本發(fā)明涉及新型環(huán)保節(jié)能型農(nóng)業(yè)溫室，特別是一種集光伏發(fā)電、畜牧養(yǎng)殖、沼氣發(fā)電、有機(jī)果蔬種植、食用菌栽培、有機(jī)肥料、沼液生物農(nóng)藥、智能監(jiān)測(cè)監(jiān)控于一體的八位一體多功能新能源智能溫室。

背景技術(shù)：

目前，我國(guó)面臨著巨大的能源與環(huán)境壓力和食品安全等問(wèn)題,我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)與國(guó)外相比普遍存在科技含量低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)水平和效益低下等問(wèn)題，傳統(tǒng)的溫室大棚存在著人工粗放管理，土地利用率低(僅40％左右)，規(guī)模小，保溫性差，功能少，經(jīng)濟(jì)效益低等缺陷。為了克服傳統(tǒng)溫室大棚的缺陷，現(xiàn)有對(duì)“四位一體”溫室大棚技術(shù)的推廣應(yīng)用，其主要是集沼氣、養(yǎng)殖、種植、育肥為一體，但其存在著室內(nèi)生物鏈構(gòu)建不完整、循環(huán)利用性差、環(huán)保節(jié)能性差的問(wèn)題；也有一些新型光伏溫室大棚，存在著土地利用率低、光伏發(fā)電量低、大棚保溫效果差和棚內(nèi)植物所需光照配比失調(diào)等諸多問(wèn)題。另外，上述形式的溫室大棚都在一定程度上依賴(lài)人為監(jiān)督、人工維護(hù)，維護(hù)量大，且維護(hù)不及時(shí)，削弱了溫室大棚的溫室效力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)、組合智能優(yōu)化、全方位生態(tài)循環(huán)、高效降耗、節(jié)能環(huán)保、維護(hù)方便、實(shí)用性強(qiáng)的八位一體多功能新能源智能溫室，從根本上解決傳統(tǒng)溫室大棚、現(xiàn)有“四位一體”溫室大棚以及新型光伏溫室大棚存在的上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高效率的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種八位一體多功能新能源智能溫室，包括溫室，其特征在于：所述溫室內(nèi)利用保溫板隔斷分隔成前溫室和后溫室，所述前溫室頂部設(shè)有多層塑料透光膜形成陽(yáng)溫室，所述后溫室頂部不透光形成陰溫室且其頂部布置光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，所述溫室內(nèi)下風(fēng)口側(cè)隔設(shè)出畜牧養(yǎng)殖區(qū)且畜牧養(yǎng)殖區(qū)的前、后溫室連通，所述畜牧養(yǎng)殖區(qū)的底部設(shè)置沼氣池，所述前溫室設(shè)置果蔬種植區(qū)域，采用無(wú)土栽培技術(shù)生產(chǎn)有機(jī)水果和蔬菜；所述后溫室內(nèi)設(shè)置立體式食用菌種植區(qū)域；所述溫室遠(yuǎn)離畜牧養(yǎng)殖區(qū)的一側(cè)設(shè)有監(jiān)控室；

所述畜牧養(yǎng)殖區(qū)產(chǎn)生的動(dòng)物糞便、食用菌種植區(qū)域產(chǎn)生的廢棄菌棒以及果蔬種植區(qū)域產(chǎn)生的植物垃圾為沼氣池提供發(fā)酵原料；沼氣池發(fā)酵后產(chǎn)生的沼液制成用于果蔬種植區(qū)域的具有農(nóng)藥特性的葉面肥，沼氣池發(fā)酵后產(chǎn)生的沼渣制成用于果蔬種植區(qū)域的礦物有機(jī)肥，沼氣池發(fā)酵后產(chǎn)生的沼氣帶動(dòng)磁動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)及沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電用于溫室補(bǔ)光增溫，或用于沼氣灶 的原料做飯取暖；沼氣池和畜牧養(yǎng)殖區(qū)另向果蔬種植區(qū)域和食用菌種植區(qū)域傳送二氧化碳?xì)怏w作為增溫增氣肥；所述果蔬種植區(qū)域和食用菌種植區(qū)域產(chǎn)生氧氣供給畜牧養(yǎng)殖區(qū)，從而形成生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)；

所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)包括布置在后溫室頂面的多個(gè)太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電單元，所述太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電單元包含多個(gè)多晶硅光伏組件，各太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電單元經(jīng)過(guò)光伏陣列防雷匯流箱、直流配電柜、帶工頻隔離變壓器的光伏并網(wǎng)逆變器、交流配電柜、升壓變壓器接入交流電網(wǎng)，用于溫室自用，余電銷(xiāo)售；

所述溫室另設(shè)智能監(jiān)控系統(tǒng)，所述智能監(jiān)控系統(tǒng)包括控制器、Zigbee無(wú)線(xiàn)通訊模塊、設(shè)于溫室內(nèi)的光照傳感器、空氣溫濕度傳感器、土壤溫度水分傳感器、二氧化碳傳感器、PH值傳感器、IP網(wǎng)絡(luò)攝像頭，所述Zigbee無(wú)線(xiàn)通訊模塊與光照傳感器、空氣溫濕度傳感器、土壤溫度水分傳感器、二氧化碳傳感器和PH值傳感器相連將溫室內(nèi)光照、空氣、土壤的環(huán)境參數(shù)發(fā)送至控制器，所述控制器與溫室內(nèi)執(zhí)行系統(tǒng)相連，根據(jù)預(yù)定數(shù)據(jù)控制執(zhí)行系統(tǒng)的啟閉，所述IP網(wǎng)絡(luò)攝像頭對(duì)溫室內(nèi)情況進(jìn)行視頻監(jiān)測(cè)并通過(guò)internet與用戶(hù)終端設(shè)備連接，所述控制器通過(guò)internet向用戶(hù)終端傳送監(jiān)測(cè)信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，所述用戶(hù)終端設(shè)備為智能手機(jī)、IPTV或PC機(jī)。

上述的八位一體多功能新能源智能溫室，所述執(zhí)行系統(tǒng)包括澆灌設(shè)備、照明設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、卷簾設(shè)備、二氧化碳發(fā)生器、臭氧發(fā)生器和加熱器，所述照明設(shè)備由分別布置于畜牧養(yǎng)殖區(qū)、果蔬種植區(qū)域和食用菌種植區(qū)域的多個(gè)沼氣燈組成，為溫室補(bǔ)光增溫；所述通風(fēng)設(shè)備由分別布置于畜牧養(yǎng)殖區(qū)、果蔬種植區(qū)域和食用菌種植區(qū)域的多個(gè)通風(fēng)機(jī)組成，調(diào)節(jié)溫室內(nèi)氣體溫度和溫度；所述卷簾設(shè)備由收放陽(yáng)溫室頂部的塑料透光膜和遮陽(yáng)層的卷簾機(jī)組成，調(diào)節(jié)溫室內(nèi)光照及溫度；所述二氧化碳發(fā)生器、臭氧發(fā)生器和加熱器設(shè)于果蔬種植區(qū)域和食用菌種植區(qū)域，調(diào)節(jié)溫室內(nèi)氣體濃度和溫度。

上述的八位一體多功能新能源智能溫室，所述陽(yáng)溫室和陰溫室的遠(yuǎn)離保溫板隔斷側(cè)分別設(shè)有沿溫室長(zhǎng)度方向延伸的行走通道，方便維護(hù)。

上述的八位一體多功能新能源智能溫室，所述沼氣池內(nèi)設(shè)置沼氣肥輸送管，所述澆灌設(shè)備設(shè)有與沼氣肥輸送管相通的輸送水管路，所述輸送水管路上設(shè)有控制閥，所述沼氣池內(nèi)經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵的沼氣肥借助于灌溉水流入果蔬種植區(qū)域。

上述的八位一體多功能新能源智能溫室，所述畜牧養(yǎng)殖區(qū)與果蔬種植區(qū)域和食用菌種植區(qū)域的隔斷墻體上分別設(shè)有氣體對(duì)流孔，供氧氣和二氧化碳的對(duì)流。

上述的八位一體多功能新能源智能溫室，設(shè)有與智能監(jiān)控系統(tǒng)相連接的報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)溫 室內(nèi)各監(jiān)控點(diǎn)位的溫度、濕度、氣體濃度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速超過(guò)設(shè)定限值時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出多媒體聲光報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)端報(bào)警、電話(huà)語(yǔ)言報(bào)警和手機(jī)短信報(bào)警，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。

本發(fā)明的有益效果是：

1、光伏發(fā)電解決溫室用電設(shè)備的供電問(wèn)題，將光伏發(fā)電和設(shè)施農(nóng)業(yè)完美結(jié)合，解決能源短缺問(wèn)題，電能自發(fā)自用余量上網(wǎng)售電，增加經(jīng)濟(jì)效益。

2、實(shí)現(xiàn)種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合，植物、動(dòng)物相互依存，形成良好生物鏈，生產(chǎn)無(wú)公害有機(jī)的綠色蔬菜、水果、肉類(lèi)，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。畜牧養(yǎng)殖、有機(jī)果蔬種植、食用菌栽培除了產(chǎn)生相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值外，還為沼氣池提供發(fā)酵原料，而由沼氣池產(chǎn)生的沼液、沼渣、沼氣又循環(huán)利用到溫室中，一方面沼渣形成的有機(jī)肥已經(jīng)在厭氧條件下殺滅了各種害蟲(chóng)和病菌，有利于植物生長(zhǎng)，另一方面沼液肥本身就有滅菌作用，在整個(gè)果蔬生產(chǎn)過(guò)程中，完全不需要施用農(nóng)藥化肥，即可達(dá)到全營(yíng)養(yǎng)、純有機(jī)果蔬的生產(chǎn)，而沼氣用來(lái)發(fā)電，為溫室補(bǔ)光增溫，沼氣池產(chǎn)生的純凈的二氧化碳直接排入溫室內(nèi)，既增溫又屬于增施二氧化碳?xì)夥?；有機(jī)果蔬種植和食用菌栽培又產(chǎn)生氧氣供給畜牧養(yǎng)殖區(qū)，綜上，由于溫室內(nèi)空間很大，把相當(dāng)數(shù)量的動(dòng)物和果蔬種植放在一個(gè)溫室內(nèi)養(yǎng)殖、種植，又直接配套與養(yǎng)殖糞便及果蔬種植相配套的沼氣工程，從而形成一個(gè)內(nèi)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)，其綜合效應(yīng)是溫室內(nèi)動(dòng)物散發(fā)的熱量可使溫室增溫，動(dòng)物呼出的二氧化碳是植物的氣肥，而植物釋放出的氧氣又可降低溫室內(nèi)二氧化碳濃度。這種農(nóng)村庭院經(jīng)濟(jì)與生態(tài)農(nóng)業(yè)相結(jié)合的新型能源生態(tài)模式，具有投資少、效益高、風(fēng)險(xiǎn)小，農(nóng)產(chǎn)品無(wú)公害、無(wú)污染、節(jié)水節(jié)能等特點(diǎn)，解決了社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)中的生態(tài)能源難題。

3、智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，通過(guò)無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸和監(jiān)控新技術(shù)解決了農(nóng)業(yè)大棚維護(hù)難的問(wèn)題，體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值，科學(xué)調(diào)節(jié)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境，便于維護(hù)，借助無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控新技術(shù)，通過(guò)Zigbee無(wú)線(xiàn)通訊模塊將現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)傳送給管理者，并把管理者的命令下達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行設(shè)備，上級(jí)部門(mén)可以隨時(shí)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或手機(jī)了解溫室的實(shí)時(shí)生產(chǎn)狀況。

4、該溫室可以看成是一個(gè)生物圈自然小環(huán)境，可做到四季有機(jī)果蔬生產(chǎn)，其有機(jī)果蔬的品質(zhì)、口感很好，質(zhì)量?jī)?yōu)于市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品，能達(dá)到過(guò)去農(nóng)家果蔬的口感，同時(shí)可解決全國(guó)各城市四季果蔬就地供應(yīng)問(wèn)題，避免了長(zhǎng)途販運(yùn)，避免了耗費(fèi)大量運(yùn)輸費(fèi)用。

5、本發(fā)明集光伏發(fā)電、畜牧養(yǎng)殖、沼氣發(fā)電、有機(jī)果蔬種植、食用菌栽培、有機(jī)肥料、沼液生物農(nóng)藥、智能監(jiān)測(cè)監(jiān)控于一體，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和管理成本，使用壽命長(zhǎng)，具有節(jié)能環(huán)保、高科技、高效益、高附加值的特點(diǎn)，符合國(guó)家新時(shí)代產(chǎn)業(yè)政策，提高了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)保效益，值得廣泛地推廣和應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的溫室布局結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中A-A向剖面圖；

圖3是本發(fā)明的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的原理框圖；

圖4是本發(fā)明的智能監(jiān)控系統(tǒng)的原理框圖；

圖5是本發(fā)明的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的原理框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，該八位一體多功能新能源智能溫室，包括溫室，利用保溫板隔斷10分隔成前溫室和后溫室，所述前溫室頂部設(shè)有多層塑料透光膜11形成陽(yáng)溫室4，所述后溫室頂部不透光形成陰溫室7且其頂部布置光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)8，所述溫室內(nèi)下風(fēng)口側(cè)隔設(shè)出畜牧養(yǎng)殖區(qū)1且畜牧養(yǎng)殖區(qū)1的前、后溫室連通，所述畜牧養(yǎng)殖區(qū)1的底部設(shè)置沼氣池2，所述前溫室設(shè)置果蔬種植區(qū)域，采用無(wú)土栽培技術(shù)生產(chǎn)有機(jī)水果和蔬菜；所述后溫室內(nèi)設(shè)置立體式食用菌種植區(qū)域；所述溫室遠(yuǎn)離畜牧養(yǎng)殖區(qū)1的一側(cè)設(shè)有監(jiān)控室6。本實(shí)施例中，按照2000平米(約3畝)為一個(gè)“八位一體”多功能新能源智能溫室進(jìn)行設(shè)計(jì)，溫室東西方向(長(zhǎng))為100米，陽(yáng)溫室4南北方向(寬)10米，陰溫室7南北方向(寬)10米，寬度合計(jì)為20米，抗雪載：35KG/㎡，抗風(fēng)載：60KG/㎡。監(jiān)控室6所在庭院55米長(zhǎng)、20米寬，監(jiān)控室6為兩層(含地下室)，單層40平方米。所述陽(yáng)溫室4和陰溫室7的遠(yuǎn)離保溫板隔斷10側(cè)分別設(shè)有沿溫室長(zhǎng)度方向延伸的行走通道9，方便維護(hù)。所述畜牧養(yǎng)殖區(qū)1與果蔬種植區(qū)域和食用菌種植區(qū)域的隔斷墻體3上分別設(shè)有氣體對(duì)流孔，供氧氣和二氧化碳的對(duì)流。

如圖5所示，所述畜牧養(yǎng)殖區(qū)1產(chǎn)生的動(dòng)物糞便、食用菌種植區(qū)域產(chǎn)生的廢棄菌棒以及果蔬種植區(qū)域產(chǎn)生的植物垃圾為沼氣池2提供發(fā)酵原料；沼氣池2發(fā)酵后產(chǎn)生的沼液制成用于果蔬種植區(qū)域的具有農(nóng)藥特性的葉面肥，沼氣池2發(fā)酵后產(chǎn)生的沼渣制成用于果蔬種植區(qū)域的礦物有機(jī)肥，沼氣池2發(fā)酵后產(chǎn)生的沼氣帶動(dòng)磁動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)及沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電用于溫室補(bǔ)光增溫，或用于沼氣灶的原料做飯取暖；沼氣池2和畜牧養(yǎng)殖區(qū)1另向果蔬種植區(qū)域和食用菌種植區(qū)域傳送二氧化碳?xì)怏w作為增溫增氣肥；所述果蔬種植區(qū)域和食用菌種植區(qū)域產(chǎn)生氧氣供給畜牧養(yǎng)殖區(qū)，從而形成生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。本實(shí)施例以畜牧養(yǎng)殖區(qū)養(yǎng)殖50頭牛為例，每頭牛占地以10㎡計(jì)，則畜牧養(yǎng)殖區(qū)占地約1畝，余2畝作為果蔬用地和食用菌用地。每頭牛日排糞12㎏，日總排糞量0.6噸，干物質(zhì)含量以20％計(jì)，則干物質(zhì)為0.12噸。0.12噸干物質(zhì)需要配制成15％的沼氣發(fā)酵原料，則總料量為4噸，厭氧消化期以20天計(jì)，其中沼氣池消化時(shí)間為15天，氣柜池消化時(shí)間以5天計(jì)，則需要建設(shè)容積為60立方米的大型沼氣池1個(gè)。 每噸干物質(zhì)產(chǎn)沼氣以300m³計(jì)，則日處理0.12噸糞便干物質(zhì)可產(chǎn)沼氣36m³，年可產(chǎn)沼氣1.3萬(wàn)m³。沼渣產(chǎn)量以干物質(zhì)量的80％計(jì)，則日可產(chǎn)沼渣0.1噸，沼渣占復(fù)混肥60％,則日可產(chǎn)有機(jī)復(fù)混肥0.16噸，年可產(chǎn)有機(jī)復(fù)混肥60噸。

如圖3所示，所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)8包括布置在后溫室頂面的多個(gè)太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電單元，所述太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電單元包含多個(gè)多晶硅光伏組件801，各太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電單元經(jīng)過(guò)光伏陣列防雷匯流箱、直流配電柜、帶工頻隔離變壓器的光伏并網(wǎng)逆變器、交流配電柜、升壓變壓器接入交流電網(wǎng)，用于溫室自用，余電銷(xiāo)售。本實(shí)施例中，各太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電單元通過(guò)伏陣列防雷匯流箱、直流配電柜、帶工頻隔離變壓器的光伏并網(wǎng)逆變器接入10kV升壓站的低壓交流配電柜，再經(jīng)過(guò)10kV/35kV(2500KVA)升壓變壓器，最終并入35kV中壓交流電網(wǎng)。

如圖4所示，所述溫室另設(shè)智能監(jiān)控系統(tǒng)，所述智能監(jiān)控系統(tǒng)包括控制器、Zigbee無(wú)線(xiàn)通訊模塊、設(shè)于溫室內(nèi)的光照傳感器、空氣溫濕度傳感器、土壤溫度水分傳感器、二氧化碳傳感器、PH值傳感器、IP網(wǎng)絡(luò)攝像頭，所述Zigbee無(wú)線(xiàn)通訊模塊與光照傳感器、空氣溫濕度傳感器、土壤溫度水分傳感器、二氧化碳傳感器和PH值傳感器相連將溫室內(nèi)光照、空氣、土壤的環(huán)境參數(shù)發(fā)送至控制器，所述控制器與溫室內(nèi)執(zhí)行系統(tǒng)相連，根據(jù)預(yù)定數(shù)據(jù)控制執(zhí)行系統(tǒng)的啟閉，所述IP網(wǎng)絡(luò)攝像頭對(duì)溫室內(nèi)情況進(jìn)行視頻監(jiān)測(cè)并通過(guò)internet與用戶(hù)終端設(shè)備連接，所述控制器通過(guò)internet向用戶(hù)終端傳送監(jiān)測(cè)信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，所述用戶(hù)終端設(shè)備為智能手機(jī)、IPTV或PC機(jī)。所述執(zhí)行系統(tǒng)包括澆灌設(shè)備、照明設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、卷簾設(shè)備、二氧化碳發(fā)生器、臭氧發(fā)生器和加熱器，所述沼氣池2內(nèi)設(shè)置沼氣肥輸送管，所述澆灌設(shè)備設(shè)有與沼氣肥輸送管相通的輸送水管路，所述輸送水管路上設(shè)有控制閥，所述沼氣池2內(nèi)經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵的沼氣肥借助于灌溉水流入果蔬種植區(qū)域。所述照明設(shè)備由分別布置于畜牧養(yǎng)殖區(qū)1、果蔬種植區(qū)域和食用菌種植區(qū)域的多個(gè)沼氣燈組成，為溫室補(bǔ)光增溫；所述通風(fēng)設(shè)備由分別布置于畜牧養(yǎng)殖區(qū)1、果蔬種植區(qū)域和食用菌種植區(qū)域的多個(gè)通風(fēng)機(jī)組成，調(diào)節(jié)溫室內(nèi)氣體溫度和溫度；所述卷簾設(shè)備由收放陽(yáng)溫室頂部的塑料透光膜11和遮陽(yáng)層的卷簾機(jī)組成，調(diào)節(jié)溫室內(nèi)光照及溫度；所述二氧化碳發(fā)生器、臭氧發(fā)生器和加熱器設(shè)于果蔬種植區(qū)域和食用菌種植區(qū)域，調(diào)節(jié)溫室內(nèi)氣體濃度和溫度。溫室另設(shè)有與智能監(jiān)控系統(tǒng)相連接的報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)溫室內(nèi)各監(jiān)控點(diǎn)位的溫度、濕度、氣體濃度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速超過(guò)設(shè)定限值時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出多媒體聲光報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)端報(bào)警、電話(huà)語(yǔ)言報(bào)警和手機(jī)短信報(bào)警，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。