El estado y las características del invernadero solar en China en la producción agrícola, el invernadero solar puede hacer un uso completo de los recursos de calor solar, reducir la contaminación ambiental, hasta cierto punto, para lograr un uso eficiente de la tierra. En la actualidad, el invernadero solar en China se está desarrollando rápidamente, y el área de construcción ha alcanzado casi 16 × 104 hm2, con considerables beneficios económicos. Con la mejora continua y el desarrollo de la tecnología de construcción del invernadero solar, el contenido científico y tecnológico del invernadero solar también está aumentando, y el invernadero solar inteligente que ahorra energía tomará forma gradualmente.
2. Principio de construcción del invernadero solar que ahorra energía
La construcción del invernadero solar que ahorra energía debe cumplir con los siguientes requisitos: Primero, tendrá un buen rendimiento de transmisión de luz para garantizar una alta tasa de utilización de la luz solar; En segundo lugar, es necesario tener un buen rendimiento de calentamiento y preservación de calor para garantizar un calentamiento más rápido bajo la luz solar; El tercero es tener un buen rendimiento de ventilación y eliminación de humedad para garantizar que la humedad en el invernadero solar esté dentro de los requisitos razonables; Cuarto, es necesario tener un buen rendimiento a prueba de viento para garantizar que la estructura del invernadero solar sea firme y que la vida útil sea larga; Quinto, debería ser fácil de operar, construir, administrar e invertir menos.
3 Tecnología de construcción del invernadero solar que ahorran energía
3.1 Selección de orientación de invernadero solar que ahorra energía
La selección de orientación del invernadero solar que ahorra energía se refiere principalmente a la selección de la orientación del invernadero solar que ahorra energía de acuerdo con la radiación solar real. La orientación del invernadero solar que ahorra energía debe ser de norte a sur y extenderse de este a oeste, para garantizar un largo tiempo de recepción de sol y alta tasa de utilización de la luz. En lugares donde la temperatura no es demasiado baja en invierno, y el sol sale temprano, la luz solar es suficiente por la mañana, y la posición seleccionada está al sur por este; En lugares donde la temperatura es relativamente baja en invierno, y el sol se eleva relativamente tarde, el tiempo de exposición a la luz solar en la mañana no es larga, por lo que la orientación debe estar al sur por oeste. La preferencia del invernadero solar que ahorra energía, ya sea al sur de oeste o sur por este, debe seleccionarse científica y razonablemente de acuerdo con el clima, el terreno, la topografía y otras condiciones en el acto, y el este o el oeste no debe exceder 10. Si La construcción no se puede llevar a cabo de acuerdo con los requisitos anteriores debido a las condiciones geográficas y otras razones en la operación real de seleccionar la orientación, el ajuste se realizará de acuerdo con los siguientes métodos y medidas. En el sitio de construcción del invernadero solar, cree un punto de referencia perpendicular al suelo, observe la proyección del punto de referencia en el intervalo 12: 00-12: 30 en clima soleado, seleccione la proyección más corta del punto de referencia y haga su línea vertical . Con el pie vertical de la línea vertical como punto base, la línea vertical gira en un ángulo científico y razonable. En este momento, la línea vertical rotada es la línea de referencia en la dirección de la pared posterior, y esta línea de referencia establece la orientación del invernadero solar que ahorra energía. El invernadero solar que ahorra energía no solo debe considerar la elección de la orientación, sino también considerar si se desarrolla el transporte de la tierra seleccionada, cómo está la humedad del suelo, si se encuentra en un terreno más alto, cómo es la permeabilidad del suelo, cómo es el El control de inundaciones y la capacidad de prevención del anegamiento es, cómo es la fertilidad del suelo, y así sucesivamente.
3.2 Diseño estructural de invernadero solar que ahorra energía
Los elementos de diseño estructural del invernadero solar que ahorra energía incluyen la inclinación del techo delantero y el techo delantero, la inclinación del techo trasero y el techo trasero, la longitud de la proyección horizontal, el tramo, la altura, el área del invernadero, el espesor de la pared de invernadero, etc. La optimización de estos elementos de diseño estructural puede Mejore en gran medida la tasa de utilización de la luz, el rendimiento de la preservación del calor, la velocidad de calentamiento, la resistencia al viento y la vida útil del invernadero solar.
3.2.1 Techo delantero y su inclinación
El techo delantero del invernadero solar que ahorra energía es la superficie de la luz del día. Sus formas incluyen tipo de pendiente vertical, tipo de doble pliegue, tipo de triple plegable y círculo de arco. El círculo de arco también tiene parábola, cicloide, arco y otras formas. En la actualidad, hay dos tipos de invernadero solar comúnmente utilizado: tipo de pendiente vertical y tipo de parábola. Debido a las limitaciones estructurales, el invernadero solar tipo pendiente vertical debe presionarse con poste de bambú y unirse con alambre de hierro. El cable de hierro pasa a través de la membrana para hacer agujeros en la membrana, reduciendo el efecto de preservación del calor del invernadero solar. Al mismo tiempo, también forma gotas de agua en el poste de bambú, lo que afectará el crecimiento de los cultivos vegetales en el invernadero solar. El invernadero solar parabólico tiene muchas ventajas en comparación con el invernadero solar de pendiente vertical, como la estructura firme, una buena resistencia a la compresión, un área de iluminación grande, velocidad de calefacción rápida, alta eficiencia de iluminación, buen rendimiento de transmisión de luz, alta tasa de utilización de luz, conveniente para sacar y poner En la cubierta de aislamiento térmico, conveniente para presionar la película con una cuerda de presión de película, el tipo parabólico no es fácil de formar gotas de agua, incluso si hay una, fluirá a lo largo de la parábola, el tipo parabólico tiene menos nieve y es conveniente para limpiar. Se calcula el ángulo de inclinación del techo delantero. De acuerdo con el ángulo de inclinación calculado del techo delantero, el tramo y la altura apropiados se pueden seleccionar de acuerdo con la relación correspondiente entre el tramo, la altura y el ángulo de inclinación del techo delantero del invernadero solar. El ángulo de inclinación F del techo delantero indica que el ángulo de inclinación razonable del techo delantero debe cumplir con las condiciones de fórmula (1).
3.2.2 Techo trasero y su inclinación y longitud de proyección horizontal
El techo trasero del invernadero solar está diseñado, que puede ser plano o ligeramente arqueado. El techo trasero puede generar el viento frío del noroeste en invierno en el norte, haciendo que el aire frío fluya a lo largo del techo trasero, lo que tiene un efecto significativo en la mejora del aislamiento térmico del invernadero solar. El techo trasero no solo puede mejorar la altura del invernadero solar, aumentar el ángulo de la superficie de la iluminación, facilitar la penetración de la luz solar, sino que también facilitar la colocación de las cubiertas de aislamiento (alfombrillas de paja, edredones, etc.) en la superficie de iluminación después de siendo descubierto. Sin embargo, el techo trasero bloquea la luz dispersa en el cielo desde el norte del invernadero solar, afectando las condiciones de la luz detrás del invernadero solar, lo que resulta en que los cultivos detrás del invernadero solar son significativamente inferiores a los cultivos anteriores en términos de crecimiento, desarrollo , rendimiento, calidad, etc. Para garantizar la temperatura interior del invernadero solar en el invierno frío y equilibrar las ventajas y desventajas, es necesario diseñar el techo trasero. El ángulo de inclinación del techo trasero, es decir, el ángulo de elevación de la pendiente trasera, debe ser 5 ° ~ 8 ° más alto que el ángulo de elevación del sol local en el mediodía del solsticio de invierno. El ángulo de inclinación del techo trasero determina la velocidad del flujo de aire frío. Demasiado grande El ángulo de inclinación no es propicio para el flujo de aire frío a lo largo de la parte posterior, y el ángulo de inclinación demasiado pequeño afecta la luz solar no puede brillar directamente en el interior del techo trasero, lo que no es propicio para mejorar la temperatura en El invernadero solar y afecta el efecto de iluminación detrás del invernadero solar. El ángulo de altitud solar se refiere al ángulo entre los rayos solares de un cierto lugar en la tierra y la sección de la superficie conectada con el centro de la tierra a través del lugar. El ángulo de elevación del sol está determinado por la latitud de la ubicación. En el área de 35 ° de latitud norte, el ángulo de elevación del sol es de 31.6 °, el ángulo de elevación de la pendiente posterior debe ser de 36.6 ° ~ 39.6 ° y la longitud de proyección horizontal del techo trasero debe ser de aproximadamente 1 m para reducir el sombreado.
3.2.3 Altura y el tramo norte-sur del invernadero solar
La altura y el tramo norte-sur del invernadero solar determinan el área de iluminación, el ángulo de la superficie de la iluminación y la resistencia estructural del invernadero. La altura del invernadero solar es la distancia desde la intersección del techo delantero y el techo trasero (el punto más alto del invernadero solar) al suelo de referencia. El tramo norte-sur es la distancia desde la pared posterior del invernadero solar hasta el extremo más meridional del marco del techo delantero. La relación de la altura del invernadero solar al tramo norte-sur se calculará científicamente, y la forma formada por esta relación se verificará para determinar la resistencia estructural a través del análisis mecánico, con suficiente factor de seguridad. El área de iluminación y el ángulo de la superficie de iluminación determinado por esta relación (que determina el tamaño del ángulo de incidencia de la luz solar) también deben calcularse científicamente a través de indicadores como el aumento de la temperatura, el aislamiento térmico y la tasa de utilización de la luz solar, para que se reúnan Los requisitos de construcción del invernadero solar que ahorra energía. El tramo norte-sur se puede calcular mediante la fórmula: tramo norte-sur = altura del punto más alto del invernadero × ctga (A es el ángulo de la superficie de iluminación)+la longitud de proyección del techo trasero (3)
3.2.4 Área de invernadero solar
Área de invernadero solar = amplio-euro-sur de invernadero × longitud del invernadero. (4)
El área del invernadero solar se diseñará dentro de un rango científico y razonable, generalmente 0.067 hm2 ~ 0.034 hm2. El invernadero solar con área razonable puede mejorar el rendimiento del aislamiento térmico, facilitar la gestión y la operación y mejorar la eficiencia laboral. El área razonable puede reducir efectivamente la aparición de daños por frío o daños por congelación en clima frío severo, y reducir el tiempo para tirar hacia arriba y colocar las cubiertas en invierno. El parámetro de área del invernadero solar es un importante indicador de ahorro económico y de energía.
3.2.5 Altura de la pared posterior
La altura de la pared posterior se refiere a la distancia entre la línea de intersección de la superficie interior de la pendiente posterior y la superficie interior de la pared posterior del invernadero solar y el plano interior del invernadero. La altura de la pared posterior se puede determinar de acuerdo con la fórmula (5), y la altura de la pared posterior del invernadero solar generalmente debe ser de 2.5 ~ 4.5 m.
H = H-Btan α R. (5)
3.2.6 Espacio de arco y grosor de la pared
El espaciado del arco está determinado por la resistencia de la barra de arco, cubriendo el rendimiento del material y la carga local de viento y nieve. El grosor de la pared del invernadero solar está determinado por el grosor de la capa de suelo congelado local, que generalmente es el doble del grosor de la capa de suelo congelado.
3.3 Cubierta de materiales de invernadero solar que ahorra energía
El material de cobertura transparente para la superficie de la luz del día del invernadero solar tiene el efecto de ahorro de energía a través de la selección óptima, y ​​también tiene las características de una buena transmisión de luz, una fuerte compresión y resistencia a la tensión, buen aislamiento térmico y larga vida útil. Película sin gotos de polietileno, tres capas
Película compuesta extruida, película de conversión de luz libre de polietileno, acetato de vinilo de etileno CO CO Extrusión de calor sin goteo y película antienvejecimiento, película libre de goteo de PVC y otras películas compuestas multifuncionales.
3.4 Muro de invernadero solar que ahorra energía
El muro del invernadero solar no solo tiene las funciones de preservación de calor, apoyo, cierre, etc., sino que también puede almacenar el calor de la energía solar en el día y liberar el calor almacenado en el día de la noche, jugando un papel en Calentando la noche. La pared se puede dividir en pared sólida y pared hueca, y la pared hueca se puede dividir en dos tipos: material de relleno de aislamiento térmico y material de relleno de aislamiento no térmico.
4. Conclusión
A través del análisis de optimización de la selección de orientación, el diseño estructural, la cubierta de materiales y las paredes de la base del invernadero solar, la utilización de la luz, la preservación del calor, la eliminación de humedad y la resistencia al viento del invernadero solar se mejoran, y el efecto de ahorro de energía del invernadero solar del invernadero solar se mejora.