一種栽培無花果的太陽能光伏大棚的製作方法

2023-12-03 20:51:46 1

專利名稱：一種栽培無花果的太陽能光伏大棚的製作方法
技術領域：
本發明屬現代農業技術領域，特別是涉及一種適合栽培無花果的非晶矽太陽能光伏大棚。
背景技術：
無花果樹栽培適應性很強，對土壤的要求不嚴，既耐旱又耐澇，還耐鹽鹼，相比其他果樹栽培省工、省力，是一種經濟價值很高的果品。但是無花果喜光照和溫暖溼潤的環境，不耐寒、不耐霜凍，地栽者不能忍受-10°c以下的低溫，我國北方不少地區的無花果栽培需要在根部培土等方法防寒，無花果的果實成熟度受溫度的影響很大，生長適溫為20-30°C 之間；無花果成熟期遭遇連雨或大雨易落果、開口、腐爛，無花果成熟期是從6月中下旬能延續到11月，這段時間正是雨水較大的季節，我國特別是南方不少地區經常出現連雨或大雨天氣，這很難達到無花果正常生長的需要，不僅是陰雨、連雨天氣會使無花果生長的光照不足，而且不能使無花果進行較為旺盛的光合作用，所產果實糖度低、口感差；無花果裂口易招蒼蠅、成熟果實易遭受鳥害，近幾年鳥害尤為嚴重。上述這些問題都嚴重影響無花果栽培質量與產量，嚴重製約著我國特別是南、北方不少地區的無花果產業發展。鑑於此，研究開發一種適合栽培無花果的太陽能光伏大棚，採用光伏大棚栽培無花果的方法，通過在光伏大棚中栽培和採取必要的技術措施，以解決無花果種植易受天氣凍害、連雨大雨災害、光照不足、鳥害嚴重與產量質量不穩定等問題。農業光伏大棚是太陽能光伏發電、現代高科技種植為一體的溫室大棚。應用薄膜太陽能組件的光伏農業大棚，可有效隔斷紅外線，阻止過多的熱量進入，抑制夏季和中午棚內的溫度過度上升，在冬季和夜晚的時候，亦能阻止棚內的紅外波段的光向外輻射，避免溫室內熱能的流失，並降低晚上溫度下降的速度，可以很好解決傳統農業大棚保溫、升溫問題。專利JP2000-261057公開了一種將太陽能電池作為種植大棚屋頂材料的方法，專利200810241339. 5公開了一種栽培西紅柿的太陽能光伏大棚，但沒有涉及到適合栽培無花果的太陽能光伏大棚，也沒有在光伏大棚中栽培無花果的具體技術措施。

發明內容
本發明的目的是根據栽培無花果的最佳生長需求，提供一種適合栽培無花果的太陽能光伏大棚，解決無花果種植易受凍害、連雨大雨災害、光照不足、鳥害嚴重、產量質量不穩定且制約我國特別是南、北方不少地區無花果產業發展等問題。本發明為實現其目的所採取的技術方案是這樣的
一種栽培無花果的太陽能光伏大棚，由主體構架、非晶矽太陽能電池、透光膜、平面鏡、光伏補光燈、光伏換氣窗、太陽能熱水裝置、蓄水池、光伏水泵、噴淋灌溉裝置、清洗裝置組成。其特徵在於通過將太陽能電池、透光膜、太陽能熱水裝置分布安裝在大棚頂部，將透光膜、平面鏡、光伏換氣窗分布安裝在大棚四周，將光伏補光燈分布安裝在棚內無花果植株的上部，將光伏水泵安裝在蓄水池內並與太陽能熱水裝置、噴淋灌溉裝置、清洗裝置的管線相連接；陽光透過非晶矽太陽能和透光膜照射到大棚內，進入棚內平面鏡的陽光線相互反射光反射，無花果就可以在太陽能光伏溫室內進行光合作用，同時直接將太陽能電池產生的電能供給光伏補光燈、光伏換氣窗、光伏水泵使用，滿足無花果進行保溫、調溫、補光、通氣、澆水等所需，以利於無花果生長。所述的主體構架，是以金屬骨架與連接構件構成立面圍合和立面圍合上方的棚頂，大棚東西走向，立面圍合四周可根據實際需要設置方便進出作業的大門，棚頂包括南坡面和北坡面的等腰三角棚頂，具有較高的剛度。所述的非晶矽太陽能電池即透光式薄膜太陽能電池，以板式框架形式安裝在安裝在大棚的頂部，非晶矽透光式太陽能可以使部分陽光線透過，主要是紅光透過，還有部分藍光透過。所述的透光膜以板式框架形式安裝在安裝在大棚的頂部，也可使用透明玻璃，其 透光率更好。安裝在大棚頂部的太陽能電池、透光膜、太陽能熱水裝置，太陽能電池和透光膜按各半的數量組合安裝，就可形成透光率達65%以上的配置，太陽能熱水裝置以滿足冬季大棚清洗和提高地溫用水的基本需要來配置。所述的平面鏡用玻璃鏡或者薄膜式平面鏡，薄膜式平面鏡具有重量輕、不易碎、易安裝、安全等特點。用薄膜式平面鏡時，支架可以採用玻璃鋼、木板、輕質鐵板等多種輕質材料，因此薄膜式平面鏡是最理想的選擇。所述的光伏換氣窗，選以板式框架結構為方便安裝，在大棚四周均勻分布，直接使用太陽能電池產生的電能帶動運轉，進行室內外氣體交換。安裝在大棚四周立面的透光膜、平面鏡、光伏換氣窗，組合安裝形成透光面積可達50%以上的配置，光伏換氣窗以滿足大棚室內外氣體交換的基本需要配置；平面鏡的鏡面朝向棚內，平面鏡的背面可並列安裝太陽能電池板，以增加安裝數量提高發電量，但面向北立面安裝太陽能電池板的發電量相比會減少15%以上，可考慮北立面不安裝，其大棚四周立面的光伏陣列與棚頂的光伏陣列構成供電系統。我們觀察到只要有陽光，無花果無需任何遮陰，即使溫度再高還相比長的好，高溫時注意補水就行。鑑於此，我們設計的太陽能光伏大棚則掘棄了大棚遮陰設施；但是我們還發現無花果不需要多少直射光，很多小區居民種的無花果都是在6層住宅的背面，也就是只有早晚稍微能曬到一點太陽，也能正常生長結果，又說明無花果是一種耐陰性較強、光飽和點較低的果樹，因此我們認為，儘管非晶矽透光式太陽能電池板透光率很低，且太陽能光伏大棚很難達到較高的透光率，但是無花果耐陰性較強，太陽能光伏大棚又易於進行保溫，所以說利用太陽能光伏大棚栽培無花果非常適合。利用太陽能光伏大棚栽培無花果可以很好解決保溫、升溫問題。由於夏季的高溫，300C以上的夏季高溫乾燥時，無花果根呼吸降低，38°C以上的高溫乾旱，要形成落果。而應用薄膜太陽能電池組件的光伏種植大棚，好比在大棚表面增加了一個分光計，可有效地隔斷紅外線，阻止過多的熱量進入大棚，能抑制夏季和中午大棚內的溫度過度上升；在冬季和夜晚的時候，則能阻止大棚內的紅外波段的光向外輻射，避免溫室內熱能的流失，並降低晚上溫度下降的速度，可有效起到冬季和夜晚保溫的作用。經實驗研究表明，無花果生長適溫為20_30°C之間，35°C的高溫下也能正常生長，據試驗及有關文獻記載無花果棚內的光照強度達到4一5萬勒克斯，完全可以滿足無花果對光照的要求，有人曾做過試驗，對無花果進行各種不同日照的處理，溫室內自然溫度增加3-5度(約27度)，並且光照強度增加10000LX處理下果實糖度和可溶性糖積累明顯增力口，陽光照射不僅與無花果光合作用息息相關，而且對果實中色素、糖分等有影響，因此，光伏大棚應該把光照率和光照時間這些影響主要考慮在內。無花果喜光，在光照良好的條件下，樹體壯、果枝壽命長、花芽飽滿、坐果率高、果實糖多酸少；而光照條件差的樹體生長、開花以及果實發育都表現不良，如在光飽和點以下持續的時間較長，會使光合作用的能力下降，碳水化合物的含量較少，還抑制花託的分化，如遇持續陰天，樹冠下部光照不足，光合作用低，影響果實生長。所述的光伏補光燈直接使用太陽能電池產生的電能，補光燈採用LED燈補充無花果需要的光譜，達到無花果生長的光環境，採用串並連接，並將其置於無花果植株頂部15-20cm處，夜晚或陰雨天L E D系統可利用白天發的電，給無花果提供光照，延長日照時 間，縮短無花果生產周期。所述的平面鏡、光伏補光燈，可以增強和滿足無花果對光照的要求，利用平面鏡反光原理，將進入棚內平面鏡的陽光線相互的反射光反射，特別是可以解決無花果樹冠下部光照不足、光合作用低的問題，可以使光照數倍增加，無花果就可以在太陽能光伏大棚內進行光合作用，同時還可直接使用太陽能電池產生的電能供給光伏補光燈，對無花果進行補光和增加光照時間。所述的蓄水池設置在大棚的一側地面以下，大棚周邊的雨水和清洗大棚廢水可以沿修建的外圍水道流入，太陽能熱水裝置產生的熱水可流入蓄水池儲存。所述的光伏水泵安裝在蓄水池內，與太陽能熱水裝置、噴淋灌溉裝置、清洗裝置的管線相連接，直接使用太陽能電池產生的電能帶動水泵運轉供水。所述的太陽能熱水裝置安裝在大棚頂部，與蓄水池、光伏水泵的管線相連接，產生熱水也可直接與無花果植株頂部微噴頭連接進行噴淋。所述的噴淋灌溉裝置，是由輸水管和水噴頭組成，水噴頭設有大噴嘴和微噴頭，微噴頭安裝在無花果植株頂部，大噴嘴分布在棚內地面，與蓄水池、光伏水泵和輸水管的管線相連接，根據需要則可對無花果進行噴淋或灌溉，微噴頭特製成能確保噴灑均勻，實現對空氣的加溼與降溫，對無花果植株不僅起到灌溉作用，還可以起到降溫，調節溼度，進行葉面施肥等作用。所述的清洗裝置，採用光伏水泵或帶揚水泵的清洗裝置清洗太陽能電池及大棚，能保持太陽能電池表面的清潔，有效提高太陽能電池的發電效率，延長電池的使用壽命，使大棚具有良好透光性。無花果光伏大棚的用地選擇沒有嚴格要求，海塗地、山坡地、零星土地都能使無花果生長良好，在有條件的情況下儘量選擇地勢平坦、無汙染、乾燥、肥沃的園田地，所選土地的前茬避開桑、桃的苗圃地。大棚種植前土地要進行土壤消毒。無花果在光伏大棚內宜採用南北行向定植，定植後及時定幹，定幹按照南低北高。主栽品種可選青皮和布蘭瑞克，這兩個品種具豐產、質優、抗寒性較強等特點，其果品品質優良頗受世人青睞，並出口日本等國家和地區，尤以青皮無花果出口量較大。青皮樹勢旺盛，主幹明顯，葉掌狀3— 5淺裂，果實扁，倒圓錐形，果實成熟前綠色，熟後黃綠色，果肉紫紅色，果目小，開張，夏果平均單果重80—100克，秋果平均單果重40— 50克，果面平滑不開裂，果皮韌度較大，成熟果含糖量在20%左右，品質極佳，豐產，較抗寒，屬晚熟品種；布蘭瑞克樹勢中庸，主幹不明顯，多叢生，葉掌狀5— 7深裂，裂片窄條形，果實熟前黃綠色，熟後黃褐色，果肉琥珀色到淡粉紅色，果形不整，長卵圓形斜偏一方，果目開張，果皮薄，不開裂，夏果數量極少，平均單果重100—120克，秋果單果重30— 40克，極豐產，成熟果含糖量達18-20%,品質上佳，中晚熟品種。豊本發明的一種栽培無花果的太陽能光伏大棚，通過在光伏大棚中採取必要的技術措施，實現了一種適合栽培無花果的光伏大棚，可得到迅速有效地推廣，並可以做到四季採果、周年供應。本發明由於以透光式薄膜太陽能電池、透光膜做為棚頂和圍牆的大棚，具有充分採光和防寒保溫能力；由於採用了平面鏡、光伏補光燈進行補光，不僅節約了能源，提高了太陽能的利用效率，同時可實現與自然太陽光照時間 相一致，符合植物的生長生理周期，更好的促進植物生長，保證了無花果所需光合作用的光照度；由於採用的光伏泵噴淋灌溉裝置，不僅起到灌溉作用、節約了水資源，提高了水資源的利用率，還可以起到降溫，調節溼度等作用，還可用噴淋灌溉裝置對葉面進行施肥；由於採用了光伏泵清洗裝置清洗太陽能電池及大棚，能保持太陽能電池表面的清潔，有效提高太陽能電池的發電效率，延長電池的使用壽命，而且保證大棚具有良好的透光性。本發明採用的透光式薄膜太陽能電池能吸收波長範圍低於400nm的紫外線，可有效的阻止紫外光線對無花果的破壞作用，有利於避免傷害植物和減少病蟲害，有助於無花果品質的提高；薄膜太陽能電池有非常高的透光率，透光式薄膜太陽能電池在保證發電的同時，也滿足了無花果光合作用對太陽光的需求，阻止過多的熱量進入大棚，能抑制大棚內溫度過度上升，在冬季和夜晚的時候，亦能避免溫室內熱能的流失，可有效起到冬季和夜晚保溫的作用。總之，透光式薄膜太陽能電池構成的栽培無花果大棚光伏系統，具有節省人工投入、保溫、長壽、抗老化、抗紫外線、防塵、防凍、防鳥害等優點，有利於無花果生長、著色及維生素合成，能促使無花果提早收穫、提高品質、增加產量，增加農民效益，從而解決無花果種植易受天氣凍害、連雨大雨災害、光照不足、鳥害嚴重與產量質量不穩定等問題。
具體實施例方式實施例I :
選擇在鄒平黃河的灘涂地，建制一座栽培無花果光伏大棚，鄒平年平均氣溫12. 7°C，降水量564. 8毫米，平均日照時數2632. O小時；風向冬季以偏北風為主，夏季以偏南風為主，年平均風速2. 7米/秒；年平均地面溫度14. 7 V，極端低溫_18°C，最大凍土深度一般50釐米左右，年平均相對溼度為66%，無霜期205天。夏季雷雨大風危害較大，暴雨多發於汛期。建制的光伏大棚面積為10畝，在大棚右側地面以下設置蓄水池，大棚周邊修建外圍水道，大棚東西走向，在東、西、南立面各設置I個美觀實用的大門，大棚主體構架以金屬骨架與連接構件構成立面圍合和立面圍合上方的棚頂，棚頂包括南坡面和北坡面為等腰三角棚頂，具有較高的剛度。採購和製作大棚所需的非晶矽太陽能電池、透光膜、薄膜式平面鏡、光伏補光燈、光伏換氣窗、太陽能熱水裝置、光伏水泵、噴淋灌溉裝置、清洗裝置，將太陽能電池、透光膜分布安裝在大棚頂部，按各半的數量組合搭配安裝形成透光率可達65%的配置，將4組太陽能熱水裝置分布安裝在棚頂南坡，將透光膜、薄膜式平面鏡、光伏換氣窗分布安裝在大棚四周，安裝的薄膜式平面鏡的鏡面朝向棚內，平面鏡的背面並列安裝太陽能電池板，北立面平面鏡的背面不並列安裝太陽能電池板，再將光伏補光燈分布安裝在棚內無花果植株的上部20cm處，將光伏水泵安裝在蓄水池內與太陽能熱水裝置、噴淋灌溉裝置、清洗裝置的管線相連接，將噴淋灌溉裝置的微噴頭安裝在無花果植株頂部，將大噴嘴分布在棚內地面，與蓄水池、光伏水泵和輸水管的管線相連接。無花果光伏大棚建好後，進行大棚土地平整和土壤消毒，大棚主栽布蘭瑞克品種，選用I年生苗，在大棚內按南北行定植，行距I. 8m，株距3m，定植後及時定幹，定幹南低北高，南株定幹IOcm,北株15cm。大棚運轉實施時，陽光透過非晶娃太陽能和透光膜照射到大棚內，進入棚內平面鏡的陽光線相互進行反射光反射，無花果就可以在太陽能光伏溫室內進行光合作用，同時直接使用太陽能電池產生的電能供給光伏補光燈、光伏換氣窗、光伏水泵使用，滿足無花果進行保溫、調溫、補光、通氣、澆水等所需，以利於無花果生長。
實施例2
選擇在文登汪疃鎮使用山坡地，建制2座栽培無花果光伏大棚，文登年平均氣溫
11.50C，極端最高氣溫36. 40C，極端最低氣溫-25. 5°C，年平均降水量762. 2毫米，，年均日照時數2390. 2小時，無霜期194天。冬季漫長，盛行從大陸北部吹來的乾冷冬季風，氣溫偏低，為半島地區低溫點；夏季最短，盛行從海洋吹來的暖溼夏季風；春秋兩季屬冬夏季風轉換期。建制的光伏大棚2座面積10畝，在大棚左側地面以下設置蓄水池，大棚周邊修建外圍水道，大棚東西走向，在東西兩立面各設置I個美觀實用的大門，大棚主體構架以金屬骨架與連接構件構成立面圍合和立面圍合上方的棚頂，棚頂包括南坡面和北坡面為等腰三角棚頂，使其具有較高的剛度。採購和製作2座大棚所需的非晶矽太陽能電池、透光玻璃、平面鏡、光伏補光燈、光伏換氣窗、太陽能熱水裝置、光伏水泵、噴淋灌溉裝置、清洗裝置，將太陽能電池、透光膜分布安裝在大棚頂部，按各半的數量組合搭配安裝形成透光率可達65%的配置，將每座2組太陽能熱水裝置分布安裝在棚頂南坡，將透光膜、平面鏡、光伏換氣窗分布安裝在大棚四周，安裝的平面鏡的鏡面朝向棚內，平面鏡的背面並列安裝太陽能電池板，再將光伏補光燈分布安裝在棚內無花果植株的上部15cm處,將光伏水泵安裝在蓄水池內與太陽能熱水裝置、噴淋灌溉裝置、清洗裝置的管線相連接，將噴淋灌溉裝置的微噴頭安裝在無花果植株頂部，將大噴嘴分布在棚內地面，與蓄水池、光伏水泵和輸水管的管線相連接。光伏大棚建好後，進行大棚內土地平整和土壤消毒，大棚主栽青皮品種，選用I年生苗，在大棚內按南北行定植，行距2m，每行2株，株距3m，定植後及時定幹，定幹按南低北高，南株定幹IOcm,北株15cm。大棚運轉實施時，陽光透過非晶娃太陽能和透光膜照射到大棚內，進入棚內平面鏡的陽光線相互有反射光反射，無花果就可以在太陽能光伏溫室內進行光合作用，同時直接使用太陽能電池產生的電能供給光伏補光燈、光伏換氣窗、光伏水泵使用，滿足無花果進行保溫、調溫、補光、通氣、澆水等所需，以利於無花果生長。
權利要求
1.一種栽培無花果的太陽能光伏大棚，由主體構架、非晶矽太陽能電池、透光膜、平面鏡、光伏補光燈、光伏換氣窗、太陽能熱水裝置、蓄水池、光伏水泵、噴淋灌溉裝置、清洗裝置組成，其特徵在於將太陽能電池、透光膜、太陽能熱水裝置分布安裝在大棚頂部，將透光膜、平面鏡、光伏換氣窗分布安裝在大棚四周，將光伏補光燈分布安裝在棚內無花果植株上部，將光伏水泵安裝在蓄水池內並與太陽能熱水裝置、噴淋灌溉裝置、清洗裝置的管線相連接。
2.根據權利要求I所述的一種栽培無花果的太陽能光伏大棚，其特徵在於所述的太陽能電池和透光膜按各半的數量搭配安裝，形成透光率達65%以上的配置。
3.根據權利要求I所述的一種栽培無花果的太陽能光伏大棚，其特徵在於所述的安裝在大棚四周立面的透光膜、平面鏡，組合安裝形成透光面積可達50%以上的配置。
4.根據權利要求I所述的一種栽培無花果的太陽能光伏大棚，其特徵在於所述的安裝平面鏡的鏡面朝向棚內，平面鏡的背面可並列安裝太陽能電池板。
5.根據權利要求I所述的一種栽培無花果的太陽能光伏大棚，其特徵在於所述的光伏補光燈使用太陽能電池產生的電能，採用LED燈並將其置於無花果植株頂部15-20cm處。
全文摘要
本發明涉及一種栽培無花果的太陽能光伏大棚，其特徵在於將太陽能電池、透光膜、太陽能熱水裝置分布安裝在大棚頂部，將透光膜、平面鏡、光伏換氣窗分布安裝在大棚四周，將光伏補光燈分布安裝在棚內無花果植株上部，將光伏水泵安裝在蓄水池內並與太陽能熱水裝置、噴淋灌溉裝置、清洗裝置的管線相連接；陽光透過非晶矽太陽能和透光膜照射到大棚內，進入棚內平面鏡的陽光線相互反射光反射，無花果就可以在大棚內進行光合作用，同時直接將太陽能電池產生的電能供給光伏補光燈、光伏換氣窗、光伏水泵使用，從而滿足無花果進行保溫、調溫、補光、通氣、澆水等所需，以利於無花果生長，解決無花果種植易受凍害、連雨大雨災害、光照不足、鳥害嚴重、產量質量不穩定等制約無花果產業發展的問題。
文檔編號H02J7/00GK102948346SQ20121041640
公開日2013年3月6日 申請日期2012年10月27日 優先權日2012年10月27日
發明者方華, 王金玲, 王生虎 申請人:威海新異生物科技有限公司