一种基于太阳能的节能温室系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于太阳能的节能温室系统，包括太阳能发电子系统和节能控制子系统，所述太阳能发电子系统用于将太阳能转化为电能，向所述节能控制子系统供电，所述节能控制子系统利用所述太阳能子系统提供的电能对温室环境进行调节。本发明专利技术的有益效果为：提供了一种基于太阳能的节能温室系统，通过太阳能为温室环境调节提供能量支持，实现了对太阳能的充分利用和对温室环境的准确控制，最大限度的保护了环境，对于温室的可持续发展，对于建设和保护人类美好家园环境都具有十分重要的意义。

A Energy-saving Greenhouse System Based on Solar Energy

The invention provides an energy-saving greenhouse system based on solar energy, including a solar power generation subsystem and an energy-saving control subsystem. The solar power generation subsystem is used to convert solar energy into electric energy and supply power to the energy-saving control subsystem. The energy-saving control subsystem utilizes the electric energy provided by the solar energy subsystem. To adjust the greenhouse environment. The beneficial effects of the present invention are as follows: providing an energy-saving greenhouse system based on solar energy, providing energy support for greenhouse environment regulation through solar energy, realizing full utilization of solar energy and accurate control of greenhouse environment, maximizing protection of the environment, sustainable development of greenhouse, construction and protection of greenhouse. Protecting the beautiful homeland environment of human beings is of great significance.

【技术实现步骤摘要】
一种基于太阳能的节能温室系统
本专利技术涉及温室
，具体涉及一种基于太阳能的节能温室系统。
技术介绍
中国土地资源紧张，西部广大地区干旱少雨、土壤贫瘠，传统农业无法抵御这种恶劣环境。温室可使农业生产摆脱自然环境的约束，实现全年性、反季节的工厂化生产。它可以克服传统农业难以解决限制因素的缺点，使资源配置合理，增加资源的高效利用，从而提高农业生产力。具有高投入、高产出、高效益、无污染等可持续性产业特征。设施农业对环境高度依赖。它所建立的小气候环境要摆脱自然环境的束缚，必须通过利用能源才能实现。在设施农业领域，节能问题也是束缚设施农业发展的一个瓶颈，与其他所有产业一样，如何合理利用能源，如何充分发挥能源的价值，也同样是设施农业发展必须面对的问题。能源利用问题对于设施农业意义重大，关系到节能减排、绿色低碳、可持续发展、环境保护，对于建设和保护人类美好家园环境都具有十分重要的意义。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种基于太阳能的节能温室系统。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：提供了一种基于太阳能的节能温室系统，包括太阳能发电子系统和节能控制子系统，所述太阳能发电子系统用于将太阳能转化为电能，向所述节能控制子系统供电，所述节能控制子系统利用所述太阳能子系统提供的电能对温室环境进行调节。本专利技术的有益效果为：提供了一种基于太阳能的节能温室系统，通过太阳能为温室环境调节提供能量支持，实现了对太阳能的充分利用和对温室环境的准确控制，最大限度的保护了环境，对于温室的可持续发展，对于建设和保护人类美好家园环境都具有十分重要的意义。可选的，所述节能控制子系统包括温室环境建模模块、温室能耗建模模块、节能控制模块，所述温室环境建模模块用于建立温室的环境模型，所述温室能耗建模模块用于建立温室的能耗模型，所述节能控制模块用于根据温室的环境模型和能耗模型对温室温度、温室湿度和温室二氧化碳浓度进行控制。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术的结构示意图；附图标记：太阳能发电子系统1、节能控制子系统2。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。参见图1，本实施例的一种基于太阳能的节能温室系统，包括太阳能发电子系统1和节能控制子系统2，所述太阳能发电子系统1用于将太阳能转化为电能，向所述节能控制子系统2供电，所述节能控制子系统2利用所述太阳能子系统1提供的电能对温室环境进行调节。本实施例提供了一种基于太阳能的节能温室系统，通过太阳能为温室环境调节提供能量支持，实现了对太阳能的充分利用和对温室环境的准确控制，最大限度的保护了环境，对于温室的可持续发展，对于建设和保护人类美好家园环境都具有十分重要的意义。优选的，所述节能控制子系统2包括温室环境建模模块、温室能耗建模模块、节能控制模块，所述温室环境建模模块用于建立温室的环境模型，所述温室能耗建模模块用于建立温室的能耗模型，所述节能控制模块用于根据温室的环境模型和能耗模型对温室温度、温室湿度和温室二氧化碳浓度进行控制。温室环境具有多变量、非线性、强耦合、时变、时滞、不确定等特性，非常复杂。温室环境中因素很多,这些因素之间又相互作用；既存在物理现象,又存在植物生理现象，因此温室环境建模复杂,建立一个全面而完善的模型相当困难，而如果考虑节能，建立能耗模型，难度更大。本优选实施例通过建立温室的环境模型和能耗模型，实现了对温室温度、温室湿度和温室二氧化碳浓度的准确控制。优选的，所述温室环境建模模块包括温室温度建模子模块、温室湿度建模子模块和温室二氧化碳浓度建模子模块，所述温室温度建模子模块用于建立温室的温度模型，所述温室湿度建模子模块用于建立温室的湿度模型，所述温室二氧化碳浓度建模子模块用于建立温室的二氧化碳浓度模型；本优选实施例综合考虑了温室温度、温室湿度和温室二氧化碳浓度，实现了温室环境的准确建模。优选的，所述温室温度建模子模块用于建立温室的温度模型，具体为：采用下式建立温室的温度模型：式中，R1表示温室热水管道供热量，R2表示太阳辐射热量，R3表示温室照明设备辐射热量，R4表示植物呼吸作用产生的热量，R5表示植物光合作用吸收的热量，R6表示植物蒸腾作用吸收的热量，m表示温室中空气质量，C表示空气的比热容，T(t)表示t时刻温室温度，t表示时间变量；所述温室湿度建模子模块用于建立温室的湿度模型，具体为：采用下式建立温室的湿度模型：式中，S1表示植物蒸腾作用的速率，S2表示增湿设备工作增加的水分，S3表示除湿设备工作减少的水分，ρ表示温室中空气密度，b(t)表示t时刻温室湿度，t表示时间变量；所述温室二氧化碳浓度建模子模块用于建立温室的二氧化碳浓度模型；具体为：采用下式建立温室的二氧化碳浓度模型：式中，E1表示植物呼吸作用二氧化碳的释放速率，E2表示二氧化碳发生设备的二氧化碳的释放速率，E3表示植物光合作用二氧化碳的消耗速率，ρ表示温室中空气密度，H(t)表示t时刻温室中二氧化碳浓度，t表示时间变量。本优选实施例分别建立了温室的温度模型、湿度模型和二氧化碳浓度模型，为后续温室环境的调整奠定了基础，具体的，考虑温室热水管道和照明设备建立温室温度模型，考虑增湿设备和除湿设备建立温室湿度模型，考虑二氧化碳发生设备建立温室二氧化碳浓度模型。优选的，所述温室能耗建模模块用于建立温室的能耗模型，具体为：采用下式建立温室总能耗模型：式中，Z表示温室在时间段[t0，τ]内的总能耗指数，i表示第i个能耗设备，n表示能耗设备的总数量，t0表示温室总能耗统计开始时间，τ表示温室总能耗统计结束时间，t表示时间变量，pi(t)表示第i个能耗设备在t时刻瞬时功率；温室的总能耗指数越大，表示温室的总能耗越大。本优选实施例综合考虑各能耗设备，建立了温室总能耗模型，为后续温室环境调整过程中的节能控制奠定了基础。所述节能控制模块用于根据温室的环境模型和能耗模型对温室温度、温室湿度和温室二氧化碳浓度进行控制，具体为：根据温室的温度模型控制温室热水管道和照明设备对温室温度进行控制，根据温室的湿度模型控制增湿设备和除湿设备对温室湿度进行控制，根据温室的二氧化碳浓度模型控制二氧化碳发生设备对温室二氧化碳浓度进行控制，根据温室总能耗模型确定温室热水管道、照明设备、增湿设备、除湿设备、二氧化碳发生设备的总能耗指数，总能耗指数越低，表示节能效果越好。本优选实施例实现了温室环境的节能控制。采用本专利技术基于太阳能的节能温室系统对温室环境进行控制，选取5个温室进行实验，分别为温室1、温室2、温室3、温室4、温室5，对控制成本和控制准确性进行统计，同现有温室系统相比，产生的有益效果如下表所示：控制成本降低控制准确性提高温室129％27％温室227％26％温室326％26％温室425％24％温室524％22％最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对本专利技术保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本专利技术作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的实质和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于太阳能的节能温室系统，其特征在于，包括太阳能发电子系统和节能控制子系统，所述太阳能发电子系统用于将太阳能转化为电能，向所述节能控制子系统供电，所述节能控制子系统利用所述太阳能子系统提供的电能对温室环境进行调节。

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能的节能温室系统，其特征在于，包括太阳能发电子系统和节能控制子系统，所述太阳能发电子系统用于将太阳能转化为电能，向所述节能控制子系统供电，所述节能控制子系统利用所述太阳能子系统提供的电能对温室环境进行调节。2.根据权利要求1所述的基于太阳能的节能温室系统，其特征在于，所述节能控制子系统包括温室环境建模模块、温室能耗建模模块、节能控制模块，所述温室环境建模模块用于建立温室的环境模型，所述温室能耗建模模块用于建立温室的能耗模型，所述节能控制模块用于根据温室的环境模型和能耗模型对温室温度、温室湿度和温室二氧化碳浓度进行控制。3.根据权利要求2所述的基于太阳能的节能温室系统，其特征在于，所述温室环境建模模块包括温室温度建模子模块、温室湿度建模子模块和温室二氧化碳浓度建模子模块，所述温室温度建模子模块用于建立温室的温度模型，所述温室湿度建模子模块用于建立温室的湿度模型，所述温室二氧化碳浓度建模子模块用于建立温室的二氧化碳浓度模型。4.根据权利要求3所述的基于太阳能的节能温室系统，其特征在于，所述温室温度建模子模块用于建立温室的温度模型，具体为：采用下式建立温室的温度模型：式中，R1表示温室热水管道供热量，R2表示太阳辐射热量，R3表示温室照明设备辐射热量，R4表示植物呼吸作用产生的热量，R5表示植物光合作用吸收的热量，R6表示植物蒸腾作用吸收的热量，m表示温室中空气质量，C表示空气的比热容，T(t)表示t时刻温室温度，t表示时间变量。5.根据权利要求4所述的基于太阳能的节能温室系统，其特征在于，所述温室湿度建模子模块用于建立温室的湿度模型，具体为：采用下式建立温室的湿度模型：式中，S1表示植物...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，
申请(专利权)人：深圳森阳环保材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44