之二：高强保温复合板。 
图7发电温室剖面图。 
具体实施方式
图1发电温室的形状和规格尺寸：三心拱桁架结构设计o1、o2、o3分别为三个圆心，宽度20000MM，高度6500MM。 
图2发电温室内部耕作配置图。分三部分：发芽育苗区、控制管理区、栽培区，发芽育苗区、栽培区进均独立控制。 
图3发电温室桁架示意图。左图为支撑连接结构件，右图为轻钢骨架结构支撑连接件方法示意。两根矩形管规格不同，宽度相同，用支撑连接结构件正反固定连接，然后再热镀锌防腐处理。 
图4发电温室独立基础设计用螺旋地锚。地锚由a、b俩个部件组成。a为地锚的外套，带有羽翼，固定地锚并调整水平，b为地锚的螺旋，锚固基础，提高抗拔力。C为ab部件组合剖面图。 
图5发电温室主体轻钢结构部分与螺旋基础结构安装连接示意 
图6发电温室外围护覆盖材料之二：高强保温复合板。 
图7发电温室剖面图。 
具体实施方式
为实现上述目的，本发明提供的发电温室系统包括： 
一、温室主体结构设计 
二、温室基础结构设计 
三、温室外围护材料设计 
四、温室保温采暖性能设计 
五、太阳能与生物质能互补应用 
六、乳酸菌栽培系统 
七、智能控制管理系统 
一、温室主体结构设计 
温室为坐北朝南向，为了最大利用太阳光，依据不同纬度选择合适的偏转角度。主体建筑形式为三心拱设计，01、02、03为三个圆心，温室外形尺寸长107m、宽20m、高度6.5m，面积2140m2。(见附图1)。开间宽度4.448m。结构为轻钢骨架结构，材料采用薄壁矩型钢管。东西两面靠后侧安装自动门。 
温室内部划分为发芽育苗区、管理控制区、栽培区三部分见(附图2)。发芽育苗区266m，管理控制区162m，栽培区1712m。 
拱形部分由大小三段弧ae、ed、db相切，结构设计为桁架结构。为达到设计强度的要 求，用支撑固定结构件(见附图3左)连接。轻钢结构件使用不同规格、宽度相等的矩形管，用支撑结构件连接(见附图3右)完成后，再热浸镀锌防腐，保证温室结构强度及其耐候性。 
温室内顶安装热气流收集管道，温室阴面安装新风过滤输入装置；温室外顶部安装喷淋装置(见附图7)，定期清洗，保障光伏电池的光电转换和玻璃的透光度。 
温室内地面低于地平面500mm。温室外前、后底部，设废水收集槽，便于回收处理循环利用。 
二、温室基础结构件设计 
温室基础为独立集础，用螺旋地锚。地锚由两个部件组成(见附图4a、b)，材料为屈服强度400以上的结构钢。这种基础，具有省工省时安装便捷的优点。a部件上部为中间开口的钢板，下部为带羽翼的钢管，长度与冻土层一致，b部件上部为固定钢板，下部为螺旋，b部件从a钢板中心的开口处进入，穿过钢管插入地下。螺旋的上半部在钢管内增压，增加地锚抗拔力；下半部分锚固在冻土层以下，保证温室的稳定性(见附图4c)。螺旋地锚与轻钢桁架结构件用法兰连接(见附图5)，由螺栓固定。 
三、温室外围护覆盖材料设计 
温室是采光建筑，因而透光率是评价温室透光性能的一项最基本指标。因此，发电温室的外围护覆盖材料选用三种不同的材料。如附图7发电温室剖面图所示， 
温室阳面(附图7中ae部分)选用透光率高的中空玻璃做外围护覆盖材料。 
温室顶部(附图7中ed部分)选用透明薄膜太阳能电池板。由于透明薄膜太阳能电池的最大特点是可做成透光的，植物光合作用主要光源——红光、远红光可以穿透；另外，红外光也可以穿透，储存热能，提高温室内温度，节约能源，空气热传导保持温室内温度平衡，而其它的光源被薄膜太阳能电池吸收发电，温室不再需要遮阴围护系统。 
温室阴面(附图7中db部分)选用阻燃的高强保温复合板材(见附图6)做外围护覆盖材料，并安装一定数量的中空玻璃窗户采光(见附图7)。 
四、温室保温采暖性能设计 
保温耗能是温室冬季运行的主要障碍。提高温室保温性能，降低能耗，保证温室的环境温度，是提高温室生产效益的直接手段。发电温室的阳面选用中空玻璃覆盖，玻璃之间用硅胶密封，杜绝冷桥传导，增加保温值；发电温室阴面、东、西侧面选用高强保温复合板材(见附图7)。高强保温复合板后200mm，由四层材料构成，最外层为仿瓷涂层，其次为uv涂层，中间为阻燃保温隔热材料，内层为吸热抗菌涂层，白天吸收热量，晚上缓慢释放。 
发电温室采用垂直液体栽培方式，利用循环水有效的控制水温(可随时加热和冷却)，在炎热的夏季可通过循环水达到降温的作用，在寒冷的冬季可通过循环水达到增温的作用。 
安装在轻钢骨架上的沼气灯，晚上开启，一可以为植物补光，二可以为植物提供二氧化碳气肥，三可以阻断顶部冷空气的下沉。 
温室内部东西南三面墙根设置与当地冻土层一样深的高保温复合材料水渠，一是作为防寒槽，二是可以调节温室湿度、三是生产水生植物。 
因此，温室不需要采暖制冷设备。 
五、太阳能与生物质能互补应用 
温室可安装透明薄膜太阳能光伏电池板1100块，装机容量约100kw。透明薄膜太阳能光伏电池具有弱光条件下也可以发电的特性，按照温室日耗能的5倍设计蓄电池储能，以保证智能控制管理系统正常运行，剩余的电力可以输入当地电网。 
在温室的地下安装30立方米沼气池，晚上温室内使用沼气灯，为植物补光并提供二氧化碳气肥，减少使用太阳能蓄电，温室管理区安装小型沼气发电机应急备用，作为太阳能发电的辅助补充能源。 
太阳能与生物质能互补应用在温室中，减少了对传统化石能源的依赖和使用，最重要的是温室生产不再受外界供能的制约和影响，使可持续发展的低碳生产成为现实。 
六、乳酸菌垂直耕作栽培系统 
乳酸菌垂直耕作栽培是在营养液栽培的基础上融合了最新技术的耕作栽培方法体系。所谓有机栽培本来指的是根据土耕进行有机栽培的意思，这里所说的这种耕作方法是使用独特开发的含有乳酸菌的肥料进行多层垂直水耕栽培，耕作配置系统(见附图2)。 
这种栽培技术，与太阳能、生物质能、电场育苗保温库、电解水生成装置等高新技术相融合成为发电温室系统的关键核心技术。采用这种栽培技术，一年中均可按市场需求栽培生产，收获安全放心高品质的有机农产品，亩产值可以提高10倍以上。 
这种方法不仅生产效率高，而且是将有机栽培变为农业工厂化生产的革新的耕作方法。 
1.发芽 
a.用远红外线和奇迹因子的发芽系统，12--18小时发芽 
b.促进发芽给予发芽照明 
2.育苗 
a.依照成长的情况改变温度和肥料，采取快速健康的培育系统 
3.栽培 
a.把乳酸菌加入循环水中，利用少量的肥料有效率地培育植物 
b.与叶、果实相配合，照射发育所需光的颜色，提高栽培效率 
c.对大气施与振动，促进植物栽培的钟摆系统 
4.控制 
a.制造使用不含盐分的电解水，进行杀菌(种苗时代)添加营养元素，防止病害的发生。 
b.室内温度、湿度、二氧化碳管理由安全节省成本的泵来进行。 
c.乳酸菌发酵、循环水管理，均衡控制营养液的浓度和比例、 
使用液体肥料混合及奇迹因子混合系统完成。 
使用植物性乳酸菌制成的肥料，种出的蔬菜口感非常好吃，泡菜中也含有大量的植物乳酸菌，植物性乳酸菌和动物性乳酸菌相比较，植物性乳酸菌的生命力更强，在农作物生产方面可更有效的防治各种病虫害，提高农作物的口感。 
七、智能控制管理系统 
发电温室采用信息智能化管理控制，提供均衡的温度、湿度、光照、二氧化碳、循环水与乳酸菌混合浓度等，可保证植物在最适宜环境中生长。发电温室采用自动化控制生产，可以降低劳动强度，减少用工。推广应用实用新型发电温室，有助于解决我国农业发展几千年来始终受制于自然、靠天吃饭的局面，走低碳经济之路，发展太阳能光伏产业新能源的同时，带动现代农业和高科技产业的发展，促进农业工厂化、有机化、精准化的普及，提高数万亩农业用地经济效益，探索可持续发展的新农村建设模式。 

Claims (9)

1.一种发电温室系统，包括：主体结构、基础结构和外围护材料；其中：
温室主体结构为三心拱型，采用轻钢骨架，自重轻、无立柱；
基础结构为独立基础，使用高屈服强度的螺旋地锚；
外围护材料使用透明薄膜太阳能光伏电池板、高强保温复合板、中空玻璃；
在温室的地下还安装有沼气池。
2.根据权利要求1所述的发电温室系统，其特征在于：温室内顶安装热气流收集管道，温室阴面安装新风过滤输入装置。
3.根据权利要求1所述的发电温室系统，其特征在于：温室外顶部安装喷淋装置。
4.根据权利要求1所述的发电温室系统，其特征在于：所述发电温室系统还包括小型沼气发电机应急备用，作为太阳能发电的辅助补充能源。
5.根据权利要求1所述的发电温室系统，其特征在于：温室外前、后底部，设废水收集槽，便于回收处理循环利用。
6.根据权利要求1所述的发电温室系统，其特征在于：所述地锚由第一部件和第二部件组成，材料为屈服强度400以上的结构钢；第一部件上部为中间开口的钢板，下部为带羽翼的钢管，长度与冻土层一致，第二部件上部为固定钢板，下部为螺旋，第二部件从第一部件钢板中心的开口处进入，穿过钢管插入地下；螺旋的上半部在钢管内增压，增加地锚抗拔力；下半部分锚固在冻土层以下，保证温室的稳定性；螺旋地锚与轻钢桁架结构件用法兰连接，由螺栓固定。
7.根据权利要求1所述的发电温室系统，其特征在于：温室阳面选用透光率高的中空玻璃做外围护覆盖材料；温室顶部选用透明薄膜太阳能电池板；温室阴面选用阻燃的高强保温复合板材做外围护覆盖材料，并安装一定数量的中 空玻璃窗户采光。
8.根据权利要求1所述的发电温室系统，其特征在于：温室安装有沼气灯；并且温室内部东西南三面墙根设置与当地冻土层一样深的高保温复合材料水渠。
9.根据权利要求1所述的发电温室系统，其特征在于温室安装透明薄膜太阳能光伏电池板1100块，装机容量约100kw。 
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