專利名稱：應用于農業生態溫室的新能源閉環式綜合節能系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及農業生態溫室領域，特別涉及一種應用于農業生態溫室的新能源閉環式綜合節能系統。
背景技術：
現有技術中，農業生態溫室，在作物種植時，主要存在一些缺陷I、溫室用于在不適宜植物生長的季節，提供生育期和增加產量，用于低溫季節喜溫蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等，對種植作物生長環境的要求精確，對蔬菜質量檢測需要保障。目前，大多數農戶給溫室加溫、澆水、通風等，全憑感覺。感覺冷了就加溫，感覺干了就澆水，感覺悶了就通風，缺乏精確，無科學依據。2、目前農業溫室種植，電力資源等其他一系列問題，存在較為廣泛，丞待解決。
發明內容
為了解決現有技術中存在的技術問題，本發明的目的在于提供在農業生態溫室中引入薄膜太陽能光伏系統、物聯網智能控制系統和高溫高效螺桿熱泵系統的新能源閉環式綜合節能系統。本發明采用的技術方案如下應用于農業生態溫室的新能源閉環式綜合節能系統，其特征在于，通過物聯網智能控制系統與薄膜太陽能光伏系統、高溫高效螺桿熱泵系統有效融合，全面實現溫室大棚的智能管理；所述薄膜太陽能光伏系統產生的電力資源提供給生態溫室內的照明燈、補光燈、卷簾機、灌溉設備、植保設備使用，提供物聯網智能控制系統所需電能，以及輔助或部分提供高溫高效螺桿熱泵系統所需電能；所述物聯網智能控制系統，采用傳感器和計算機構成無線網絡，實現對薄膜太陽能光伏系統和高溫高效螺桿熱泵系統集中控制及管理功能；所述高溫高效螺桿熱泵系統，提供給生態溫室作物適宜的氣流、溫度及濕度。優選地，所述薄膜太陽能光伏系統為碲化鎘、非晶硅薄膜太陽能光伏系統。與現有技術相比，本發明應用于農業生態溫室的新能源閉環式綜合節能系統具有如下優點I、改進了農業生產技術、工藝和設備，降低了能耗、水耗、污染，達到了節能減排的效果，實現了經濟效益與社會效益的最大化。2、提升農作物質量、產量，經濟效益明顯。從農業溫室大棚的溫度、溫度、照明、補光、遮陽、監控等諸多環節對農作物的生長環境、生長過程進行調節，提高了農作物復種指數，增加單位面積土地農作物的產量。同時農業溫室與外界的隔離，可以減少溫室外病蟲害的侵害，有效地控制病蟲害的傳播，從而減少農作物的農藥使用量，更有利于實現農作物無公害生產，提升農作物質量。溫室大棚的生長環境的優化，縮短了溫室農作物的生育期，可以讓農作物提前上市，長年上市，在產量、質量提升的同時，增加農作物經濟效益，一般畝增經濟效益50%以上。3、低碳環保，節能效益顯著碲化 鎘薄膜太陽能光伏系統是世界光伏行業技術前沿產品，它與農業溫室大棚的結合不僅可節約大量的土地資源，還可以利用溫室本身作為光伏發電建筑基礎。產生的電力資源可直接提供給溫室內的照明燈、補光燈、卷簾機、灌溉設備、植保設備等使用。也可供節能系統的另外二個系統電力使用。真正做到能源的自循環生產與使用，拓展的技術應用的深度、廣度、靈活性。水地源熱泵系統是國際國內主流的應用降低建筑能耗的產品，我們經過設計改進和技術攻關，改成高溫高效熱泵系統，取得自主知識產權。在農業溫室大棚應用節能效率30-70%。4、創新管理模式、提高管理效益物聯網智能控制系統能夠提供終端遠程管理、運行監控、告警管理、協議適配、業務數據傳輸、行業應用接入等綜合服務功能。能夠與薄膜太陽能光伏系統、高溫高效螺桿熱泵系統有效融合，全面實現溫室大棚的智能管理。因此，通過信息化手段，應用物聯網智能控制系統將為傳統農業改造升級與世界發展同步起到巨大的推動作用，實現了數字農業向智慧農業的轉變，降低了溫室人工管理成本和生產過程成本，提高了溫室大棚生產全過程的效率，應用單位管理效益明顯。
為了便于本領域技術人員理解，下面結合附圖對本發明作進一步的說明。圖I是本發明的系統結構框圖。
具體實施例方式請參閱圖1，應用于農業生態溫室的新能源閉環式綜合節能系統，通過物聯網智能控制系統與薄膜太陽能光伏系統、高溫高效螺桿熱泵系統有效融合，全面實現溫室大棚的
智能管理。薄膜太陽能光伏系統，優選為碲化鎘、非晶硅太陽能光伏系統，其產生的電力資源提供給生態溫室內的照明燈、補光燈、卷簾機、灌溉設備、植保設備使用，提供物聯網智能控制系統所需電能，以及輔助提供高溫高效螺桿熱泵系統所需電能。薄膜太陽能光伏系統由碲化鎘光伏組件、控制器、蓄電池、逆變器和交流用電負載(如照明、補光燈、灌溉裝置)組成。碲化鎘光伏組件將太陽光能轉化成電能，儲存到蓄電池中。當光照不足或晚上、或者負載需求大于太陽電池組件所發的電量時，將儲存的電能釋放以滿足負載的能量需求。控制器對蓄電池的充、放電條件加以規定和控制，并按照負載的電源需求控制太陽電池組件和蓄電池對負載的電能輸出。薄膜太陽能光伏系統，其優點表現在I、發電性能好，弱光及高溫情況下都表現很好。2、沒有轉動部件，不產生噪音。3、沒有空氣污染、不排放廢水。
4、沒有燃燒過程，不需要燃料。5、維修保養簡單，維護費用低。6、運行可靠性、穩定性好。7、作為關鍵部件的太陽電池使用壽命長，可達到25年以上。薄膜太陽能光伏系統，夏天陽光輻射較強的時，太陽能電池板可以吸收輻射于溫室上的陽光，將光能、熱能轉換為電能，起到很好的降溫控制作用；冬天時，太陽能電池板采用雙玻結構，對室內的溫度有著很好的保持作用，利用電池背板對光線二次反射左右因此 在氣溫較低的冬天，很好的保溫效果。采用薄膜太陽能光伏系統，可大幅度降低額外能源的輸入，提高建筑物本身的節能效果。通過太陽能電池板補充溫室對能源的消耗，按安裝電池板面積4000平方米計算，一年可提供電能30萬度左右。同時，薄膜太陽能光伏系統的光伏材料還具有內遮陽和外遮陽作用外遮陽降溫，避免陽光直射灼傷植物，有效降溫3-7攝氏度。防紫外線、冰雹對溫室頂部造成損壞。根據種植物的種植需要，選擇不同的電池板排放密度和電池板的光投影角度。內遮陽由于電池板內表層對光線有著很好的反射作用，通過反射將到達溫室內的光線進行二次利用。可以起到高效節能，保溫性能好，從而降低冬季的運行成本，有效節能40 %。可以減少土壤水分蒸發，能有效阻止室內霧氣形成滴露。以自動灌溉裝置作為示例，自動灌溉的實現是將太陽能電池板與直流水泵結合起來，在外有光照的情況下，太陽能電池發電驅動直流水泵工作對農作物灌溉灌溉的力度隨外太陽光照的強度成正比。太陽光照越強，灌溉力度越大，可實現無人看守，自動灌溉作用。以自動補光系統作為示例，利用太陽能發電，溫室內設計配有節能燈補光系統(由于植物對光的選擇不同、不同波長的光對植物的生長影響不同)，可以根據植物實際需求光照進行配光。例如采用藍光部分增加30%，紅、藍光能量更加平衡，促進植物的生長。物聯網智能控制系統，采用傳感器和計算機構成無線網絡，實現對薄膜太陽能光伏系統和高溫高效螺桿熱泵系統集中控制及管理功能，例如獲取及控制農業生態溫室的作物生長最佳條件，并提供指導。物聯網是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。從應用來看一是傳感網絡，即以二維碼、RFID、傳感器為主，實現“物”的識別。二是傳輸網絡，即通過現有互聯網、廣電網通信網或未來的NGN網，實現數據傳輸與計算。三是應用網絡，即輸入輸出控制終端，可基于現有手機、PC等終端進行。物聯網智能控制系統內容與功能表現在I、實現行業終端的適配接入，對采集到的數據實現報警、轉發、存數據庫等操作。2、提供開放的系統和數據結構，為各物聯網應用的擴展提供數據。3、提供詳盡的歷史記錄，及靈活的報表定制工具，易于生成任意格式的報表。4、提供易于擴展的、分布式平臺框架及冗余運行模式，支持大規模、大數據量的應用。
5、提供強大的用戶及權限管理，保證系統運行的安全性。6、實現對現有部分行業終端的接入調試、數據處理及監控管理物聯網智能控制系統特點主要表現在I、反應迅速、實時互動。2、系統可擴展性強，安全性高。 3、硬件節點體積小，系統功耗低。4、部署簡便，點對點或大面積覆蓋均可快速實現。5、替代傳統工業總線，網絡結構穩定、性能完善。將物聯網智能控制系統應用于農業生態溫室時，通過設于生態溫室的傳感器，測量土壤濕度、土壤成分、PH值、降水量、溫度、空氣濕度、光照強度、二氧化碳濃度等來獲得作物生長的最佳條件，通過模型分析，同時提供有效信息指導生態溫室種植。高溫高效螺桿熱泵系統，提供給生態溫室作物適宜的氣流、溫度及濕度。高溫螺桿熱泵機組采用高溫環保工質，突破一般熱泵的溫度瓶頸，可以從15_60°C的低品位水中回收熱量，制取60-95°C的高溫熱水，是具有“高溫、高效、環保、節能”特點的高新技術產品，可廣泛應用于低溫地熱水、地熱尾水的熱回收、以及其它工業、農業廢水、廢熱的熱回收利用。高溫螺桿熱泵機組主要用于替代燃油、燃氣鍋爐、管道蒸汽。雙螺桿式中/高溫熱泵在有廢熱源的條件下，具有4.0以上的COP值。根據多種方案的積累，當替代燃油、燃氣、燃煤鍋爐時，對應燃油/電可節支65 %左右，對應燃氣可節支45 %左右。與傳統加熱方式的比較，傳統加熱方式為肋片管輻射散熱，需要熱水溫度高，加熱效率低；改進后的加熱方式為對流換熱，需要熱水溫度低，加熱效率高。經測算，改進后的系統綜合節能度至少30%。以上內容僅僅是對本發明結構所作的舉例和說明，所屬本技術領域的技術人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離發明的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.應用于農業生態溫室的新能源閉環式綜合節能系統，其特征在于，通過物聯網智能控制系統與薄膜太陽能光伏系統、高溫高效螺桿熱泵系統有效融合，全面實現溫室大棚的智能管理； 所述薄膜太陽能光伏系統產生的電力資源提供給生態溫室內的照明燈、補光燈、卷簾機、灌溉設備、植保設備使用，提供物聯網智能控制系統所需電能，以及輔助或部分提供高溫高效螺桿熱泵系統所需電能； 所述物聯網智能控制系統，采用傳感器和計算機構成無線網絡，實現對薄膜太陽能光伏系統和高溫高效螺桿熱泵系統集中控制及管理功能； 所述高溫高效螺桿熱泵系統，提供給生態溫室作物適宜的氣流、溫度及濕度。
2.根據權利要求I所述的應用于農業生態溫室的新能源閉環式綜合節能系統，其特征在于，所述薄膜太陽能光伏系統為碲化鎘、非晶硅薄膜太陽能光伏系統。
全文摘要
本發明涉及農業生態溫室領域，特別涉及一種應用于農業生態溫室的新能源閉環式綜合節能系統。應用于農業生態溫室的新能源閉環式綜合節能系統，通過物聯網智能控制系統與薄膜太陽能光伏系統、高溫高效螺桿熱泵系統有效融合，全面實現溫室大棚的智能管理。本發明應用于農業生態溫室的新能源閉環式綜合節能系統，改進了農業生產技術、工藝和設備，降低了能耗、水耗、污染，達到了節能減排的效果，實現了經濟效益與社會效益的最大化。
文檔編號A01G9/24GK102626043SQ20121010062
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月7日 優先權日2012年4月7日
發明者周小平, 潘錦功, 琚書存 申請人:合肥暉潤能源科技有限公司