自动化绿色能源立体农业方法技术

自动化绿色能源立体农业方法是农业、建筑物、机械工程、物理、电学技术的整合运用，主要解决由于土地连作障碍、气候影响情况下的作物种植及小范围能源自足供给。具体特征由一体化的作业建筑完成自动化耕作监控、环境控制及能源自给构成，总体建筑为栽培及控制两部分组成，由于本方法在劳作上解放了劳动力，能源上可自给达到减轻运行成本或经济创收，耕作上利用立体空间实现种植倍化提高收益，作物成长环境得到操控不易受外界影响地域适用性强，可不受气候影响地培植当地所需作物间接降低人民生活成本，且作业建筑本身可多功能使用及配置衍生，有较强的实用性及可持续性，因此本方法对社会主义新农村建设具有一定的参考及前瞻性。

【技术实现步骤摘要】

本方法涉及农业、建筑物、机械工程、物理、电学技术的整合。
技术介绍
随着社会的发展，我国农业逐渐显现出农村耕作成本与收益不理想强劳动力不足土地无人耕作，使得部分村落留不住年轻人向着“空村”、“荒村”化发展；西南地区由于橡胶、草药等经济作物的耕作，土地已出现连作障碍；西北、部分沿海地区由于气候原因耕作困难，果蔬基本靠其他地方供给无法自足，如出现供给障碍势必影响社会稳定。2015年4月第二期的《土壤通报》中，孙燕瓷、马友鑫、曹坤芳、李红梅、何建芬、刘昌平、刘洪平、李斌所著的《西双版纳长期橡胶种植对土壤固碳和氮的影响研究》表明，橡胶的种植客观地对土壤、环境有这一定的影响，且橡胶也只具备35~40年的经济周期，并已达到了当地20%的耕作面积且还有新橡胶田增长中，待周期过后大片的橡胶林如何处置；种植后的土壤10~30CM层中已不适合种植其他作物，届时势必出现土地连作障碍，对当地经济必然产生重大影响。农业是民生之根本，“保民生，稳发展”是国之基础。现有的平原地区的耕作方式不适用于非平原地区，且气候影响、人口增长等因素使得压力增大；无土栽培技术在实际应用中面因成本、能耗、技术性强等因素使得未广泛应用；太阳能、风能新能源的普及应用因成本回收周期较长，配套政策不完善等原因未普及应用；而土地连作障碍在未来势必会出现与经济发展无法调和的局面，在以上问题的可预见性与迫切性之下，本方法将整合现有技术，提出一套绿色、可持续的解决方法。
技术实现思路
1、要解决的技术问提现在愿意耕作的人越来越少，特别是年轻人都不愿意留在家乡，更多的选择去大城市中漂泊，一方面主要是辛苦的劳作一年后所带来的收益微薄，另一方面耕作过程中所涉及的能源、人力、天气、土地连作障碍等因素让人们觉得看不到希望。无土栽培技术虽然可以解决土地连作障碍的问题，但是相对传统土地耕作成本较高，技术要求较强，某些情况下也需要面对能源消耗问题，这使得这一技术未能在农村普及。太阳能、风能发电在民间的普及因投资大、成本回收周期长、与国家电网并网销售电力政策不完善、设备抗风险性等问题未普及使用。一亩耕耘一亩收获的耕作方式及天气的影响使得传统耕作不再具有经济性的吸引力，造成年轻人普遍不愿从事农业，长期以往民生堪忧。2、技术方案以一亩地为例，在一亩地上采用全采光式建筑建立作业间，屋顶采用15度斜面建造，同时以太阳能电板铺设为屋顶发电装置，建筑四角设微型风力发电机同时向建筑提供能源，屋顶设雨水采集口以采集雨水资源。内部采用分层可升降式培养台，每一米为培养台层间距，以达到一亩地种植多亩作物的目的，同时内部设控温、控湿、通风装置以保持培植作物处于适合的生长的状态。必要时作业建筑可通过控制成为临时仓储间，以保证成熟作物的采摘及保鲜。建筑地下设蓄电池组、集水装置、电机、可升降彩钢板防护墙、控制室、发电装置的变电器等相关设施。作业建筑与相关民用建筑电网联通，以使作业建筑电力盈余时对民居供电，同时可保障在极端天气下作业建筑的内部运行，其余电力则可向国家电网销售，作业建筑产生的生物垃圾则可以供民居沼气池适用，沼气池产生的肥料则可循环于耕作或其他用途。3、有益效果按照此方法基本可达到一种经济效益翻番，同时类似“自给自足”的绿色循环状态，一个人通过操控自家的电脑，就可以完成几亩地上倍数生长的作物的日常照料，节省了人力上的投入，同时倍数收获的作物既可解决经济问题，也可解决日常的生活问题。由于本方法对作物成长环境进行了控制，所需的土地主要用于建设，所以对土地连作障碍、非极端天气下不适合种植果蔬的地方的种植有一定的适用性，且该方法除前期建设成本外，中后期的能源问题已自给解决，种苗培育可利用上一期作物延续，且节省了等待运输时的仓储成本，从长远性、可持续性以及经济效益方面考虑，是一种“一劳永逸”的耕作方式。本方法针对“土地连作障碍”如西双版纳因橡胶种植未来必然会出现的土地连作问题，及热带、岛礁等的果蔬种植可以提供一种长远的解决方法，亦可对无法连作的土壤给予修养。具体实施方式本方法可依实际情况，在形状、规格、及功能上按要求作出相应调整，以满足实际需求。按一般情况下一亩为三亩的需求为例，在一亩地上建立地下3米地下室、地上4.5-5米的透光型建筑构成整个作业建筑。地下为钢混结构、墙面防水处理，并设有通风井与地面相连，墙面内每面可立式收纳彩钢板作为上层透光建筑在强对流天气下的防御板，根据实际地上建筑需要2-3块不等，并预留防御板升降空间至地面建筑提升卡槽的空间与联动装置，地下建筑主要收纳蓄电池组、电机、变压器、空调通风设备主机、集水设备、控制组等设施，根据实际需要亦可作出调整。地下建筑与地上建筑周边设排水沟，以防淹积水。因地下建筑本身深度为3米，在需要的情况下可作为地上建筑的“深基础”对整体进行加固。地下建筑主要为上层建筑的能源储存、功能控制使用，建在地下主要考虑节约土地建设面积，在岛礁类或其他不适宜进行地下建设的地方，地下建筑可在地面建设或利用其他已有建筑进行改造。本方法其功能性可根据实际情况进行增减，如岛礁淡水资源不足可增设海水淡化装置，而气候平和的地区则可视情况取消防护板的设置。地上建筑以玻璃钢为主要材料，结构以框架为主，根据栽培技术对采光的要求可将主体建设为方形、长方形、圆形、梯形等；顶部因需要安装太阳能发电板同时需考虑在天气因素下对雨水、雪水等的排放，故以15度斜面建设为佳，如地方型主体建筑屋顶形状应为四面15度构成的三角形立体结构，地上建筑墙面采用玻璃钢透光材料建设成“玻璃房子”式的透光建筑以保证采光；外墙间隔设置卡槽以提升地下建筑的防御板至相对位置与建筑本身契合，卡槽内提升装置与地下相连。由于对地上建筑地面设计没有特殊要求，可根据实际情况自主利用。以地下3米，地上建筑4.5~5米的建设高度，预计地上建筑每面需要3块防御板，墙面2块、屋顶一块。板面由电机驱动以卡槽内传输装置拉升至预定位置契合，以地上建筑一面为例，由屋顶至墙面从上之下顺序提升防御板至相应位置，卡槽内有铰链装置升降防护板，防护板至对应位后卡槽内部对应契合件契合以达到保护地上建筑的要求，同时建筑出入部位防护板保留可开关门件部位，以免事故发生。根据建筑尺寸和实际需求可增加卡槽数量满足实际需求。当地下建筑因实际情况不适宜建设在地下而在地上时，防护板的收纳则可改为与地面和墙面呈90度单边与升降卡槽固定，使用时由于一面固定于卡槽且本身重量较轻，可人工“关门式”推关至另一边卡槽固定以提升至预留位置契合。屋顶太阳能板在底部增设角度调节装置，根据太阳位置变化跟踪运动以最大效率的吸纳太阳能，屋顶四周连接主体部位安装可收纳式微型风力发电装置共同为作业建筑提供能源，微型风力发电装置收纳时叶片与机身合拢，随即垂直收缩于与主体相连的立柱内，可收纳的意义在于在遭遇强对流天气时可对机身进行保护，同时不影响屋顶防护板的契合，以达到整体的保护性，防护板契合防护时屋顶的太阳能板在防护板下，因此可对屋顶关键能源部位进行保护。屋顶水槽内有小孔与地下集水装置相连储存用于作物灌溉。地上建筑室内安装空调、通风系统控制室温，洒水系统控制湿度，并设温度、湿度检测计，培养台以双排或多排排列，每列可依据实际需求分为多个独立培养台以多元化培植，培养台分三层，每层间隔1米左右，每层又与可升降式本文档来自技高网...

【技术保护点】
本方法属于综合性功能建筑结合体，其特征为建筑本身通过作业建筑屋顶架设的太阳能及风能发电装置发电，且与国家电网、民居电网相连，发电产生的电力经蓄电组蓄电后多余电力供给民居使用或出售给国家电网，同时当建筑本身电力不足时可通过电网供电维持建筑运行、蓄电，能源供给呈双向性，地面作业建筑为全透光框架结构，内部培养台为立体分层设计可升降，设有空调、通风、环境监测设备，外部有防护板设计，防护板主要特征为可升降、收纳、契合，地下建筑为整个建筑的第二组成部分，结构为钢混结构并防水、防潮处理，主要功能为资源储存、功能驱动、设备收纳、信息处理，建筑的控制与信息监测与电脑相连，通过电脑可对整个建筑进行控制，除自动控制系统外配有手动备用控制系统。

【技术特征摘要】
1.本方法属于综合性功能建筑结合体，其特征为建筑本身通过作业建筑屋顶架设的太阳能及风能发电装置发电，且与国家电网、民居电网相连，发电产生的电力经蓄电组蓄电后多余电力供给民居使用或出售给国家电网，同时当建筑本身电力不足时可通过电网供电维持建筑运行、蓄电，能源供给呈双向性，地面作业建筑为全透光框架结构，内部培养台为立体分层设计可升降，设有空调、通风、环境监测设备，外部有防护板设计，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周全，
申请(专利权)人：周全，
类型：发明
国别省市：云南;53