光伏發(fā)電技術(shù)是太陽(yáng)能利用領(lǐng)域的一個(gè)里程碑,如何將光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用到人們的日常生產(chǎn)生活中,進(jìn)而形成一個(gè)規(guī)范高效的光伏產(chǎn)業(yè)是極為重要的。對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)能源的消耗日益劇增,尋找一種綠色清潔的能源替代化石燃料迫在眉睫。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展,溫室對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展愈發(fā)重要,而光伏溫室不光具有傳統(tǒng)溫室特性還可以自身產(chǎn)生電能來(lái)對(duì)溫室內(nèi)部設(shè)備供電使得其效益大大增加,現(xiàn)在已經(jīng)成為了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。而在我國(guó)現(xiàn)有的溫室中,連棟溫室是性價(jià)比最高的一種溫室,它在傳統(tǒng)單棟溫室的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)合理的改進(jìn),實(shí)現(xiàn)了節(jié)約空間、方便管理等功能,這些功能使其具有極為廣闊的發(fā)展前景。只不過(guò)我國(guó)的光伏溫室對(duì)市電具有較強(qiáng)的依賴,因?yàn)槌Ｒ?guī)的溫室光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量有限,往往滿足不了溫室內(nèi)部設(shè)備的需求,還需要接入市電才能保障設(shè)備正常運(yùn)行。不僅如此,現(xiàn)階段的溫室內(nèi)部的環(huán)境監(jiān)測(cè)方法多采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量法,無(wú)法科學(xué)的掌握溫室內(nèi)部的環(huán)境變化,從而使得溫室產(chǎn)量偏低�；诖吮疚慕Y(jié)合光伏發(fā)電技術(shù)與無(wú)線監(jiān)測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于連棟溫室的環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置,為溫室的生產(chǎn)提供保障。本文在分析光伏發(fā)電技術(shù)特點(diǎn)以及溫室特性的基礎(chǔ)上,對(duì)傳統(tǒng)的光伏溫室發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。為提高光伏發(fā)電系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)電量,在光伏發(fā)電系統(tǒng)中加入了漫反射器,設(shè)計(jì)了適用于連棟溫室的增強(qiáng)型太陽(yáng)能發(fā)電裝置,使光伏電池板接受更多的太陽(yáng)輻射,從而提高發(fā)電量,又對(duì)光伏電池部分進(jìn)行了工作原理的分析,并對(duì)此建立了數(shù)學(xué)仿真模型,同時(shí)采用光伏電池板與蓄電池組合供電模式,擺脫了溫室內(nèi)部用電設(shè)備對(duì)市電的依賴。本文通過(guò)對(duì)溫室特性的分析,科學(xué)合理的對(duì)光伏組件在溫室屋頂?shù)陌惭b方式進(jìn)行了設(shè)計(jì),在充分利用溫室屋頂空間,達(dá)到太陽(yáng)能最大利用的同時(shí),又減少了因屋頂上安裝光伏組件而造成的溫室內(nèi)部植物的遮陰現(xiàn)象。本文設(shè)計(jì)了充電控制電路以及穩(wěn)壓輸出電路,防止極端天氣的出現(xiàn)而破壞蓄電池,并使蓄電池得以穩(wěn)定的輸出電能。本文分析了國(guó)內(nèi)外溫室技術(shù)的研究情況,設(shè)計(jì)了以ZigBee技術(shù)為核心的溫室監(jiān)測(cè)系統(tǒng),下位機(jī)采用Arduino Mega2560作為核心控制器,對(duì)溫度、濕度、光照、粉塵濃度進(jìn)行采集,然后利用ZigBee技術(shù)組建網(wǎng)絡(luò),通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)經(jīng)終端節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn),將數(shù)據(jù)上傳至采用LabVIEW設(shè)計(jì)的上位機(jī)軟件達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。并將系統(tǒng)在溫室環(huán)境下進(jìn)行了全面的測(cè)試,驗(yàn)證了系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的工作目標(biāo)并且穩(wěn)定運(yùn)行。
【學(xué)位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM615;S625.3
【部分圖文】：

以及社會(huì)的不斷進(jìn)步，如何解決能源過(guò)去人類發(fā)展的歷程中，化石能源一數(shù)百萬(wàn)年的時(shí)間慢慢演變而來(lái)的，對(duì)于這些不可再生能源來(lái)生產(chǎn)生活求發(fā)外，化石燃料在使用過(guò)程中通常會(huì)引廢水、煙霧和殘?jiān)鼘?duì)環(huán)境就造成了嚴(yán)能源就顯著異常重要。為了解決由于逐漸走入人們的視線，諸如太陽(yáng)能、不盡用之不竭的特性，其在世界能源比，太陽(yáng)能是人類取之不盡的可再生力大等優(yōu)點(diǎn)。中國(guó)擁有著豐富的太陽(yáng)能 50×1022J，相當(dāng)于 1700 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，的實(shí)際情況，太陽(yáng)能的開發(fā)與利用已能源，就算是在目前所發(fā)現(xiàn)的種種新核能5%太陽(yáng)能其它10%

型光伏溫室光伏溫室是一種用來(lái)維持作物在冬天低溫或者其他惡劣條件下也能保持施，多為一面為采光面，一面為保溫面設(shè)計(jì)。作物生長(zhǎng)所需要的陽(yáng)光從采了節(jié)約土地資源并產(chǎn)生供給溫室內(nèi)部設(shè)備運(yùn)行的電能，可以對(duì)光伏電池板用不同的放置方法。在采光面放置光伏電池板的溫室屬于全遮光型的光置光伏電池板的溫室屬于半遮光型的光伏溫室。其中全遮光型的光伏溫室光照射，其溫室內(nèi)部溫濕度變化較為平衡，不適用于種植綠色植物，但適產(chǎn)品。現(xiàn)階段的光伏連棟溫室以及光伏日光溫室大多屬于半遮光型，根據(jù)池板的排列方式也不盡相同，遮光面積比例在 20%~80%的范圍以內(nèi)[52]。光伏日光溫室如圖 3-1 所示，光伏電池板一般以馬賽克狀進(jìn)行排列，這些的向陽(yáng)面，這樣的布局有利于光伏電池板獲取更多的光照，以此來(lái)得到更會(huì)遮擋溫室內(nèi)部植物所需要的陽(yáng)光，對(duì)溫室內(nèi)部植物生長(zhǎng)產(chǎn)生一定程度的伏發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步，太陽(yáng)能電池的種類也逐漸豐富起來(lái)。現(xiàn)如今，市場(chǎng)上池板本身就具有馬賽克狀，而技術(shù)含量較高的玻璃以及薄膜都可以散射內(nèi)部的光照均勻性進(jìn)行了有效保障，極大的促進(jìn)了溫室內(nèi)部植物的生長(zhǎng)膜電池的出現(xiàn)，更加減輕了因光伏電池板不透光而導(dǎo)致的遮光現(xiàn)象[53]。

1.2 連棟光伏溫室連棟光伏溫室是將光伏發(fā)電技術(shù)和設(shè)施農(nóng)業(yè)結(jié)合起來(lái)，利用溫室頂部進(jìn)行光伏發(fā)電，利用可再生能源。連棟型光伏溫室如圖 3-2 所示，一般指跨度不小于兩跨，通過(guò)天溝連間沒(méi)有隔墻的光伏溫室，結(jié)構(gòu)類似于傳統(tǒng)的連棟溫室。連棟光伏溫室屋頂向陽(yáng)面安裝有電池板，鋁合金或者是鍍鋅鋼材多用來(lái)構(gòu)建溫室的主體結(jié)構(gòu)，溫室的墻體多采用透明材薄膜、玻璃或陽(yáng)光板為墻體材料，這種溫室與傳統(tǒng)的光伏日光溫室相比，除了具有光伏溫室的優(yōu)點(diǎn)以外，還具有較大的空間利用率[55]。獨(dú)棟的光伏日光溫室側(cè)墻為有弧度的斜面利用不充分，而且每棟光伏日光溫室之間的距離對(duì)土地的浪費(fèi)極大，連棟型光伏溫室的克服了這一缺點(diǎn)；提高了智能化程度，更方便對(duì)溫室內(nèi)部的氣候環(huán)境進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)，使操作更加科學(xué)、節(jié)約時(shí)間、提高效率、節(jié)省人力。相較于單棟光伏溫室，在連棟光伏溫室中，工人不需要來(lái)回的進(jìn)出不同的溫室來(lái)進(jìn)行，只需要在一個(gè)溫室內(nèi)部便可進(jìn)行日常的生產(chǎn)管理。而且連棟光伏溫室內(nèi)部空間寬闊，在溫室內(nèi)部使用如叉車、推車等運(yùn)輸工具，不僅提升了效率還節(jié)約了人力。一些更為高闊的連棟光伏溫室甚至能夠容納大型拖車等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)更高的效率增長(zhǎng)。連棟光伏溫室是在傳統(tǒng)單棟光伏溫室的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，與相同規(guī)模的單棟光伏溫室，其占地面積更小，其建設(shè)成本與同規(guī)模的單棟光伏溫室比更是施工簡(jiǎn)單，工期短，其成本遠(yuǎn)低于同規(guī)模單棟光伏溫室[56]。
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本文編號(hào)：2839777