太陽能光伏直流直接用於led植物生長燈照明的系統的製作方法
2023-08-06 06:08:11
專利名稱：太陽能光伏直流直接用於led植物生長燈照明的系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能光伏系統與農業應用系統，尤其是一種太陽能光伏直 流直接用於LED植物生長燈照明的系統。
背景技術：
太陽能光伏電池，簡稱光伏電池，用於把太陽的光能直接轉化為電能。按照應用需 求，太陽能光伏電池經過一定的組合，達到一定的額定輸出功率和輸出的電壓的一組光伏 電池，叫光伏電池組件。根據光伏電站大小和規模，由光伏電池組件可組成各種大小不同的 陣列。光環境是植物生長發育不可缺少的重要物理環境因素之一，通過光質調節，控 制植株形態建成是設施栽培領域的一項重要技術。光線光譜與植物光合作用的關係為 植物生長燈波長為280 315nm時，對形態與生理過程的影響極小；植物生長燈波長為 315 400rmm時，葉綠素吸收少，影響光周期效應，阻止莖伸長；植物生長燈波長為400 520nm(藍)時，葉綠素與類胡蘿蔔素吸收比例最大，對光合作用影響最大；植物生長燈波長 為520 610nm時，色素的吸收率不高；植物生長燈波長為610 720nm(紅)時，葉綠素吸 收率低，對光合作用與光周期效應有顯著影響；植物生長燈波長為720 lOOOnm時，吸收率 低，刺激細胞延長，影響開花與種子發芽；植物生長燈波長大於lOOOnm時，轉換成為熱量。植物生長燈波長類型豐富、正好與植物光合成和光形態建成的光譜範圍吻合；頻 譜波寬度半寬窄，可按照需要組合獲得純正單色光與複合光譜，；可以集中特定波長的光均 衡地照射作物；不僅可以調節作物開花與結實，而且還能控制株高和植物的營養成分；系 統發熱少，佔用空間小，可用於多層栽培立體組合系統，實現了低熱負荷和生產空間小型 化。目前，在太陽能光伏溫室中建立多層的立體栽培體系還未出現，使用市電供應植 物工廠僅僅在少數幾家使用，但多受困於能源成本問題難以發展。在太陽能光伏溫室中，頂 層的植物可直接吸收透過太陽能光伏電池薄膜組件的太陽光進行光合作用，對於中層或底 層的作物無法直接獲得充足的陽光照射，就需要植物生長燈進行補光，來促進植物生長。通 常，太陽能光伏組件產生的直流電被統一地通過存入蓄電池，再通過逆變設備轉化為交流 電，從而為電器和設備進行供電。然而，通常太陽能光伏電池模組將直流電逆變為交流電的過程中能量要損失18% 20% ；寶貴的電能在輸送過程中的能量損失驚人；其次，逆變器、控制器的成本佔太陽能光 伏系統的20%左右。另外，由於通過交流電供電，目前LED植物生常燈的光強度基本上為恆 定值，無法和太陽光照強度完全同步，且光照強度和光照時間遠遠大於植物正常生長所需， 這樣人為地改變了植物生長的節奏，並不利於植物的生長。對作物品質造成一定影響。
發明內容實用新型的目的在於提供太陽能光伏直流直接用於LED植物生長燈照明的系統，本實用新型利用光伏電池組件和LED植物生長燈來真實模擬太陽光照，可實現太陽能光伏 溫室光合作用綜合生態系統，以克服上述缺陷。本實用新型的技術方案是一種太陽能光伏直流直接用於LED植物生長燈照明的系統，包括太陽能電池模組，太陽能電池模組設置在太陽能光伏溫室上；LED植物生長燈用於為太陽能光伏溫室內的植物補光，進行充分的光合作用；光合作用模擬系統用於使植物生長燈與太陽能光伏溫室外的太陽光的光照強度 和光照時間變化一致。所述光合作用模擬系統包括適用於弱光植物品種的系統，該系統包括單片太陽能電池模組，單片太陽能電池 模組通過保險電路與底層溫室的LED植物生長燈連接，提供弱光植物光合作用所需的能量。所述光合作用模擬系統包括適用於短日照植物品種的系統，該系統包括多片太陽能電池模組連接，多片太陽 能電池模組通過保險電路與底層溫室的LED植物生長燈連接，提供短日照植物光合作用所
需的能量。所述光合作用模擬系統包括適用於長日照植物品種的系統，該系統包括多片太陽能電池模組連接，還包括一 列蓄電池，蓄電池與單獨的太陽能電池模連接，蓄電池的輸出瑞與LED植物生長燈正極端 通過定時器連接。且還包括控制器分別接入定向二極體和保險絲，以防倒流和過載。所述LED植物生長燈設置在在植物生長燈架上，LED植物生長燈呈縱向或者橫向 排布，行間距為5-500毫米，每行相鄰的植物生長燈間距5-500毫米；植物生長燈離每層平 臺高度50-600毫米；所述保險電路包括保險絲，保險絲為自復保險絲或者為熔斷電流為大於或等於 350毫安的電流保險絲。本實用新型的有益效果是本實用新型將太陽能光伏電池模組產生的直流電，經一定的電路設計，增加線路 安全設計、穩壓穩流模塊等，直接用於農業生產的LED植物生長燈的照明使用。隨著科學技 術的發展，現代農業向立體、高品質、高產量和安全性發展，為了在有效面積上提高產量，立 體農業將採用LED植物生長燈補光，據統計立體農業的工廠化生產中，LED植物燈補光系約 佔總能源消耗量的83%，為了減少能源的消耗量，節約生產成本，減少能源使用過程中的損 耗，本實用新型將在植物工廠化生產中直接使用光伏模組產生的直流電，並可以模擬。本實用新型的優勢在於通過太陽能光伏電池模組直接和LED植物生長燈連接， 為其提供電力，即節省電能，又符合植物生長的節奏，極大的促進了農產品的產量，又提高 了農產品的品質。具體優點如下1.減少能量損耗節省的太陽能光伏電池模組產生的直流電逆變為交流電的能量損失，通常太陽能 光伏電池模組將直流電逆變為交流電的過程中能量要損失18% -20% ；避免了交流電再轉化為LED燈使用的直流電能量損失；避免了電流在輸送過程中的能量損失。2.減少成本省去了逆變器、控制器，節省了使用成本。逆變器是太陽能光伏發電系統主要設備 之一，主要左右將光伏系統產生的直流電轉變為交流電，併兼有穩壓的功能。控制器的作用 是控制多路太陽能光伏模組對蓄電池充電以及蓄電池給太陽能逆變器負載供電的自動控 制設備。逆變器和控制器的成本佔太陽能光伏系統的20%左右。3.適合植物生長將LED植物燈直接和電池板相連，LED植物生長燈的光強度和太陽光照強度完全 同步，光強度見表1、2，不改變植物生長的節奏，有利於植物的生長；有效的過濾植物不需 要的光線，補充植物生長需要的光線。表1.本實用新型的LED植物生長燈的光照強度表(照射距離10cm，光照強度單位勒克斯)
時
權利要求一種太陽能光伏直流直接用於LED植物生長燈照明的系統，其特徵是包括太陽能電池模組，太陽能電池模組設置在太陽能光伏溫室或植物工廠上、建築屋頂或者地面電站上；LED植物生長燈用於為太陽能光伏溫室或植物工廠內的植物補光，進行充分的光合作用；光合作用模擬系統用於使LED植物生長燈與太陽能光伏溫室外的太陽光的光照強度和光照時間變化一致。
2.根據權利要求1所述的太陽能光伏直流直接用於LED植物生長燈照明的系統，其特 徵是所述光合作用模擬系統包括適用於弱光植物品種的系統，該系統包括單片太陽能電池模組，單片太陽能電池模組 通過保險電路與底層溫室的LED植物生長燈連接，提供弱光植物光合作用所需的能量。
3.根據權利要求1所述的太陽能光伏直流直接用於LED植物生長燈照明的系統，其特 徵是所述光合作用模擬系統包括適用於短日照植物品種的系統，該系統包括多片太陽能電池模組連接，多片太陽能電 池模組通過保險電路與底層溫室的LED植物生長燈連接，提供短日照植物光合作用所需的 能量°
4.根據權利要求1所述的太陽能光伏直流直接用於LED植物生長燈照明的系統，其特 徵是所述光合作用模擬系統包括適用於長日照植物品種的系統，該系統包括多片太陽能電池模組連接，還包括一列蓄 電池，蓄電池與單獨的太陽能電池模連接，蓄電池的輸出瑞與LED植物生長燈正極端通過 定時器連接。
5.根據權利要求1所述的太陽能光伏直流直接用於LED植物生長燈照明的系統，其特 徵是所述LED植物生長燈設置在在植物生長燈架上，LED植物生長燈呈縱向或者橫向排布， 行間距為5-500毫米，每行相鄰的植物生長燈間距5-500毫米；植物生長燈離每層平臺高度 50-600 毫米；
6.根據權利要求2、3或4所述的太陽能光伏直流直接用於LED植物生長燈照明的系 統，其特徵是所述保險電路包括保險絲，保險絲為自復保險絲或者為熔斷電流為大於或等 於350毫安的電流保險絲。
專利摘要一種太陽能光伏直流直接用於LED植物生長燈照明的系統，其特徵是包括太陽能電池模組，太陽能電池模組設置在太陽能光伏溫室上；LED植物生長燈用於為太陽能光伏溫室內的植物補光，進行充分的光合作用；光合作用模擬系統使LED植物生長燈的光照強度與外界太陽光照強度，以及光照時間變化一致。本實用新型具有減少能量損耗、減少成本、適合植物生長、具有自調節保護能力以及針對性強等優點。
文檔編號H02N6/00GK201706370SQ20102023415
公開日2011年1月12日 申請日期2010年6月22日 優先權日2010年6月22日
發明者張建生, 徐劍青, 杜榮熠, 薛玉生 申請人:南京光泉太陽能科技有限公司