[发明专利]新型植物生长条件控制系统与太阳能供热供暖制冷发电系统

说明书

本发明申请涉及植物生长条件控制系统与太阳能供热供暖制冷发电领域，特别涉及跨季节农作物生长条件控制系统和太阳能供热供暖制冷发电系统，包括：外保温系统、透光系统、集热系统、蓄热系统、供能系统、通风系统，补光系统，集水装置，二氧化碳浓度、温湿度、灌溉施肥控制系统等。建设植物生长温室系统，通过集热系统和蓄热系统，将超出植物生长所需的太阳能收集并储存在蓄热系统中，减少温室降温所需能耗，冬季利用集热和蓄热对温室进行增温，实现植物特别是北方冬季农作物的有效生长。该系统集热蓄热效率高、单位集热量投资低、经济社会效益好，有利于推动农业现代化，实现农作物高产、优质、高效、生态、环保，全年可对外输出能源，节能环保。

技术领域

本发明申请涉及植物生长条件控制系统与太阳能供热供暖制冷发电系统，特别涉及跨季节农作物生长 条件控制系统和太阳能供热供暖制冷发电系统。

背景技术

目前，我国正在大力推进现代化农业建设，农业温室大棚方兴未艾，一些植物可以在不适宜生长的季 节实现生长，但与此同时，温室大棚的增温系统、保温系统、降温系统、通风系统、控制系统、灌溉系统 等系统较为繁多，未有效利用太阳能资源，造成了能源资源的浪费，增加了生产和运行成本。

植物在生长过程中，光能利用率并不高，虽然理论计算值一般可达6％∽8％，而实际生长中一般只有 0.5％∽1％。不同植物对光照强度的要求不同，光照过强或不足都会引起植物生长不良，产量降低，出现过 热、灼伤、黄化、倒伏等，甚至导致死亡。另外，植物生长速度还受温度、湿度、二氧化碳浓度、施肥情 况等影响，夏季温度过高以及冬季温度过低都会直接影响植物的生长。因此，正确合理调节光照强度、温 湿度等热物性参数，对实现农作物高产、优质、高效、生态、环保，提高土地产出率、资源利用率，促进 农民脱贫增收，调整和优化农业结构具有重要意义。

发明内容

我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约50万亿吉焦，折合1.7万亿吨标准煤，相当于2016年全国能 源消费总量的400倍。我国仅农作物种植面积超过18亿亩，如果合理利用其太阳能辐射能，可以在实现 农作物高产、优质、高效的同时，每年为全国提供相当于2016年全国能源消费总量约20倍的能源，约860 亿吨标准煤，而我国太阳能开发利用量不足1亿吨标准煤，还有很大开发利用空间。

目前，国内外对农作物温室大棚开展了大量研究和实践，取得了一定进展，但还有很多不足之处，主 要是：设计理念需要进一步提升，现有温室大棚未有效利用太阳能，夏季太阳辐射能透过大棚后，造成温 室快速升温，需要启动降温系统以对温室进行降温，造成了不必要的能源浪费，冬季夜晚和没有光照时， 需要启动增温系统以提高温室温度；增温和降温系统复杂，提高了投资成本，投资回收周期长；温室保温 性能差，系统整体能源利用效率低；农作物生长周期可控性较差，不利于进一步提高农作物产量；一些温 室大棚采取与光伏发电相结合的模式，但由于光伏发电效率远低于光热转换效率，太阳能利用效率有待提 高；一些温室大棚采取与光热系统相结合的模式，形成集热蓄能系统，减少了温室的能源消耗，但实现对 外净输出能源的温室大棚较少，有些即使能够对外输出能源，输出的能源量偏低，还有很大提升空间。

本发明的目的是在提供新型植物特别是农作物生长条件控制系统的同时，提供太阳能集热蓄热供热供 暖制冷发电系统，以解决目前农业温室大棚跨季节太阳能利用整体效率低、能源资源投入高、单位产出投 资成本高、辅助系统装置多作用小等问题，有效控制全年光照、温湿度、二氧化碳浓度、水分、施肥情况 等生长条件，提高植物特别是农作物产量及其对生长环境的适应能力，同时实现春夏秋冬四季集热蓄热， 全年对外供热发电、夏季制冷、冬季供暖等。