【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种大棚，更具体的说，是涉及一种自动化滤光采暖大棚。
技术介绍
1、万物生长靠太阳，光照是植物生长必不可少的条件。但在上世纪中叶，就有科学家发现太阳光中的不可见光对植物生长无益甚至有害。太阳光是由43％的可见光、48.3％的红外光及8.7％的紫外光组成的，其中红外光、紫外光对农作物生长无益，不同频率的可见光对农作物的生长也有不同的影响。波长280～315nm的可见光，对植物生长几乎没有影响；波长315～400nm的可见光，抑制叶绿素的生成，对光周期效应产生影响，不利于植物生长；波长400～520nm的可见光，植物光合作用最好，促进叶绿素和类胡萝卜素的生成；波长520～610nm的可见光，色素对太阳光吸收较差；波长610～720nm的可见光，抑制叶绿素生成，光合作用与光周期效应影响较大；由此可知，仅部分波段的太阳光对植物光合作用有益[1]，而其它波段太阳光或不利于叶绿素的生成，或吸收性较差，不利于植物生长。
2、农业是我国国民经济发展的重要基础，也是推动我国走向现代化进程的重要保障。在科技飞速发展的新时代，如何提高作物产量、发展绿色农业的问题一直备受关注，为了促进我国农业高质量发展，采用节能化、低碳化的农业生产技术已经成为当代农业发展的必然趋势。
3、农业大棚作为世界各国在发展现代农业时为实现现代化、集约化、高效化生产广泛使用的一种农业设施，因其抵抗风险能力强、保温蓄热效果好、植物种植产量高等优点，成为各国不断深化发展的种植方式。但现有大棚并未考虑到大部分太阳光波段对植物生长并无益处的问题，无
技术实现思路
1、为了克服现有技术中的不足，本专利技术以“滤光发电玻璃”为核心，提出了一种自动化滤光采暖大棚，通过滤光使太阳光中对植物有益的部分自然射入棚内，并在实现滤光的同时，将不利于农作物生长的其他部分吸收并转化为电能，实现自主发电和大棚全年恒温供暖。与传统农业大棚相比，本专利技术实现了能量的多级利用，减少了采用化石燃料供暖所造成的污染和co2排放，具有较强的技术竞争力和较大的推广价值。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。
3、本专利技术自动化滤光采暖大棚，包括玻璃大棚本体，所述玻璃大棚本体设置有发电储能系统、采暖系统、智能补光系统，所述发电储能系统包括滤光发电系统和储能装置；
4、所述滤光发电系统包括滤光发电玻璃、汇流箱、逆变器，所有滤光发电玻璃均铺设于玻璃大棚本体外顶壁，所有滤光发电玻璃均接入汇流箱，在汇流箱内汇流后，通过逆变器整流，整流后的电能输送至储能装置或棚内各个需要供电的部件或国家电网；
5、所述采暖系统包括热管、地热加温线、散热器、水箱、铜管、电热棒；所述热管设置于滤光发电玻璃底部，用于收集光转电过程中产生的热量；所述地热加温线设置于玻璃大棚本体内土壤层中，所述散热器设置于玻璃大棚本体内；所述水箱设置于玻璃大棚本体内，所述水箱出水口通过管路将各散热器串连连接，然后通过管路连接至铜管进水口，所述水箱进水口通过管路连接至铜管出水口，形成水路循环系统，所述铜管与热管放热端相接触，用于将热管收集的热量传递至水中，通过散热器为大棚供暖；所述水箱内设置有电热棒和温度传感器，温度传感器实时监测水箱内水温，将温度值上传至温度控制器，与设定温度值进行比较，根据比较结果温度控制器控制电热棒是否加热；
6、所述智能补光系统由自动化反光镜装置构成，所述自动化反光镜装置等间距设置于玻璃大棚本体前侧壁外部，用于实现滤光发电玻璃的智能补光；每个所述自动化反光镜装置均包括底座、伸缩架、皮带轮传动伸缩机构、反光镜、舵机，所述伸缩架一端与底座铰接，另一端与反光镜固定连接，所述皮带轮传动伸缩机构连接于底座和反光镜之间，所述舵机底部叶型片与反光镜连接，所述皮带轮传动伸缩机构和舵机均通过补光控制器控制，实现皮带轮传动伸缩机构和反光镜镜面角度的自动化调节。
7、所述滤光发电玻璃采用玻璃衬底的碲化镉薄膜太阳能电池板，当太阳光照射到滤光发电玻璃时，对植物生长有益的太阳光波段自然透射入棚内，对植物生长无益的太阳光波段被滤光发电玻璃吸收并转化为电能。
8、所述玻璃大棚本体内顶均匀设置有led补光灯，所述水箱进水口和出水口的管路上均设置有水泵，所述led补光灯、地热加温线、水泵、散热器、电热棒、温度传感器、温度控制器、补光控制器均通过电缆与逆变器或储能装置连接。
9、所述底座固定于玻璃大棚本体前侧壁外部，所述底座外侧设置有纵向光杆，所述伸缩架采用平行四边形不稳定性原理铰接制成的伸缩架结构，所述伸缩架左侧上端头通过支撑杆与底座铰接，下端头设置有沿光杆滑动的滑环；通过补光控制器控制皮带轮传动伸缩机构的伸缩，实现伸缩架的自动伸缩，在补光控制器控制下，舵机控制叶型片实现360度旋转，进而实现反光镜的自动旋转；在日间，每隔一定时间段，伸缩架自动伸长一定长度，反光镜自动顺时针旋转一定角度，将太阳光反射至滤光发电玻璃上；在夜间，伸缩架自动收缩，反光镜旋转至竖直方向，贴合于玻璃大棚本体侧壁。
10、与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：
11、(1)针对传统农业温室大棚具有电力供应成本高、供暖方式不环保、温控不理想、种植效益低等缺陷，项目组提出一种将滤光发电系统与温室大棚相结合的技术方法。本专利技术采用滤光发电玻璃，使太阳光中对植物生长有益的部分自然射入棚内为植物提供必要的生长条件，而对植物生长无益的部分则被其吸收并转化为电能，用于大棚的恒温供暖与夜间补光。
12、(2)在光能转化为电能的过程中，产生的热量由分布于滤光发电玻璃下的热管收集并并传递给水路循环系统，用于供暖，实现能量的二次利用。本专利技术在满足棚内电力需求的同时，还能将剩余电能输送至外界。电力供暖既减少了传统农业大棚使用化石燃料燃烧供暖造成的污染，又实现了能量的多级利用。
13、(3)考虑到滤光发电玻璃受光照面积会受到太阳高度角的影响，本专利技术设计了一种贴合于大棚侧壁的新型自动化反光镜装置结构，该新型反光镜结构通过单片机实现其自动化调节。相比于传统的反光镜，其可根据不同的太阳高度角调整伸缩架的伸缩程度和镜面旋转角度，实现智能补光，从而大幅提高光能的利用率、节省人力成本。该结构与大棚侧壁贴合，减小了结构整体体积和占地面积，提高了空间利用率。
14、与传统温室大棚相比，本专利技术大幅降低了化石燃料燃烧供暖所造成的污染和co2排放，节能减排效益显著。本专利技术具有较强的技术竞争力和较大的推广价值，将有效助力我国农业的现代化发展和双碳目标的实现。
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1.一种自动化滤光采暖大棚，包括玻璃大棚本体(1)，其特征在于，所述玻璃大棚本体(1)设置有发电储能系统、采暖系统、智能补光系统，所述发电储能系统包括滤光发电系统和储能装置；
2.根据权利要求1所述的自动化滤光采暖大棚，其特征在于，所述滤光发电玻璃(4)采用玻璃衬底的碲化镉薄膜太阳能电池板，当太阳光照射到滤光发电玻璃时，对植物生长有益的太阳光波段自然透射入棚内，对植物生长无益的太阳光波段被滤光发电玻璃(4)吸收并转化为电能。
3.根据权利要求1所述的自动化滤光采暖大棚，其特征在于，所述玻璃大棚本体(1)内顶均匀设置有LED补光灯(2)，所述水箱(6)进水口和出水口的管路上均设置有水泵(7)，所述LED补光灯(2)、地热加温线(5)、水泵(7)、散热器(3)、电热棒、温度传感器、温度控制器、补光控制器均通过电缆与逆变器或储能装置连接。
4.根据权利要求1所述的自动化滤光采暖大棚，其特征在于，所述底座(801)固定于玻璃大棚本体(1)前侧壁外部，所述底座(801)外侧设置有纵向光杆(804)，所述伸缩架(802)采用平行四边形不稳定性原理铰接制成的
...【技术特征摘要】
1.一种自动化滤光采暖大棚，包括玻璃大棚本体(1)，其特征在于，所述玻璃大棚本体(1)设置有发电储能系统、采暖系统、智能补光系统，所述发电储能系统包括滤光发电系统和储能装置；
2.根据权利要求1所述的自动化滤光采暖大棚，其特征在于，所述滤光发电玻璃(4)采用玻璃衬底的碲化镉薄膜太阳能电池板，当太阳光照射到滤光发电玻璃时，对植物生长有益的太阳光波段自然透射入棚内，对植物生长无益的太阳光波段被滤光发电玻璃(4)吸收并转化为电能。
3.根据权利要求1所述的自动化滤光采暖大棚，其特征在于，所述玻璃大棚本体(1)内顶均匀设置有led补光灯(2)，所述水箱(6)进水口和出水口的管路上均设置有水泵(7)，所述led补光灯(2)、地热加温线(5)、水泵(7)、散热器(3)、电热棒、温度传感器、温度控制器、补光控制器均通过电缆与逆变器或储能装置连接。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：张彤，廉响，王裕茹，王彦博，刘若冰，周建荣，王赫阳，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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