CN206423249U - 一种种植铁皮石斛的光伏智能大棚 - Google Patents

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姜希猛
崔明现
贾曦
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Abstract

本实用新型涉及一种种植铁皮石斛的光伏智能大棚，包括大棚本体，所述大棚本体顶部采用光伏组件和玻璃，大棚本体底部设有供热系统，大棚本体内设有照明和补光系统、喷淋系统、视频监控系统、空气环境监测系统、土壤环境监测系统，大棚墙面设有降温水帘系统、风机和智能控制柜，所述智能控制柜含智能控制器、逆变器、蓄电池，所述控制柜与大棚内所有系统连接。本实用新型采用光伏发电对大棚进行供电，充分保证大棚各系统及的正常运行，将监测数据实时传输给智能控制器，有利于降低管理成本和人员失误，保证铁皮石斛健康生长所需要的环境条件，提高产品质量，光伏发电还可以上网或储存起来，真正实现了智能化种植和发电双赢，具有很大的推广价值。

Description

一种种植铁皮石斛的光伏智能大棚
技术领域
本实用新型属于光伏生态农业技术领域，尤其涉及一种种植铁皮石斛的光伏智能大棚。
背景技术
铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)，又名黑节草，为兰科石斛属植物，主要分布在澳大利亚、东南亚、东亚等国家，中国铁皮石斛产地主要分布在云南、贵州、湖南、广西、浙江和福建等地。铁皮石斛为石斛中的极品，位列“中华九大仙草”之首，是非常珍贵的中药材，具有益胃生津、滋阴清热的神奇功效。
铁皮石斛喜潮湿、温暖和半阴的环境，耐寒能力较差，常生长在海拔1600米以上岩石或树上。生长环境的适宜温度一般在15-30℃范围内，夏季最高温度不超过35℃，冬季最低温度不低于15℃。由于铁皮石斛生长非常缓慢，生长环境要求苛刻，自然繁殖能力较差，野生铁皮石斛已成为濒危植物，国家已严令禁止采摘。为了保护铁皮石斛野生资源，同时满足中药材市场的需求，只有大力发展人工种植法。
光伏发电即光电转换，就是将太阳辐射直接转化为电能，又称光伏效应。太阳电池通常是以多个太阳电池通过串、并联组合成具有一定尺寸及发电功率的光伏组件。光伏发电是将光伏组件进行有效的串联、并联，形成较大的输出功率。光伏组件与控制器、逆变器和蓄电池组成光伏发电系统，光伏组件吸收太阳光产生直流电，通过控制器和逆变器后，可以并入国家电网成为生活用电，也可以通过蓄电池储存起来。
大棚又称暖房，容易实现空气的温度、湿度、光照、土壤肥力等生长环境条件的调控。目前，现有的大棚大多采用人工进行操作和管理，造成人工成本和管理难度增加，对植物生长环境条件的调控也不科学、不合理，因而也不带来良好的经济效益。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术的不足，提供一种与太阳能光伏发电系统相结合的光伏智能大棚，真正实现了智能化种植和发电双赢。
本实用新型的技术方案：一种种植铁皮石斛的光伏智能大棚，包括大棚本体，所述大棚本体顶部采用光伏组件和玻璃，大棚本体底部设有供热系统，大棚本体内设有照明和补光系统、喷淋系统、视频监控系统、空气环境监测系统、土壤环境监测系统，大棚墙面设有降温水帘系统、风机和智能控制柜，所述智能控制柜含智能控制器、逆变器、蓄电池，所述控制柜与供热系统、照明和补光系统、喷淋系统、视频监控系统、空气环境监测系统、土壤环境监测系统、降温水帘系统连接。
优选地，所述光伏组件为晶硅太阳电池板或薄膜太阳电池板，玻璃为光伏玻璃或普通透光玻璃，光伏组件和玻璃按照设定比例组合安装。
优选地，所述光伏组件通过导线与蓄电池连接，同时通过逆变器与电网连接，蓄电池或电网为照明和补光系统、喷淋系统、视频监控系统、空气环境监测系统、土壤环境监测系统，降温水帘系统、风机和智能控制器供电。
优选地，所述供热系统采用地暖或电加热。
优选地，所述照明和补光系统均采用LED灯。
优选地，所述喷淋系统包括管道、喷头、泵和水池。
优选地，所述视频监控系统采用高清摄像头。
采用上述技术方案，太阳光照射通过光伏组件转化为电能储存在蓄电池或输送到电网中，为大棚各系统供电，智能控制器根据铁皮石斛不同生长周期中的不同生长环境条件进行监测和控制，达到智能化的目的，实现了智能化种植和发电双赢，具有很大的推广价值。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1、光伏智能大棚；2、光伏组件；3、玻璃；4、供热系统；5、照明和补光系统；6、喷淋系统；7、视频监控系统；8、空气环境监测系统；9、土壤环境监测系统；10、降温水帘系统；11、风机；12、智能控制柜；13、土壤。
具体实施方式
参照图1所示，一种种植铁皮石斛的光伏智能大棚，包括大棚本体1，所述大棚本体顶部采用光伏组件2和玻璃3，大棚本体底部设有供热系统4，大棚本体内设有照明和补光系统5、喷淋系统6、视频监控系统7、空气环境监测系统8、土壤环境监测系统9，大棚墙面设有降温水帘系统10、风机11与智能控制柜12连接，所述智能控制柜12含智能控制器、逆变器、蓄电池、报警系统、稳压电路等。
大棚本体1顶部的光伏组件2可以为晶硅太阳电池、非晶硅薄膜太阳电池、染料敏化太阳电池和有机太阳电池等，大棚本体1顶部玻璃3可以为普通玻璃、中空玻璃、塑料薄膜及其它透光材料，通过调整光伏组件2和玻璃3之间的间隙来调节大棚的遮光度，根据铁皮石斛的种植要求，控制遮光度在60％-80％范围内。
光伏组件2发的电通过智能控制柜12内的控制器储存在蓄电池或通过逆变器与电网连接，电网或蓄电池为照明和补光系统5、喷淋系统6、视频监控系统7、空气环境监测系统8、土壤环境监测系统9，大棚墙面设有降温水帘系统10、风机11和智能控制柜12供电。
大棚本体1底部设有供热系统4主要用于冬季给铁皮石斛供热，在冬季铁皮石斛的最低生长温度不能低于10℃，供热系统4通过给大棚本体1供热，可以控制温度在15℃以上。供热系统4供热方式可以为地暖加热、电加热等。
供热系统4与智能控制柜12相连，当空气环境监测系统8测得大棚本体1温度低于10℃时，空气环境监测系统8将信息传输给智能控制柜12，报警系统将发出警报，或供热系统自动开启。
照明和补光系统5主要采用LED灯，也可以采用卤化灯、钠化灯等，用于照明和根据铁皮石斛生长需求调节和补充大棚本体1内的光照强度及光照时间，一般铁皮石斛最佳的光照时间约为12小时。照明和补光系统5与智能控制柜12连接，在智能控制器上预设铁皮石斛的光照数据，并进行实时监测和调控。
喷淋系统6设在大棚本体1内部，含有若干个喷头，用于补充铁皮石斛在不同生长期所需的水分和肥力，在遇到病虫害时，也可以采用喷淋系统6进行药物喷淋。为了控制大棚本体1内的温度在30℃以下，在降温幅度不大于3℃的情况下，喷淋系统6喷水降温可以作为一种不错的选择。喷淋系统6与智能控制柜12相连，智能系统根据各监测系统的实时数据对喷淋系统6进行调控。
视频监控系统7采用高清摄像头，对铁皮石斛进行记录和监控，如遇到病虫害状况，监控系统将自动识别并将图像输送至智能控制柜12，便于及时采取有效措施防治病虫害。
空气环境监测系统8设在大棚本体1内，主要对温度、湿度、压强、光照量、露点、CO2浓度进行记录和监测，并将数据传输至智能控制柜12的智能控制器，智能控制器再根据实际情况对大棚本体1各系统进行调控。
土壤环境监测系统9主要是对土壤温度、湿度和肥力进行记录和监测，并将数据传输至智能控制柜12的智能控制器，有利于对土壤情况进行有效的控制和管理。
降温水帘系统10又称湿帘，主要用于对大棚本体1的降温。风机11可以通风换气，也可以起到降温效果。在炎热的夏季，降温水帘系统10与风机11结合使用，可以起到良好的降温效果，有效的将铁皮石斛的温度控制在30℃以内。降温水帘系统10、风机11与智能控制柜12的智能控制器相连，便于对大棚本体1进行有效的控制和管理。
伏组件2与智能控制柜12的智能控制器、蓄电池、逆变器组成一个完整的太阳能光伏发电系统，光伏组件2将太阳光转化为电能后储存在蓄电池中或输送至电网中，电网或蓄电池为大棚各个系统供电，能控制柜12的智能控制器与大棚的各个系统连接，对大棚内的情况进行实时记录和监控，结合铁皮石斛不同生长周期的环境条件，对供热系统4，照明和补光系统5、喷淋系统6、降温水帘系统和风机等进行科学合理的控制，形成一个完整的智能化体系。

Claims (7)

1.一种种植铁皮石斛的光伏智能大棚，包括大棚本体，所述大棚本体顶部采用光伏组件和玻璃，大棚本体底部设有供热系统，大棚本体内设有照明和补光系统、喷淋系统、视频监控系统、空气环境监测系统、土壤环境监测系统，大棚墙面设有降温水帘系统、风机和智能控制柜，所述智能控制柜含智能控制器、逆变器、蓄电池，所述控制柜与供热系统、照明和补光系统、喷淋系统、视频监控系统、空气环境监测系统、土壤环境监测系统、降温水帘系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种种植铁皮石斛的光伏智能大棚，其特征在于：所述光伏组件为晶硅太阳电池板或薄膜太阳电池板，玻璃为光伏玻璃或普通透光玻璃，光伏组件和玻璃按照设定比例组合安装。
3.根据权利要求1或2所述的一种种植铁皮石斛的光伏智能大棚，其特征在于：所述光伏组件通过导线与蓄电池连接，同时通过逆变器与电网连接，蓄电池或电网为照明和补光系统、喷淋系统、视频监控系统、空气环境监测系统、土壤环境监测系统，降温水帘系统、风机和智能控制器供电。
4.根据权利要求1所述的一种种植铁皮石斛的光伏智能大棚，其特征在于：所述供热系统采用地暖或电加热。
5.根据权利要求1或2所述的一种种植铁皮石斛的光伏智能大棚，其特征在于：所述照明和补光系统均采用LED灯。
6.根据权利要求1或2所述的一种种植铁皮石斛的光伏智能大棚，其特征在于：所述喷淋系统包括管道、喷头、泵和水池。
7.根据权利要求1或2所述的一种种植铁皮石斛的光伏智能大棚，其特征在于：所述视频监控系统采用高清摄像头。
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