本實用新型屬于光伏生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種種植鐵皮石斛的光伏智能大棚。

背景技術(shù)：

鐵皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)，又名黑節(jié)草，為蘭科石斛屬植物，主要分布在澳大利亞、東南亞、東亞等國家，中國鐵皮石斛產(chǎn)地主要分布在云南、貴州、湖南、廣西、浙江和福建等地。鐵皮石斛為石斛中的極品，位列“中華九大仙草”之首，是非常珍貴的中藥材，具有益胃生津、滋陰清熱的神奇功效。

鐵皮石斛喜潮濕、溫暖和半陰的環(huán)境，耐寒能力較差，常生長在海拔1600米以上巖石或樹上。生長環(huán)境的適宜溫度一般在15-30℃范圍內(nèi)，夏季最高溫度不超過35℃，冬季最低溫度不低于15℃。由于鐵皮石斛生長非常緩慢，生長環(huán)境要求苛刻，自然繁殖能力較差，野生鐵皮石斛已成為瀕危植物，國家已嚴(yán)令禁止采摘。為了保護(hù)鐵皮石斛野生資源，同時滿足中藥材市場的需求，只有大力發(fā)展人工種植法。

光伏發(fā)電即光電轉(zhuǎn)換，就是將太陽輻射直接轉(zhuǎn)化為電能，又稱光伏效應(yīng)。太陽電池通常是以多個太陽電池通過串、并聯(lián)組合成具有一定尺寸及發(fā)電功率的光伏組件。光伏發(fā)電是將光伏組件進(jìn)行有效的串聯(lián)、并聯(lián)，形成較大的輸出功率。光伏組件與控制器、逆變器和蓄電池組成光伏發(fā)電系統(tǒng)，光伏組件吸收太陽光產(chǎn)生直流電，通過控制器和逆變器后，可以并入國家電網(wǎng)成為生活用電，也可以通過蓄電池儲存起來。

大棚又稱暖房，容易實現(xiàn)空氣的溫度、濕度、光照、土壤肥力等生長環(huán)境條件的調(diào)控。目前，現(xiàn)有的大棚大多采用人工進(jìn)行操作和管理，造成人工成本和管理難度增加，對植物生長環(huán)境條件的調(diào)控也不科學(xué)、不合理，因而也不帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種與太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)相結(jié)合的光伏智能大棚，真正實現(xiàn)了智能化種植和發(fā)電雙贏。

本實用新型的技術(shù)方案：一種種植鐵皮石斛的光伏智能大棚，包括大棚本體，所述大棚本體頂部采用光伏組件和玻璃，大棚本體底部設(shè)有供熱系統(tǒng)，大棚本體內(nèi)設(shè)有照明和補(bǔ)光系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、空氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、土壤環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，大棚墻面設(shè)有降溫水簾系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)和智能控制柜，所述智能控制柜含智能控制器、逆變器、蓄電池，所述控制柜與供熱系統(tǒng)、照明和補(bǔ)光系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、空氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、土壤環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、降溫水簾系統(tǒng)連接。

優(yōu)選地，所述光伏組件為晶硅太陽電池板或薄膜太陽電池板，玻璃為光伏玻璃或普通透光玻璃，光伏組件和玻璃按照設(shè)定比例組合安裝。

優(yōu)選地，所述光伏組件通過導(dǎo)線與蓄電池連接，同時通過逆變器與電網(wǎng)連接，蓄電池或電網(wǎng)為照明和補(bǔ)光系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、空氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、土壤環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，降溫水簾系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)和智能控制器供電。

優(yōu)選地，所述供熱系統(tǒng)采用地暖或電加熱。

優(yōu)選地，所述照明和補(bǔ)光系統(tǒng)均采用LED燈。

優(yōu)選地，所述噴淋系統(tǒng)包括管道、噴頭、泵和水池。

優(yōu)選地，所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用高清攝像頭。

采用上述技術(shù)方案，太陽光照射通過光伏組件轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池或輸送到電網(wǎng)中，為大棚各系統(tǒng)供電，智能控制器根據(jù)鐵皮石斛不同生長周期中的不同生長環(huán)境條件進(jìn)行監(jiān)測和控制，達(dá)到智能化的目的，實現(xiàn)了智能化種植和發(fā)電雙贏，具有很大的推廣價值。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、光伏智能大棚；2、光伏組件；3、玻璃；4、供熱系統(tǒng)；5、照明和補(bǔ)光系統(tǒng)；6、噴淋系統(tǒng)；7、視頻監(jiān)控系統(tǒng)；8、空氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)；9、土壤環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)；10、降溫水簾系統(tǒng)；11、風(fēng)機(jī)；12、智能控制柜；13、土壤。

具體實施方式

參照圖1所示，一種種植鐵皮石斛的光伏智能大棚，包括大棚本體1，所述大棚本體頂部采用光伏組件2和玻璃3，大棚本體底部設(shè)有供熱系統(tǒng)4，大棚本體內(nèi)設(shè)有照明和補(bǔ)光系統(tǒng)5、噴淋系統(tǒng)6、視頻監(jiān)控系統(tǒng)7、空氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)8、土壤環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)9，大棚墻面設(shè)有降溫水簾系統(tǒng)10、風(fēng)機(jī)11與智能控制柜12連接，所述智能控制柜12含智能控制器、逆變器、蓄電池、報警系統(tǒng)、穩(wěn)壓電路等。

大棚本體1頂部的光伏組件2可以為晶硅太陽電池、非晶硅薄膜太陽電池、染料敏化太陽電池和有機(jī)太陽電池等，大棚本體1頂部玻璃3可以為普通玻璃、中空玻璃、塑料薄膜及其它透光材料，通過調(diào)整光伏組件2和玻璃3之間的間隙來調(diào)節(jié)大棚的遮光度，根據(jù)鐵皮石斛的種植要求，控制遮光度在60％-80％范圍內(nèi)。

光伏組件2發(fā)的電通過智能控制柜12內(nèi)的控制器儲存在蓄電池或通過逆變器與電網(wǎng)連接，電網(wǎng)或蓄電池為照明和補(bǔ)光系統(tǒng)5、噴淋系統(tǒng)6、視頻監(jiān)控系統(tǒng)7、空氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)8、土壤環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)9，大棚墻面設(shè)有降溫水簾系統(tǒng)10、風(fēng)機(jī)11和智能控制柜12供電。

大棚本體1底部設(shè)有供熱系統(tǒng)4主要用于冬季給鐵皮石斛供熱，在冬季鐵皮石斛的最低生長溫度不能低于10℃，供熱系統(tǒng)4通過給大棚本體1供熱，可以控制溫度在15℃以上。供熱系統(tǒng)4供熱方式可以為地暖加熱、電加熱等。

供熱系統(tǒng)4與智能控制柜12相連，當(dāng)空氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)8測得大棚本體1溫度低于10℃時，空氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)8將信息傳輸給智能控制柜12，報警系統(tǒng)將發(fā)出警報，或供熱系統(tǒng)自動開啟。

照明和補(bǔ)光系統(tǒng)5主要采用LED燈，也可以采用鹵化燈、鈉化燈等，用于照明和根據(jù)鐵皮石斛生長需求調(diào)節(jié)和補(bǔ)充大棚本體1內(nèi)的光照強(qiáng)度及光照時間，一般鐵皮石斛最佳的光照時間約為12小時。照明和補(bǔ)光系統(tǒng)5與智能控制柜12連接，在智能控制器上預(yù)設(shè)鐵皮石斛的光照數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實時監(jiān)測和調(diào)控。

噴淋系統(tǒng)6設(shè)在大棚本體1內(nèi)部，含有若干個噴頭，用于補(bǔ)充鐵皮石斛在不同生長期所需的水分和肥力，在遇到病蟲害時，也可以采用噴淋系統(tǒng)6進(jìn)行藥物噴淋。為了控制大棚本體1內(nèi)的溫度在30℃以下，在降溫幅度不大于3℃的情況下，噴淋系統(tǒng)6噴水降溫可以作為一種不錯的選擇。噴淋系統(tǒng)6與智能控制柜12相連，智能系統(tǒng)根據(jù)各監(jiān)測系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)對噴淋系統(tǒng)6進(jìn)行調(diào)控。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)7采用高清攝像頭，對鐵皮石斛進(jìn)行記錄和監(jiān)控，如遇到病蟲害狀況，監(jiān)控系統(tǒng)將自動識別并將圖像輸送至智能控制柜12，便于及時采取有效措施防治病蟲害。

空氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)8設(shè)在大棚本體1內(nèi)，主要對溫度、濕度、壓強(qiáng)、光照量、露點、CO2濃度進(jìn)行記錄和監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)傳輸至智能控制柜12的智能控制器，智能控制器再根據(jù)實際情況對大棚本體1各系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控。

土壤環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)9主要是對土壤溫度、濕度和肥力進(jìn)行記錄和監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)傳輸至智能控制柜12的智能控制器，有利于對土壤情況進(jìn)行有效的控制和管理。

降溫水簾系統(tǒng)10又稱濕簾，主要用于對大棚本體1的降溫。風(fēng)機(jī)11可以通風(fēng)換氣，也可以起到降溫效果。在炎熱的夏季，降溫水簾系統(tǒng)10與風(fēng)機(jī)11結(jié)合使用，可以起到良好的降溫效果，有效的將鐵皮石斛的溫度控制在30℃以內(nèi)。降溫水簾系統(tǒng)10、風(fēng)機(jī)11與智能控制柜12的智能控制器相連，便于對大棚本體1進(jìn)行有效的控制和管理。

伏組件2與智能控制柜12的智能控制器、蓄電池、逆變器組成一個完整的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，光伏組件2將太陽光轉(zhuǎn)化為電能后儲存在蓄電池中或輸送至電網(wǎng)中，電網(wǎng)或蓄電池為大棚各個系統(tǒng)供電，能控制柜12的智能控制器與大棚的各個系統(tǒng)連接，對大棚內(nèi)的情況進(jìn)行實時記錄和監(jiān)控，結(jié)合鐵皮石斛不同生長周期的環(huán)境條件，對供熱系統(tǒng)4，照明和補(bǔ)光系統(tǒng)5、噴淋系統(tǒng)6、降溫水簾系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)等進(jìn)行科學(xué)合理的控制，形成一個完整的智能化體系。