CN208387437U - 一种大棚用的太阳能温度及光照补充和调整系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种大棚用的太阳能温度及光照补充和调整系统，涉及光热光电与温室大棚相结合应用的技术领域，通过利用太阳能光伏以及光热相结合的方式，打造低能耗、自给式的具备温度及光照补充和调整系统的优良种植温室大棚，包括温度控制调整系统以及光照调整补充系统，本实用新型能够利用清洁能源实现大棚内部的环境调控、通风、光照、保温等目的，还有效提高了光伏大棚的能源利用率，有利于实现农业立体生产，具有低碳、节能、环保于一体的集中优势。

Description

一种大棚用的太阳能温度及光照补充和调整系统
技术领域
本实用新型涉及光热光电与温室大棚相结合应用的技术领域，具体涉及大棚用的太阳能温度及光照补充和调整系统。
背景技术
很多地区都采用温室大棚培育蔬菜、花卉等作物，大棚主要由支撑架、塑料薄膜以及升降开闭机构组成，形成一个相对封闭，能够保温保湿的空间，阳光可以透过薄膜进入棚内，使大棚在白天保持较高的温度，有利于作物进行光合作用，此外塑料大棚的密闭性也使得大棚内保持一定的湿度有利于作物的生长。但在夜晚或阴雨天时，大棚内的温度会迅速下降，同时，缺少光照也会打乱作物的正常生长,甚至延长其生长期，影响正常的收益。
因此，优良的温室大棚需要保证适合的透光、保温或加温条件，同时还需要供水系统、温控系统、辅助照明系统及湿度控制系统，这些系统都具有一系列相应的用电设施，如果采用常规的市网供电，由于地理位置的因素，需要进行远距离输配电，安装成本很高，正常使用的成本也不低。
另外，植物生长灯是属于特殊照明产品，但传统的植物灯，还是采用高压纳灯；自然阳光下，蓝光能量占20%，但对正常发育的植物而言，只需要400-700nm范围内6%的蓝光能源，在自然阳光下，已有足够蓝光能量，人工光源不需要额外补充更多的蓝光光谱，但是在自然光源不足时如（冬天），人工光源需要增加蓝光能量，否则蓝光光源将成为植物生长的限制影响因子。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种大棚用的太阳能温度及光照补充和调整系统，通过利用太阳能光伏以及光热相结合的方式，打造低能耗、自给式的具备温度及光照补充和调整系统的优良种植温室大棚。
本实用新型采用以下技术方案：一种大棚用的太阳能温度及光照补充和调整系统，包括温度控制调整系统以及光照调整补充系统；
所述温度控制调整系统包括太阳能热水循环系统，以及太阳能风力循环系统；
所述太阳能热水循环系统包括设置在大棚侧上方的太阳能集热板1、与太阳能集热板1联通的冷水箱2和热水箱3，所述热水箱3上设置有两根出水管，一根连接正常的用水设备管道，另一根则连接到热风塔4中，热风塔4上设置进风管401和出风管402，热风塔4内部设置与热水箱3连接的散热盘管403，进风管401设置在塔身下部，太阳能集热板1中的热水流经散热盘管403，进风管401输入的冷风将热量带走升温，热风从出风管402出来后到大棚中进行升温，降温后的热水回流至冷水箱2中。
所述太阳能风力循环系统包括太阳能光伏电池模组5、与太阳能光伏电池模组5相连的换气扇，还有设置在热风塔4进风管401上的风机6，以及与热风塔4相连，均匀分布在大棚整体空间内的热风支管7。
所述光照调整补充系统主要通过改变薄膜的开闭来调整光照强度，同时根据作物的种类设置不同的植物生长灯进行光照补充，分为光照调整系统和光照补充系统。
所述光照调整系统通过薄膜开闭机构实现，主要包括：驱动电机8、收卷与放卷机构；所述驱动电机8与太阳能光伏电池模组5相连，所述收卷与放卷机构包括收放卷轴9，收放卷轴9的一端与所述驱动电机8连接，另一侧包裹和固定大棚薄膜；驱动电机8驱动收放卷轴9正向转动时进行收卷，带动大棚薄膜收卷；反向转动时，大棚塑料薄膜展开。
所述光照补充系统通过LED植物生长灯系统实现，主要包括：设置在大棚顶部的太阳能光伏电池模组5，以及用于为大棚内作物进行补光，促进其进行光合作用的LED植物生长灯模组10；还包括光照工况调整控制器，用于调整LED植物生长灯模组10的光照时间。
所述LED植物生长灯模组10设置在灯架上，单列呈纵向排布，并按照一定间距平行设置多个单列，距离作物的高度为30-50cm。
为提高空间利用率，所述LED植物生长灯模组10设置在具有3-5层空间的立体种植架11上，并固定在每一层空间的顶部，不同层种植相同的作物，通过光照工况调整控制器调整光照时间，设置在下部的LED植物生长灯模组10的光照时间长于上部。
另外，为提高生物多样性，在不同层级的空间内种植不同的作物，在单列的LED植物生长灯上设置不同间距和数量的LED灯珠，达到不同层不同光照强度。
本实用新型能够利用清洁能源实现大棚内部的环境调控、通风、光照、保温等目的，还有效提高了光伏大棚的能源利用率，有利于实现农业立体生产，具有低碳、节能、环保于一体的集中优势。
附图说明
图1 是所述温度控制调整系统的结构示意图。
图2是所述热风塔的结构示意图。
图3是所述光照调整系统的结构示意图。
图4是所述光照补充系统的机构示意图。
图中，太阳能集热板1、冷水箱2、热水箱3、热风塔4、进风管401、出风管402、散热盘管403、太阳能光伏电池模组5、风机6、热风支管7、驱动电机8、收放卷轴9、LED植物生长灯模组10、立体种植架11。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1-4所示，所述大棚用于种植草莓，所述太阳能热水循环系统包括设置在大棚侧上方的太阳能集热板1、与太阳能集热板1联通的冷水箱2和热水箱3，所述热水箱3上设置有两根出水管，一根连接正常的用水设备管道，另一根则连接到热风塔4中，热风塔4上设置进风管401和出风管402，热风塔4内部设置与热水箱3连接的散热盘管403，进风管401设置在塔身下部，太阳能集热板1中的热水流经散热盘管403，进风管401输入的冷风将热量带走升温，热风从出风管402出来后到大棚中进行升温，降温后的热水回流至冷水箱2中。
所述太阳能风力循环系统包括太阳能光伏电池模组5、与太阳能光伏电池模组5相连的换气扇，还有设置在热风塔4进风管401上的风机6，以及与热风塔4相连，均匀分布在大棚整体空间内的热风支管7。
所述光照调整补充系统主要通过改变薄膜的开闭来调整光照强度，同时根据作物的种类设置不同的植物生长灯进行光照补充，分为光照调整系统和光照补充系统；所述光照调整系统通过薄膜开闭机构实现，主要包括：驱动电机8、收卷与放卷机构；所述驱动电机8与太阳能光伏电池模组5相连，所述收卷与放卷机构包括收放卷轴9，收放卷轴9的一端与所述驱动电机8连接，另一侧包裹和固定大棚薄膜；驱动电机8驱动收放卷轴9正向转动时进行收卷，带动大棚薄膜收卷；反向转动时，大棚塑料薄膜展开。
所述光照补充系统通过LED植物生长灯系统实现，主要包括：设置在大棚顶部的太阳能光伏电池模组5，以及用于为大棚内作物进行补光，促进其进行光合作用的LED植物生长灯模组10；还包括光照工况调整控制器，用于调整LED植物生长灯模组10的光照时间；
所述LED植物生长灯模组10设置在具有3层空间的立体种植架11上，并固定在每一层空间的顶部，呈纵向排布，距离草莓的高度为50cm；另外，针对草莓的生长需求，加大蓝光能量比例，红：蓝：橙=7:2:1，蓝色光源400- 500nm对植物的分化与气孔的调节十分重要，如果蓝光不足，远红光的比例太多，茎部将过度成长，而容易造成叶片黄化；红光光谱（655-665nm）能量与远红光光谱725-735nm能量的比例在1:1.2之间。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种大棚用的太阳能温度及光照补充和调整系统，其特征在于，包括温度控制调整系统以及光照调整补充系统；
所述温度控制调整系统包括太阳能热水循环系统，以及太阳能风力循环系统；
所述太阳能热水循环系统包括设置在大棚侧上方的太阳能集热板(1)、与太阳能集热板(1)联通的冷水箱(2)和热水箱(3)，所述热水箱(3)上设置有两根出水管，一根连接正常的用水设备管道，另一根则连接到热风塔(4)中，热风塔(4)上设置进风管(401)和出风管(402)，热风塔(4)内部设置与热水箱(3)连接的散热盘管(403)，进风管(401)设置在塔身下部，太阳能集热板(1)中的热水流经散热盘管(403)，进风管(401)输入的冷风将热量带走升温，热风从出风管(402)出来后到大棚中进行升温，降温后的热水回流至冷水箱(2)中；
所述太阳能风力循环系统包括太阳能光伏电池模组(5)、与太阳能光伏电池模组(5)相连的换气扇，还有设置在热风塔(4)进风管(401)上的风机(6)，以及与热风塔(4)相连，均匀分布在大棚整体空间内的热风支管(7)；
所述光照调整补充系统主要通过改变薄膜的开闭来调整光照强度，同时根据作物的种类设置不同的植物生长灯进行光照补充，分为光照调整系统和光照补充系统；
所述光照调整系统通过薄膜开闭机构实现，主要包括：驱动电机(8)、收卷与放卷机构；所述驱动电机(8)与太阳能光伏电池模组(5)相连，所述收卷与放卷机构包括收放卷轴(9)，收放卷轴(9)的一端与所述驱动电机(8)连接，另一侧包裹和固定大棚薄膜；驱动电机(8)驱动收放卷轴(9)正向转动时进行收卷，带动大棚薄膜收卷；反向转动时，大棚塑料薄膜展开；
所述光照补充系统通过LED植物生长灯系统实现，主要包括：设置在大棚顶部的太阳能光伏电池模组(5)，以及用于为大棚内作物进行补光，促进其进行光合作用的LED植物生长灯模组(10)；还包括光照工况调整控制器，用于调整LED植物生长灯模组(10)的光照时间。
2.根据权利要求1所述的一种大棚用的太阳能温度及光照补充和调整系统，其特征在于，所述LED植物生长灯模组(10)设置在灯架上，单列呈纵向排布，并按照一定间距平行设置多个单列，距离作物的高度为30-50cm。
3.根据权利要求1或2所述的一种大棚用的太阳能温度及光照补充和调整系统，其特征在于，所述LED植物生长灯模组(10)设置在具有3-5层空间的立体种植架(11)上，并固定在每一层空间的顶部，不同层种植相同的作物，通过光照工况调整控制器调整光照时间，设置在下部的LED植物生长灯模组(10)的光照时间长于上部。
4.根据权利要求1或2所述的一种大棚用的太阳能温度及光照补充和调整系统，其特征在于，在不同层级的空间内种植不同的作物，在单列的LED植物生长灯上设置不同间距和数量的LED灯珠，达到不同层不同光照强度。
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CN111266347A (zh) * 2020-03-12 2020-06-12 沈建新 一种光伏农业科技大棚棚顶清洗装置
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CN114963592A (zh) * 2022-04-13 2022-08-30 西安交通大学 一种基于复合相变材料的太阳能光热转换与储热系统

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