專利名稱：太陽能光伏溫室大棚的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種溫室大棚，特別是一種太陽能光伏溫室大棚。
背景技術：
在我國許多地區(qū)采用蔬菜大棚來培植各種蔬菜。目前種植蔬菜多采用塑料薄膜大棚，這種大棚是通過透光和保溫來栽培植物的設施，為植物的生長提供生長條件。薄膜大棚的優(yōu)點很多，但也有其缺點。大棚的薄膜透光性、抵抗自然災害能力較差，其使用壽命也短。塑料大棚的透光率低引起植物光合作用不足，從而造成種植蔬菜的葉綠素、糖分等含量受到影響。大棚中的照明、換風、噴淋、保溫等系統(tǒng)所需要的電能仍然需要外部電源提供，在農(nóng)田中使用電纜成本高、安全隱患大。本實用新型在大棚上安裝非晶硅太陽能電池，利用太陽的輻射發(fā)電，實現(xiàn)了大棚的供電自給，并將電能儲存到蓄電池，當陽光不足時，采用蓄電池供電，可更充分、合理的利用能源；為作物提供最適合的光照，利用地熱能調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的空氣溫度，使其更加有利于植物生長。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是提供一種太陽能電池板與透光玻璃裝配形成的太陽能光伏溫室大棚。其既有良好的透光性和保溫性，又能發(fā)電，電能提供給蔬菜大棚的照明保溫系統(tǒng)。本實用新型的上述技術問題主要是通過以下技術方案得以解決的包括太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、恒溫自控系統(tǒng)、燈光照明系統(tǒng)；所述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設置在蔬菜大棚棚頂發(fā)電，與透光玻璃裝配形成溫室大棚，光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)過控制器的輸出分別與蓄電池，LED補光燈和其它負載相連，所發(fā)電能供棚內(nèi)電器使用；所述燈光照明系統(tǒng)設置在大棚內(nèi)，與太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)相連，利用光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)的電能，為農(nóng)作物生長提供最佳光照；所述恒溫自控系統(tǒng)與太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)相連接，利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能和地源熱泵提供的熱能來控制大棚內(nèi)的溫度。作為優(yōu)選，所述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)過控制器的輸出分為三條支路，其中一支連接到蓄電池，一支連接到LED補光燈，另一支連接到其它負載。作為優(yōu)選，所述負載為交流負載，在所述負載與控制器之間設置有DC/AC逆變器，逆變器的作用是把光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)的直流電變?yōu)榻涣麟?，供交流負載使用。作為優(yōu)選，所述負載為側并網(wǎng)，在所述側并網(wǎng)與控制器之間設置有DC/AC逆變器，逆變器的作用是把光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)的直流電變?yōu)榻涣麟?，供側并網(wǎng)使用。作為優(yōu)選，所述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括薄膜太陽能電池組件、光伏陣列匯流裝置、直流防雷配電柜和其他輔助配套設備，其中光伏陣列匯流裝置安裝在光伏組件與逆變器之間，其內(nèi)部安裝有直流防雷配電柜，與光伏逆變器產(chǎn)品相配套；可根據(jù)逆變器輸入的直流電壓范圍，把一定數(shù)量的規(guī)格相同的光伏組件串聯(lián)組成I個光伏組件串列，再將若干個串列并聯(lián)接入光伏陣列匯流裝置，通過防雷器與斷路器后輸出，方便了后級逆變器的接入；光伏陣列匯流裝置可接入多路光伏陣列，每路配有保險絲。作為優(yōu)選，所述薄膜太陽能電池組件采用雙面透明導電電極半透明薄膜，該半透明薄膜使用激光打穿形成的，在紅光和紅外光范圍具有高穿透率，可有效建立溫室效應。作為優(yōu)選，所述燈光照明系統(tǒng)包括計算機/單片機、智能調(diào)光器及LED補光燈組成，其中所述智能調(diào)光器采用單片機控制，所述計算機系統(tǒng)內(nèi)具有包含生物光照最佳需求數(shù)據(jù)庫的嵌入式芯片，為農(nóng)作物生長提供最佳光照。作為優(yōu)選，所述LED補光燈為紅光燈和藍光燈，紅光和藍光十分接近植物光合作用的效率曲線，是植物生長的最佳光源。作為優(yōu)選，所述恒溫自控系統(tǒng)為地源熱泵，地源熱泵包括進氣管、出氣管和送風機，所述進氣管連接送風機進氣口，出氣管連接送風機出氣口，所述進氣管、出氣管一部分埋于地下一部分伸出地表，所述進氣管伸出地表的部分設置有空氣入口，所述出氣管伸出地表的部分設置有暖風出口。作為優(yōu)選，所述進氣管包括進氣暗管和進氣明管，所述出氣管包括出氣明管和出氣暗管，所述進氣暗管與出氣暗管埋于地下，進氣明管與出氣明管一端分別與進氣暗管和出氣暗管連接，另一端伸出地表。因此，本實用新型的有益效果是由于在大棚上安裝太陽能電池組件，可以利用太陽的輻射發(fā)電，實現(xiàn)了大棚的供電自給，并可以將電能儲存到蓄電池，當陽光不足時，采用蓄電池供電，可更充分、合理的利用能源，并節(jié)約了成本，提高了效率；由于采用LED補光燈為植物提供最合適的光照，提高了植物的光合作用，加快了植物的生長速度；另外，利用地熱能調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的空氣溫度，使其更加有利于植物生長，縮短了大棚內(nèi)作物的生長周期，并且風機所需電能來自光伏發(fā)電系統(tǒng)，利用地熱能提高大棚內(nèi)的溫度，所需的成本比較低。

圖I為太陽能光伏蔬菜大棚并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的示意圖。圖2為太陽能發(fā)電模塊結構示意圖。圖3為太陽能發(fā)電、照明、交流負載示意圖。圖4為太陽能發(fā)電、照明、并網(wǎng)示意圖。圖5為地溫保暖結構示意圖。圖6為地溫保暖控制裝置截面圖。圖中I、混凝土基礎與排水溝；2、太陽能電池板；3、支架；4、土墻；5、LED補光燈；6、透光玻璃；7、控制器；8、蓄電池；9、DC/AC逆變器；10、交流負荷；11、側并網(wǎng)；12、進氣明管；13、進氣暗管；14、出氣明管；15、出氣暗管；16、送風機；17、空氣入口 ；18、暖風出口 ；19、大棚；20、地坑。
具體實施方式
下面通過實施例并結合附圖，對本實用新型的技術方案做進一步說明如圖I所示，本實用新型的一種太陽能光伏溫室大棚，包括大棚太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、大棚恒溫自控系統(tǒng)、大棚燈光照明系統(tǒng)。圖中大棚一端具有土墻4，另一端是混凝土基礎與排水溝1，頂部是支架3，在支架3上安裝有數(shù)塊的太陽能電池板2，大棚為薄膜式太陽能農(nóng)業(yè)大棚，是將半透式薄膜太陽能電池和農(nóng)業(yè)大棚結合起來，即蔬菜大棚棚頂發(fā)電，棚內(nèi)種植農(nóng)作物，在大棚內(nèi)的頂部安裝有LED補光燈5，通過太陽能電池板2將太陽能轉變?yōu)殡娔埽┙YLED補光燈5的照明運行。恒溫自控系統(tǒng)與太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)相連接，其中利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能和地源熱泵提供的熱能來控制大棚內(nèi)的溫度。圖2所示為太陽能發(fā)電模塊的安裝結構，把太陽能電池板與透光玻璃連接起來，裝配形成溫室大棚，這種溫室大棚既有良好的透光性又能發(fā)電。電能提供給蔬菜大棚的照明保溫系統(tǒng)，縮短了大棚內(nèi)作物的生長周期。圖3所示為太陽能發(fā)電、照明、交流負載示意圖，圖中太陽能電池板2的輸出經(jīng)過控制器7連接到蓄電池8，同時通過控制器的另一輸出分為兩條支路，其中一條支路連接到LED補光燈，另一支路經(jīng)過DC/AC逆變器9后輸出到交流負載10。圖4所示為太陽能發(fā)電、照明、并網(wǎng)示意圖，圖中太陽能電池板2的輸出經(jīng)過控制器7連接到蓄電池8，同時通過控制器的另一輸出分為兩條支路，其中一條支路連接到LED補光燈，另一支路經(jīng)過DC/AC逆變器9后輸出到側并網(wǎng)11。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括薄膜太陽能電池組件、光伏陣列匯流裝置、直流防雷配電柜和其他輔助配套設備。為了減少光伏組件與逆變器之間的連接線，方便維護，提高可靠性，需要在光伏組件與逆變器之間增加直流匯流裝置，可與光伏逆變器產(chǎn)品相配套組成完整的光伏發(fā)電系統(tǒng)解決方案；可根據(jù)逆變器輸入的直流電壓范圍，把一定數(shù)量的規(guī)格相同的光伏組件串聯(lián)組成I個光伏組件串列，再將若干個串列并聯(lián)接入光伏防雷匯流箱，通過防雷器與斷路器后輸出，方便了后級逆變器的接入；同時可接入多路光伏陣列，每路配有保險絲；配有光伏專用高壓防雷器，正極負極都具備防雷功能。薄膜太陽能組件可采用雙面透明導電電極半透明薄膜，其制作透光型產(chǎn)品時使用激光打穿所有薄膜形成透光效果具有如下優(yōu)勢a、可隔離有害動植物紫外光線(光波長(320納米)b、在紅光范圍(光波長630 760納米)具高穿透率，有助植物生長，適合需要紅光植物的栽培生長。C、在紅外光范圍(光波長> 760納米)具高穿透率，可有效建立溫室效應，尤其適合高經(jīng)濟作物生長。薄膜太陽能電池組件也可采用非晶硅薄膜太能組件，該組件原料來源廣泛，生產(chǎn)成本較低，便于大規(guī)模生產(chǎn)。在可見光范圍內(nèi)，光吸收效率比晶體硅高一個數(shù)量級左右，厚度小于Ium就能充分吸收太陽光能，利用太陽能發(fā)電，具有耐氣候性與耐久性激光刻蝕具有溝槽均勻，剔除干凈，生產(chǎn)效率快的特點。在圖3或圖4中的大棚燈光照明系統(tǒng)中，生物智能照明系統(tǒng)由計算機/單片機、智能調(diào)光器及適合農(nóng)作物生長的紅光和藍光LED燈組成，該系統(tǒng)通過加裝帶有保護裝置的逆變器，可使用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的電能。計算機/單片機中包含生物光照最佳需求數(shù)據(jù)庫的嵌入式芯片，為農(nóng)作物生長提供最佳光照。植物生長需要陽光，光對植物生長的作用是促進植物葉綠素吸收二氧化碳和水等養(yǎng)分，合成碳水化合物。掌握植物的光合作用需要外界光子的激發(fā)才能讓植物完成光合過程。太陽光線是光子激發(fā)的一個功能過程。經(jīng)實踐研究發(fā)現(xiàn)，藍光和紅光十分接近植物光合作用的效率曲線，是植物生長的最佳光源。植物生長需要陽光，光對植物生長的作用是促進植物葉綠素吸收二氧化碳和水等養(yǎng)分，合成碳水化合物。植物的光合作用需要外界光子的激發(fā)才能讓植物完成光合過程，太陽光線是光子激發(fā)的一個功能過程。經(jīng)實踐研究發(fā)現(xiàn)，藍光和紅光十分接近植物光合作用的效率曲線，是植物生長的最佳光源。因此LED補光燈5只采用適合農(nóng)作物生長的紅光和藍光LED燈，不僅提高了能源利用效率，而且對植物生長有更好的促進作用。如圖5 6所示的大棚恒溫自控系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用地源熱泵建立農(nóng)業(yè)大棚空調(diào)送風系統(tǒng)，地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源(含地下水)既可供熱又可制冷的有效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括進氣管、出氣管和送風機16，所述進氣管連接送風機16進氣口，出氣管連接送風機16出氣口，所述進氣管、出氣管一部分埋于地下一部分伸出地表，所述進氣管伸出地表的部分設置有空氣入口 17，所述出氣管伸出地表的部分設置有暖風出口 18。所述進氣管包括進氣暗管13和進氣明管12，所述出氣管包括出氣明管14和出氣暗管15，所述進氣暗管13與出氣暗管15埋于地下，進氣明管12與出氣明管14 一端分別與進氣暗管13和出氣暗管15連接，另一端伸出地表。 將大棚20里的冷空氣吸入地下的進氣管道中，在進氣管道中與地溫換熱氣溫提高進入送風機16。送風機16將溫風再次送入地下的出氣管道中，經(jīng)過一次升溫的空氣經(jīng)過出氣管道時再次提高溫度。經(jīng)暖風出口 18進入大棚20。大棚20里的冷空氣經(jīng)過地下溫度轉換，反復熱循環(huán)提高送入植物從中，使植物受到良好的生長環(huán)境。塑料管一次性投資，以后無任何費用。風機用電來自光伏系統(tǒng)，可以說零費用。上述的實施例，只是本實用新型的一個實例并不是用來限制本實用新型的實施與權力范圍，凡與本實用新型權利要求所述內(nèi)容相同或等同的技術方案，均應包括在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種太陽能光伏溫室大棚，其特征在于包括太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、恒溫自控系統(tǒng)、燈光照明系統(tǒng)； 所述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設置在蔬菜大棚棚頂發(fā)電，與透光玻璃裝配形成的溫室大棚，光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)過控制器的輸出分別與蓄電池，LED補光燈和其它負載相連，所發(fā)電能供棚內(nèi)電器使用； 所述燈光照明系統(tǒng)設置在大棚內(nèi)，與太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)相連，利用光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)的電能，為農(nóng)作物生長提供光照； 所述恒溫自控系統(tǒng)利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能和/或地源熱泵提供的熱能來控制大棚內(nèi)的溫度。
2.根據(jù)權利要求I所述的太陽能光伏溫室大棚，其特征在于所述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)過控制器的輸出分為三條支路，其中一支連接到蓄電池，一支連接到LED補光燈，另ー支連接到其它負載。
3.根據(jù)權利要求2所述的太陽能光伏溫室大棚，其特征在于，所述負載為交流負載，其與控制器之間設置有DC/AC逆變器。
4.根據(jù)權利要求2所述的太陽能光伏溫室大棚，其特征在于，所述負載為側并網(wǎng)，其與控制器之間設置有DC/AC逆變器。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的太陽能光伏溫室大棚，其特征在于所述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括薄膜太陽能電池組件、光伏陣列匯流裝置、直流防雷配電柜和其他輔助配套設備，其中光伏陣列匯流裝置安裝在光伏組件與逆變器之間，其內(nèi)部安裝有直流防雷配電柜，與光伏逆變器產(chǎn)品相配套；可根據(jù)逆變器輸入的直流電壓范圍，把一定數(shù)量的規(guī)格相同的光伏組件串聯(lián)組成I個光伏組件串列，再將若干個串列并聯(lián)接入光伏陣列匯流裝置，通過防雷器與斷路器后輸出，方便了后級逆變器的接入；光伏陣列匯流裝置可接入多路光伏陣列，每路配有保險絲。
6.根據(jù)權利要求5所述的太陽能光伏溫室大棚，其特征在于所述薄膜太陽能電池組件采用雙面透明導電電極半透明薄膜，該薄膜能隔離有害動植物的紫外光，而在紅光和紅外光范圍具高穿透率。
7.根據(jù)權利要求5所述的太陽能光伏溫室大棚，其特征在于所述薄膜太陽能電池組件采用非晶硅薄膜太能組件。
8.根據(jù)權利要求I至4任一項所述的太陽能光伏溫室大棚，其特征在于所述燈光照明系統(tǒng)包括智能調(diào)光器及LED補光燈。
9.根據(jù)權利要求8所述的太陽能光伏溫室大棚，其特征在于所述LED補光燈為紅光燈和藍光燈。
10.根據(jù)權利要求I至4任一項所述的太陽能光伏溫室大棚，其特征在于所述恒溫自控系統(tǒng)為地源熱泵，地源熱泵包括進氣管、出氣管和送風機，所述進氣管連接送風機進氣ロ，出氣管連接送風機出氣ロ，所述進氣管、出氣管一部分埋于地下一部分伸出地表，所述進氣管伸出地表的部分設置有空氣入口，所述出氣管伸出地表的部分設置有暖風出口。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能光伏溫室大棚，包括太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、恒溫自控系統(tǒng)、燈光照明系統(tǒng)，所述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設置在大棚棚頂發(fā)電，經(jīng)過控制器的輸出分別與蓄電池，LED補光燈和其它負載相連，所發(fā)電能供棚內(nèi)電器使用；所述燈光照明系統(tǒng)設置在大棚內(nèi)，與光伏發(fā)電系統(tǒng)相連，利用光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)的電能，為農(nóng)作物生長提供最佳光照；所述恒溫自控系統(tǒng)與太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)相連接，利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能和地源熱泵提供的熱能來控制大棚內(nèi)的溫度。本實用新型實現(xiàn)了大棚的供電自給，并將電能儲存到蓄電池，當陽光不足時，采用蓄電池供電；為作物提供最適合的光照，利用地熱能調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的空氣溫度，使其更加有利于植物生長。
文檔編號A01G9/26GK202635220SQ201220218270

公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權日2012年5月16日
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