CN212487803U - 一种光伏塔形立体种植系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光伏塔形立体种植系统，属于农业种植技术领域，旨在解决农业种植土地占用大的问题；包括种植架主体、光伏发电单元、光补偿单元和喷雾灌溉单元；本实用新型中的设计，结合了立体种植和无土种植的优点，利用水回流补氧，解决无土种植中植物根须吸氧问题。立体化种植结构，解决了土地资源紧张的问题；在特定的土地资源增加农作物的产量；有效减少人工操作，降低劳动成本，还可以有效减少水资源的浪费；可充分利用太阳能实现自动化农业生产，减少人力、水资源和额外的电能消耗。

Description

一种光伏塔形立体种植系统

技术领域

本实用新型涉及农业种植技术领域，具体为一种光伏塔形立体种植系统。

背景技术

人口的激增及土地资源的稀缺，导致了种植土地减少。且原有的种植土地分布不均匀。农业蔬菜类为生疏类，其不具备长期存储的条件，虽然现在的保鲜技术、保鲜设备和运输条件的改善，能够跨地域运输，使消费者能够食用到新鲜蔬菜，但其各成本导致蔬菜的价格还是比较昂贵的。目前的立体种植设备存在着诸多缺点，比如国内的立体种植设备解决了一定的空间上增加了种植量，但依旧采用原始的土壤种植模式，土壤给设备增加了大量的质量，对材料要求高等缺点。其二，该立体种植模式无法实现无人智能作业。而对于无土种植技术而言，其基础建设要求高，用水量较大，体量大，只适合大规模的种植，且立体优势不明显。对于水资源的回收再利用及水含氧量的问题没有得到很好的解决。

实用新型内容

针对上述存在的技术不足，本实用新型的目的是提供一种光伏塔形立体种植系统，结合了立体种植和无土种植的优点，利用水回流补氧，解决无土种植中植物根须吸氧问题。立体化种植结构，解决了土地资源紧张的问题；在特定的土地资源增加农作物的产量；有效减少人工操作，降低劳动成本，还可以有效减少水资源的浪费；可充分利用太阳能实现自动化农业生产，减少人力、水资源和额外的电能消耗。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种光伏塔形立体种植系统，其特征在于，包括种植架主体、光伏发电单元、光补偿单元和喷雾灌溉单元；

所述种植架主体的形状为塔形；所述种植架主体上设有多个阶梯种植槽；所述种植架主体内部设有控制单元腔、水泵放置腔和储存腔；所述控制单元腔内设有单片机和蓄电池；所述水泵放置腔内设有水气两用泵；

所述光伏发电单元包括光伏板和调节支架；所述调节支架固定置于所述种植架主体顶部；所述光伏板铰接置于所述调节支架上；所述光伏板用于进行光伏发电；所述调节支架用于调节所述光伏板的角度；

所述光补偿单元包括光敏传感器和补光灯；所述补光灯和所述光敏传感器分别固定置于所述种植架主体上部；所述光敏传感器用于检测所述阶梯种植槽处的光线强度；所述补光灯用于对所述阶梯种植槽处进行光照补偿；

所述喷雾灌溉单元包括温度传感器、湿度传感器和喷雾头；所述温度传感器、湿度传感器和喷雾头分别固定置于所述种植架主体上；所述温度传感器和湿度传感器分别用于检测所述阶梯种植槽内的温度和湿度；所述喷雾头用于对所述阶梯种植槽处进行水雾、氧气及营养物质喷洒；

所述蓄电池、水气两用泵、光伏板、光敏传感器、补光灯、温度传感器和湿度传感器分别与所述单片机电性连接。

优选地，所述补光灯为有利于植物光合作用的蓝紫灯或红光灯中的任意一种灯源。

优选地，相邻的两个所述阶梯种植槽之间的间距为10cm-20cm，所述种植槽内设置有固定植物植株的网状结构。

优选地，所述种植架主体顶部设有进水口；所述进水口通过管道与所述储存腔连通，该管道内设有瓣膜；所述储存腔的底部为半球形；所述水气两用泵的进水端通过管道连接于所述储存腔的底部；所述储存腔内设有水位检测装置，所述水位检测装置位于所述储存腔的球心位置，所述水位检测装置与所述单片机电性连接。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型中的设计，结合了立体种植和无土种植的优点，利用水回流补氧，解决无土种植中植物根须吸氧问题。立体化种植结构，解决了土地资源紧张的问题；在特定的土地资源增加农作物的产量；有效减少人工操作，降低劳动成本，还可以有效减少水资源的浪费；可充分利用太阳能实现自动化农业生产，减少人力、水资源和额外的电能消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种光伏塔形立体种植系统的结构示意图。

附图标记说明：

阶梯种植槽1、补光灯2、进水口3、光伏板4、调节支架5、控制单元腔6、单片机7、蓄电池8、水泵放置腔9、储存腔10、水气两用泵11。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中”、“上”、“下”、“横”、“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，一种光伏塔形立体种植系统，包括种植架主体、光伏发电单元、光补偿单元和喷雾灌溉单元；种植架主体的形状为塔形；种植架主体上设有多个阶梯种植槽1；种植架主体内部设有控制单元腔6、水泵放置腔9和储存腔10；控制单元腔6内设有单片机7和蓄电池8；水泵放置腔9内设有水气两用泵11；光伏发电单元包括光伏板4和调节支架5；调节支架5固定置于种植架主体顶部；光伏板4铰接置于调节支架5上；光伏板4用于进行光伏发电；调节支架5上固定设有电机，用于调节光伏板4的角度；光伏发电单元采用二维追踪系统追踪太阳光发电，其目的让光伏板4发出更多的电量；二维追踪系统利用光敏传感器对光线进行采集，将光信号转化成电信号传输到单片机7中，通过单片机7中设定的程序处理数据；从而控制电机转动实现对太阳光线的追踪效果。其中数据传输采用导线连接实现。光伏板4所产生的电量通过导线给蓄电池8充电储存。其中，蓄电池8安放在控制单元腔6内的蓄电池放置室。蓄电池为电能存储，为其他用电元件提供电能。在蓄电池放置室还有适配器，为不同的用电元件提供不同的工作电压。光补偿单元包括光敏传感器和补光灯 2；补光灯2和光敏传感器分别固定置于种植架主体上部；光敏传感器用于检测阶梯种植槽1处的光线强度；补光灯2用于对阶梯种植槽1处进行光照补偿；喷雾灌溉单元包括温度传感器、湿度传感器和喷雾头；温度传感器、湿度传感器和喷雾头分别固定置于种植架主体上，温度传感器、湿度传感器置于植物的根部生长区位置；目的更加智能的检测不同方位的植物根部状况。温度和湿度传感器检测到的信息通过导线传输到单片机7，通过单片机7设定好的程序对数据分析处理，从而做出判断来控制水气两用泵11的开与关；喷雾头有两个，呈对称分布；温度传感器和湿度传感器的分布状况与喷雾头一致；温度传感器和湿度传感器分别用于检测阶梯种植槽1内植物根部的温度和湿度；喷雾头与水气两用泵11的出水端连通，水气两用泵11抽取半球型的储存腔10经过加压后通过导管连接喷雾头，通过喷雾头将营养液和水雾化，从而为植物根系吸收；蓄电池8、水气两用泵11、光伏板4、光敏传感器、补光灯2、温度传感器和湿度传感器分别与单片机7电性连接；单片机7内设有变压器，光伏板4 发的电通过变压器变压后，进入到蓄电池8中进行储存，为系统的运行控制提供电力。

进一步的，补光灯2为蓝紫灯或红光灯中的任意一种有利于光合作用的光源；红灯、蓝紫灯串联有光敏电阻，通过导线连接适配器，实现对灯的供电，通过光敏传感器的自动光线强弱检测，当光线很弱时，实现自动光补偿功能。

进一步的，相邻的两个阶梯种植槽1之间的间距为10cm-20cm，种植槽内设置有固定植物植株的网状结构。

进一步的，种植架主体顶部设有进水口3；进水口3通过管道与储存腔10 连通，可通过该进水口3向储存腔10内注入水、营养液和氧气；该管道内设有瓣膜，瓣膜具有活动开关的作用，瓣膜上方有向下的压强或者下方有向上的吸力时，瓣膜打开，其余情况不打开，能够有效减少水分通过进水口3蒸发；当根部氧气不足时，水气两用泵11抽取进水管内气体，使瓣膜下方的管道形成负压，促使外界氧气为植物根部补充氧气。水气两用泵11的能量来源由蓄电池8提供，蓄电池8通过适配器和导线为水气两用泵11提供电能。通过单片机7智能控制水气两用泵的工作，实现对植物灌溉的智能化；储存腔10采用半球型容器，其半球形直径与在层最底部种植槽1的下底面重合，具有液体存储和灌溉回流作用，底部回流液体利用容器结构上的优点，可实现回流液体自动回流到液体存储器中；水气两用泵11的进水端通过管道连接于储存腔10 的底部；储存腔内设有水位检测装置，水位检测装置位于储存腔10的球心位置，水位检测装置与单片机电性连接；当半球型容器装满时，水位检测装置将信号传输给单片机7，控制进水口关闭进水功能，不再进水。

使用时，在阶梯种植槽1内种植水培作物，通过光伏发电单元进行太阳能发电，储存在蓄电池8中，为系统的运行供电；温度传感器和湿度传感器检测作物根部的温度和湿度，通过单片机控制箱的调控，对作物进行自动补水、氧气及营养物质；光敏传感器检测光照强度，在夜间或者光照强度较弱时，通过补光灯2对作物进行补光，促进作物生长。

本实用新型中的设计，结合了立体种植和无土种植的优点，利用水回流补氧，解决无土种植中植物根须吸氧问题。立体化种植结构，解决了土地资源紧张的问题；在特定的土地资源增加农作物的产量；有效减少人工操作，降低劳动成本，还可以有效减少水资源的浪费；可充分利用太阳能实现自动化农业生产，减少人力、水资源和额外的电能消耗。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种光伏塔形立体种植系统，其特征在于，包括种植架主体、光伏发电单元、光补偿单元和喷雾灌溉单元；

所述种植架主体的形状为塔形；所述种植架主体上设有多个阶梯种植槽；所述种植架主体内部设有控制单元腔、水泵放置腔和储存腔；所述控制单元腔内设有单片机和蓄电池；所述水泵放置腔内设有水气两用泵；

所述光伏发电单元包括光伏板和调节支架；所述调节支架固定置于所述种植架主体顶部；所述光伏板铰接置于所述调节支架上；所述光伏板用于进行光伏发电；所述调节支架用于调节所述光伏板的角度；

所述光补偿单元包括光敏传感器和补光灯；所述补光灯和所述光敏传感器分别固定置于所述种植架主体上部；所述光敏传感器用于检测所述阶梯种植槽处的光线强度；所述补光灯用于对所述阶梯种植槽处进行光照补偿；

所述喷雾灌溉单元包括温度传感器、湿度传感器和喷雾头；所述温度传感器、湿度传感器和喷雾头分别固定置于所述种植架主体上；所述温度传感器和湿度传感器分别用于检测所述阶梯种植槽内的温度和湿度；所述喷雾头用于对所述阶梯种植槽处进行水雾、氧气及营养物质喷洒；

所述蓄电池、水气两用泵、光伏板、光敏传感器、补光灯、温度传感器和湿度传感器分别与所述单片机电性连接。

2.如权利要求1所述的一种光伏塔形立体种植系统，其特征在于，所述补光灯为有利于植物光合作用的蓝紫灯或红光灯中的任意一种灯源。

3.如权利要求1所述的一种光伏塔形立体种植系统，其特征在于，相邻的两个所述阶梯种植槽之间的间距为10cm-20cm，所述种植槽内设置有固定植物植株的网状结构。

4.如权利要求1所述的一种光伏塔形立体种植系统，其特征在于，所述种植架主体顶部设有进水口；所述进水口通过管道与所述储存腔连通，该管道内设有瓣膜；所述储存腔的底部为半球形；所述水气两用泵的进水端通过管道连接于所述储存腔的底部；所述储存腔内设有水位检测装置，所述水位检测装置位于所述储存腔的球心位置，所述水位检测装置与所述单片机电性连接。

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