基于太陽能的溫室大棚供暖系統(tǒng)研究設計_李增輝.pdf

2025 年 18 期 基于太陽能的溫室大棚供暖系統(tǒng)研究設計 近年來 溫室大棚業(yè)務迅速擴大 為人 們帶來了更豐富的蔬菜選擇 針對我國北方寒冷地區(qū) 溫室大棚保溫能力差 抗寒能力弱 溫控效果不佳 污染嚴重 效益不高以及電力供應成本高等問題 本 文本著 利用當?shù)刭Y源 因地制宜 的原則 使用單 片機作為核心控制器 構建了一套結(jié)合電能和太陽能 的 混 合 供 電 系 統(tǒng) 并 應用地暖及氣暖供熱系統(tǒng) 大數(shù) 量集中成效傳感器的一鍵式供暖管理系統(tǒng)以及能夠 有效保障作物茁壯成長的暖通系統(tǒng) 通過對一鍵式 管理系統(tǒng)的工作原理進行研究與剖析 實現(xiàn)了對溫 室供暖負載的計算和分析 通過 全 面 的 硬 件 和 軟 件 設 計 太陽能溫室大棚的溫度得以無人值守地監(jiān)測和控 制 實現(xiàn)了供熱的智慧調(diào)控 節(jié)能環(huán)保 操作簡便 成本經(jīng)濟 溫室大棚 光伏發(fā)電技術 智能供暖 智能控制 在政策引領下 眾多農(nóng)民與企業(yè)加入溫室大棚蔬 菜的栽培和管理工作中 各地已形成一定的規(guī)模 在 氣溫極低的冬季 常規(guī)溫室大棚對電力 煤炭之類資 源的需求一直很高 現(xiàn)代自動化技術迅猛發(fā)展 太陽 能一鍵式溫室大棚智能供熱管理系統(tǒng)得以廣泛推廣 溫室大棚用透明材料來覆蓋 這些材料都能吸收太陽 輻射熱 有效提高溫室的溫度 這種環(huán)境條件對植 物生長有利 能給植物提供一個相對穩(wěn)定 溫暖的環(huán) 境 延長農(nóng)作物生長周期 從而提高農(nóng)作物產(chǎn)量 與 傳統(tǒng)溫室大棚不同 太陽能溫室大棚利用太陽能來加 熱供暖 不僅減少了燃煤或者燃氣的使用 還避免了 有害氣體的排放 基于太陽能的溫室大棚能夠提高農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)效率 提升農(nóng)產(chǎn)品的市場競爭力 因此 研究 并設計一套基于太陽能的溫室智能供暖管理系統(tǒng) 至 關重要 本研究設計了以22kW為額定功率的離網(wǎng)式太陽 能光伏發(fā)電系統(tǒng) 以滿足溫室大棚的供暖需求 離網(wǎng) 式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包含太陽能光伏陣列 電池組 塊 太陽能控制器 轉(zhuǎn)換器以及負載等部分 將太陽 能轉(zhuǎn)化成電能形式 給負載供電 這就實現(xiàn)了太陽能 獨立發(fā)電系統(tǒng)的正常運行 剩余電能經(jīng)太陽能控制器 精準調(diào)控 以化學能儲存在儲能設備中 當日照強度 不夠時 蓄電池里的能量就會經(jīng)由轉(zhuǎn)換器 濾波器和 變壓器等轉(zhuǎn)化成交流電 用來供交流負載使用 離網(wǎng) 式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在白天發(fā)電 要保證負載全天 候供電 需要配備相關儲能裝置 如蓄電池等設備 系統(tǒng)運用模塊化控制這一方案的重點是通過精 心設計的電路結(jié)構 做到能量最大限度地跟蹤 從而 精確管控蓄電池的充放電過程 功能電路經(jīng)巧妙整合 形成統(tǒng)一系統(tǒng) 此舉不僅簡化了各模塊電路控制 同 時大幅增強了系統(tǒng)整體穩(wěn)定性與可靠性 在維護方 面 模塊化控制的優(yōu)勢相當顯著 當某個功能電路模 塊出現(xiàn)問題時 僅需要單獨更換該模塊 而不必影響 其他電路模塊的正常運行 這種分模塊控制的形式 能夠確保各控制算法單獨運行 軟件編寫的效率和準 確性也因此大幅提高 系統(tǒng)的可靠性也得到進一步提 升 另外 模塊化控制系統(tǒng)在靈活性方面也有了顯著 提高 只要把相匹配的并網(wǎng)逆變器連接到直流輸出端 口 系統(tǒng)就能順利實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電能力 離網(wǎng)型光伏發(fā) 電系統(tǒng)由系統(tǒng)組成 其主要包含光伏組件 前級升壓 電路 蓄電池充電電路 蓄電池放電電路以及一系列 其他控制電路集合 這些組成部分相互配合 以保證 系統(tǒng)可靠且高效地運行 系統(tǒng)利用前級升壓電路提升 光伏組件的輸出電壓 再結(jié)合最大功率跟蹤控制模 式 讓太陽能盡可能轉(zhuǎn)化為電能 當太陽能供應充足 且能滿足負載電力需求時 剩下的電能就會優(yōu)先儲存 到電池里 若太陽能供應不足 電池就會釋放儲存的 電能 用來彌補負載的電力缺口 保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運 行 此外 蓄電池的放電路也具備維持負載電壓穩(wěn)定 的功能 1 1供暖系統(tǒng) 本研究的供暖系統(tǒng)是為了降低開支與提升管理 水平 針對已建成的大規(guī)模大棚種植戶區(qū)設計中央供 作者簡介 李增輝 男 2002年出生 山西平定縣人 本科在讀 研究方向 電氣工程與智能控制 DOI 10 15989 ki hbnjzzs 2025 18 006