Li Jianming, Sun Guotao ฯลฯเทคโนโลยีวิศวกรรมการเกษตรสวนพืชสวน2022-11-21 17:42 เผยแพร่ในปักกิ่ง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาอุตสาหกรรมเรือนกระจกได้รับการพัฒนาอย่างจริงจัง การพัฒนาเรือนกระจกไม่เพียง แต่ปรับปรุงอัตราการใช้ประโยชน์ที่ดินและอัตราการส่งออกของผลิตภัณฑ์การเกษตรเท่านั้น แต่ยังช่วยแก้ปัญหาการจัดหาผักและผลไม้ในช่วงนอกฤดู อย่างไรก็ตามเรือนกระจกยังพบกับความท้าทายที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน สิ่งอำนวยความสะดวกดั้งเดิมวิธีการทำความร้อนและรูปแบบโครงสร้างได้สร้างความต้านทานต่อสิ่งแวดล้อมและการพัฒนา วัสดุใหม่และการออกแบบใหม่เป็นสิ่งจำเป็นอย่างเร่งด่วนในการเปลี่ยนโครงสร้างเรือนกระจกและแหล่งพลังงานใหม่เป็นสิ่งจำเป็นอย่างเร่งด่วนเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการอนุรักษ์พลังงานและการปกป้องสิ่งแวดล้อมและเพิ่มการผลิตและรายได้

บทความนี้กล่าวถึงหัวข้อของ“ พลังงานใหม่วัสดุใหม่การออกแบบใหม่เพื่อช่วยการปฏิวัติเรือนกระจกใหม่” รวมถึงการวิจัยและนวัตกรรมของพลังงานแสงอาทิตย์พลังงานชีวมวลพลังงานความร้อนใต้พิภพและแหล่งพลังงานใหม่อื่น ๆ ในเรือนกระจกการวิจัยและการประยุกต์ใช้ ของวัสดุใหม่สำหรับการครอบคลุมฉนวนกันความร้อนผนังและอุปกรณ์อื่น ๆ และโอกาสในอนาคตและการคิดถึงพลังงานใหม่วัสดุใหม่และการออกแบบใหม่เพื่อช่วยในการปฏิรูปเรือนกระจกเพื่อให้การอ้างอิงสำหรับอุตสาหกรรม

การพัฒนาสิ่งอำนวยความสะดวกด้านการเกษตรเป็นข้อกำหนดทางการเมืองและทางเลือกที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในการใช้จิตวิญญาณของคำแนะนำที่สำคัญและการตัดสินใจของรัฐบาลกลาง ในปี 2020 พื้นที่ทั้งหมดของการเกษตรที่ได้รับความคุ้มครองในประเทศจีนจะอยู่ที่ 2.8 ล้าน hm2 และมูลค่าผลผลิตจะเกิน 1 ล้านล้านหยวน มันเป็นวิธีสำคัญในการปรับปรุงกำลังการผลิตเรือนกระจกเพื่อปรับปรุงแสงเรือนกระจกและประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนผ่านพลังงานใหม่วัสดุใหม่และการออกแบบเรือนกระจกใหม่ มีข้อเสียมากมายในการผลิตเรือนกระจกแบบดั้งเดิมเช่นถ่านหินน้ำมันเชื้อเพลิงและแหล่งพลังงานอื่น ๆ ที่ใช้สำหรับการให้ความร้อนและการให้ความร้อนในเรือนกระจกดั้งเดิมส่งผลให้ก๊าซไดออกไซด์จำนวนมากซึ่งก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมในขณะที่ก๊าซธรรมชาติพลังงานไฟฟ้าและ แหล่งพลังงานอื่น ๆ เพิ่มค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานของโรงเรือน วัสดุเก็บความร้อนแบบดั้งเดิมสำหรับผนังเรือนกระจกส่วนใหญ่เป็นดินเหนียวและอิฐซึ่งใช้มากและก่อให้เกิดความเสียหายร้ายแรงต่อทรัพยากรที่ดิน ประสิทธิภาพการใช้ที่ดินของเรือนกระจกแสงอาทิตย์แบบดั้งเดิมที่มีผนังโลกมีเพียง 40% ~ 50% และเรือนกระจกธรรมดามีความสามารถในการจัดเก็บความร้อนไม่ดีดังนั้นจึงไม่สามารถอยู่ได้ตลอดฤดูหนาวเพื่อผลิตผักอุ่น ๆ ในภาคเหนือของจีน ดังนั้นแกนหลักของการส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงเรือนกระจกหรือการวิจัยขั้นพื้นฐานอยู่ในการออกแบบเรือนกระจกการวิจัยและการพัฒนาวัสดุใหม่และพลังงานใหม่ บทความนี้จะมุ่งเน้นไปที่การวิจัยและนวัตกรรมของแหล่งพลังงานใหม่ในเรือนกระจกสรุปสถานะการวิจัยของแหล่งพลังงานใหม่เช่นพลังงานแสงอาทิตย์พลังงานชีวมวลพลังงานความร้อนใต้พิภพพลังงานลมและวัสดุที่มีความโปร่งใสใหม่วัสดุฉนวนกันความร้อนและวัสดุผนัง เรือนกระจกวิเคราะห์การประยุกต์ใช้พลังงานใหม่และวัสดุใหม่ในการก่อสร้างเรือนกระจกใหม่และหวังว่าจะมีบทบาทในการพัฒนาและการเปลี่ยนแปลงของเรือนกระจกในอนาคต

การวิจัยและนวัตกรรมของเรือนกระจกพลังงานใหม่

พลังงานใหม่สีเขียวที่มีศักยภาพในการใช้ประโยชน์ทางการเกษตรที่ยิ่งใหญ่ที่สุด ได้แก่ พลังงานแสงอาทิตย์พลังงานความร้อนใต้พิภพและพลังงานชีวมวลหรือการใช้พลังงานที่หลากหลายของแหล่งพลังงานใหม่ที่หลากหลายเพื่อให้เกิดการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพโดยการเรียนรู้จากจุดแข็งของกันและกัน

พลังงานแสงอาทิตย์/พลังงาน

เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์เป็นโหมดการจัดหาพลังงานคาร์บอนต่ำที่มีประสิทธิภาพและยั่งยืนและเป็นองค์ประกอบสำคัญของอุตสาหกรรมใหม่เชิงกลยุทธ์ของจีน มันจะกลายเป็นตัวเลือกที่หลีกเลี่ยงไม่ได้สำหรับการเปลี่ยนแปลงและการยกระดับโครงสร้างพลังงานของจีนในอนาคต จากมุมมองของการใช้พลังงานเรือนกระจกเองเป็นโครงสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ผ่านเอฟเฟกต์เรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์จะถูกรวบรวมในบ้านอุณหภูมิของเรือนกระจกจะเพิ่มขึ้นและความร้อนที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของพืช แหล่งพลังงานหลักของการสังเคราะห์แสงของพืชเรือนกระจกคือแสงแดดโดยตรงซึ่งเป็นการใช้พลังงานพลังงานแสงอาทิตย์โดยตรง

01 การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อสร้างความร้อน

การสร้างพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เป็นเทคโนโลยีที่แปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรงตามเอฟเฟกต์โซลาร์เซลล์ องค์ประกอบสำคัญของเทคโนโลยีนี้คือเซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อพลังงานแสงอาทิตย์ส่องสว่างบนอาร์เรย์ของแผงโซลาร์เซลล์ในซีรีย์หรือในแบบคู่ขนานส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์จะแปลงพลังงานรังสีแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง เทคโนโลยีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สามารถแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรงเก็บกระแสไฟฟ้าผ่านแบตเตอรี่และให้ความร้อนกับเรือนกระจกในเวลากลางคืน แต่ต้นทุนที่สูงนั้น จำกัด การพัฒนาต่อไป กลุ่มวิจัยได้พัฒนาอุปกรณ์ทำความร้อนกราฟีนโซลาร์เซลล์ซึ่งประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ยืดหยุ่นเครื่องควบคุมย้อนกลับแบบ all-in-one แบตเตอรี่เก็บและแท่งทำความร้อนกราฟีน ตามความยาวของสายการปลูกก้านทำความร้อนกราฟีนจะถูกฝังอยู่ใต้ถุงสารตั้งต้น ในระหว่างวันแผงเซลล์แสงอาทิตย์ดูดซับรังสีแสงอาทิตย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าและเก็บไว้ในแบตเตอรี่ที่เก็บและจากนั้นไฟฟ้าจะถูกปล่อยออกมาในเวลากลางคืนสำหรับก้านทำความร้อนกราฟีน ในการวัดจริงโหมดควบคุมอุณหภูมิเริ่มต้นที่ 17 ℃และปิดที่ 19 ℃ถูกนำมาใช้ ทำงานตอนกลางคืน (20: 00-08: 00 น. ในวันที่สอง) เป็นเวลา 8 ชั่วโมงการใช้พลังงานของการให้ความร้อนในแถวเดียวของพืชคือ 1.24 kW · H และอุณหภูมิเฉลี่ยของถุงสารตั้งต้นในเวลากลางคืนคือ 19.2 ℃ ซึ่งคือ 3.5 ~ 5.3 ℃สูงกว่าการควบคุม วิธีการให้ความร้อนนี้รวมกับการผลิตพลังงานของฟาฟฟีโวลต้าแก้ปัญหาการใช้พลังงานสูงและมลพิษสูงในการทำความร้อนเรือนกระจกในฤดูหนาว

02 การแปลงความร้อนและการใช้งาน

การแปลงด้วยแสงความร้อนจากแสงอาทิตย์หมายถึงการใช้พื้นผิวการรวบรวมแสงแดดพิเศษที่ทำจากวัสดุแปลงความร้อนความร้อนเพื่อรวบรวมและดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ที่แผ่ออกไปให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้และแปลงเป็นพลังงานความร้อน เมื่อเทียบกับการใช้งานโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์การใช้งานแสงอาทิตย์ช่วยเพิ่มการดูดซึมของแถบอินฟราเรดใกล้ดังนั้นจึงมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูงขึ้นของแสงแดดแสงต้นทุนที่ต่ำลงและเทคโนโลยีที่เป็นผู้ใหญ่และเป็นวิธีการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย

เทคโนโลยีที่เป็นผู้ใหญ่มากที่สุดของการแปลงและการใช้งานด้วยแสงความร้อนในประเทศจีนคือคอลเลคเตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักที่เป็นแกนของแผ่นป้องกันความร้อนที่มีการเคลือบการดูดซับแบบเลือกซึ่งสามารถแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ผ่านแผ่นปิดฝา มันไปยังสื่อการทำงานที่ดูดซับความร้อน นักสะสมพลังงานแสงอาทิตย์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทตามที่มีพื้นที่สูญญากาศในนักสะสมหรือไม่: นักสะสมพลังงานแสงอาทิตย์แบบแบนและนักสะสมพลังงานแสงอาทิตย์สูญญากาศ; การมุ่งเน้นนักสะสมพลังงานแสงอาทิตย์และนักสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ที่ไม่เน้นความเข้มข้นตามการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ที่พอร์ตในเวลากลางวันเปลี่ยนทิศทางหรือไม่ และนักสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ของเหลวและนักสะสมแสงอาทิตย์อากาศตามประเภทของสื่อการทำงานความร้อนที่ทำงาน

การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในเรือนกระจกส่วนใหญ่ดำเนินการผ่านนักสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ประเภทต่าง ๆ Ibn Zor University ในโมร็อกโกได้พัฒนาระบบทำความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้งานอยู่ (ASHS) สำหรับภาวะโลกร้อนซึ่งสามารถเพิ่มการผลิตมะเขือเทศทั้งหมดได้ 55% ในฤดูหนาว มหาวิทยาลัยเกษตรจีนได้ออกแบบและพัฒนาชุดของระบบการรวบรวมและการปลดปล่อยพื้นผิวที่เย็นกว่าด้วยความสามารถในการรวบรวมความร้อน 390.6 ～ 693.0 MJ และหยิบยกแนวคิดของการแยกกระบวนการเก็บความร้อนออกจากกระบวนการเก็บความร้อนโดยปั๊มความร้อน มหาวิทยาลัยบารีในอิตาลีได้พัฒนาระบบทำความร้อนแบบโพลีเฮาส์ซึ่งประกอบด้วยระบบพลังงานแสงอาทิตย์และปั๊มความร้อนจากอากาศและสามารถเพิ่มอุณหภูมิอากาศได้ 3.6% และอุณหภูมิดิน 92% กลุ่มวิจัยได้พัฒนาอุปกรณ์เก็บรวบรวมความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบแอคทีฟที่มีมุมเอียงแปรปรวนสำหรับเรือนกระจกแสงอาทิตย์และอุปกรณ์เก็บความร้อนที่รองรับสำหรับตัวถังน้ำเรือนกระจกทั่วทั้งสภาพอากาศ เทคโนโลยีการเก็บรวบรวมความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้งานพร้อมความโน้มเอียงที่แปรปรวนผ่านข้อ จำกัด ของอุปกรณ์เก็บความร้อนเรือนกระจกแบบดั้งเดิมเช่นความสามารถในการรวบรวมความร้อนที่ จำกัด การแรเงาและอาชีพของที่ดินที่เพาะปลูก ด้วยการใช้โครงสร้างเรือนกระจกพิเศษของเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์พื้นที่ที่ไม่ปลูกของเรือนกระจกจะถูกใช้อย่างเต็มที่ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้งานของพื้นที่เรือนกระจกอย่างมาก ภายใต้สภาวะการทำงานที่มีแดดโดยทั่วไประบบการรวบรวมความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่มีความชอบแปรผันถึง 1.9 MJ/(M2H) ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงถึง 85.1% และอัตราการประหยัดพลังงานคือ 77% ในเทคโนโลยีการจัดเก็บความร้อนเรือนกระจกจะมีการตั้งค่าโครงสร้างการจัดเก็บความร้อนแบบหลายเฟสความสามารถในการจัดเก็บความร้อนของอุปกรณ์จัดเก็บความร้อนจะเพิ่มขึ้นและการปล่อยความร้อนจากอุปกรณ์อย่างช้าๆเพื่อให้ตระหนักถึงการใช้งานที่มีประสิทธิภาพ ความร้อนที่รวบรวมโดยอุปกรณ์รวบรวมความร้อนแสงอาทิตย์เรือนกระจก

พลังงานชีวมวล

โครงสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกใหม่สร้างขึ้นโดยการรวมอุปกรณ์ผลิตความร้อนชีวมวลเข้ากับเรือนกระจกและวัตถุดิบชีวมวลเช่นมูลหมูสารตกค้างเห็ดและฟางจะถูกหมักเพื่อความร้อนชงและพลังงานความร้อนที่สร้างขึ้นจะถูกส่งโดยตรงไปยังเรือนกระจก [ 5]. เมื่อเทียบกับเรือนกระจกที่ไม่มีถังทำความร้อนหมักชีวมวลเรือนกระจกทำความร้อนสามารถเพิ่มอุณหภูมิพื้นดินในเรือนกระจกได้อย่างมีประสิทธิภาพและรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมของรากของพืชที่ปลูกในดินในสภาพอากาศปกติในฤดูหนาว การใช้เรือนกระจกฉนวนกันความร้อนแบบอสมมาตรชั้นเดียวที่มีระยะยาว 17 เมตรและความยาว 30 เมตรเป็นตัวอย่างเพิ่มของเสียทางการเกษตร 8 เมตร (ฟางมะเขือเทศและปุ๋ยคอกผสม) ลงในถังหมักในร่มสำหรับการหมักตามธรรมชาติ เพิ่มอุณหภูมิเฉลี่ยต่อวันของเรือนกระจกโดย 4.2 ℃ในฤดูหนาวและอุณหภูมิต่ำสุดเฉลี่ยต่อวันอาจถึง 4.6 ℃

การใช้พลังงานของการหมักที่ควบคุมโดยชีวมวลเป็นวิธีการหมักที่ใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ในการควบคุมกระบวนการหมักเพื่อให้ได้และใช้พลังงานความร้อนชีวมวลอย่างรวดเร็วและปุ๋ยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และการผลิตก๊าซชีวมวล ภายใต้เงื่อนไขการระบายอากาศจุลินทรีย์แอโรบิกในกองหมักใช้ออกซิเจนสำหรับกิจกรรมชีวิตและส่วนหนึ่งของพลังงานที่สร้างขึ้นจะใช้สำหรับกิจกรรมชีวิตของตนเองและส่วนหนึ่งของพลังงานถูกปล่อยออกสู่สภาพแวดล้อมเป็นพลังงานความร้อนซึ่งเป็นประโยชน์ต่ออุณหภูมิ การเพิ่มขึ้นของสิ่งแวดล้อม น้ำมีส่วนร่วมในกระบวนการหมักทั้งหมดให้สารอาหารที่ละลายน้ำได้ที่จำเป็นสำหรับกิจกรรมจุลินทรีย์และในขณะเดียวกันก็ปล่อยความร้อนของกองในรูปแบบของไอน้ำผ่านน้ำเพื่อลดอุณหภูมิของกองยืดอายุการใช้งานของ จุลินทรีย์และเพิ่มอุณหภูมิจำนวนมากของกอง การติดตั้งอุปกรณ์ชะล้างฟางในถังหมักสามารถเพิ่มอุณหภูมิในร่มได้ 3 ~ 5 ℃ในฤดูหนาวเสริมสร้างการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชและเพิ่มผลผลิตมะเขือเทศ 29.6%

พลังงานความร้อนใต้พิภพ

จีนอุดมไปด้วยทรัพยากรความร้อนใต้พิภพ ในปัจจุบันวิธีที่พบบ่อยที่สุดสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกทางการเกษตรเพื่อใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพคือการใช้ปั๊มความร้อนจากแหล่งพื้นดินซึ่งสามารถถ่ายโอนจากพลังงานความร้อนระดับต่ำไปยังพลังงานความร้อนคุณภาพสูงโดยการป้อนพลังงานระดับสูงเล็กน้อย (เช่น พลังงานไฟฟ้า) แตกต่างจากมาตรการทำความร้อนเรือนกระจกแบบดั้งเดิมการทำความร้อนปั๊มความร้อนจากพื้นดินไม่เพียง แต่จะได้รับผลการทำความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ แต่ยังมีความสามารถในการทำให้เรือนกระจกเย็นลงและลดความชื้นในเรือนกระจก การวิจัยแอพพลิเคชั่นของปั๊มความร้อนจากแหล่งพื้นดินในด้านการก่อสร้างที่อยู่อาศัยนั้นครบกำหนด ส่วนหลักที่มีผลต่อความร้อนและความสามารถในการระบายความร้อนของปั๊มความร้อนพื้นดินคือโมดูลการแลกเปลี่ยนความร้อนใต้ดินซึ่งส่วนใหญ่รวมถึงท่อที่ฝังไว้บ่อน้ำใต้ดิน ฯลฯ วิธีการออกแบบระบบแลกเปลี่ยนความร้อนใต้ดินที่มีค่าใช้จ่ายและผลที่สมดุลอยู่เสมอ เป็นจุดสนใจการวิจัยของส่วนนี้ ในเวลาเดียวกันการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของชั้นดินใต้ดินในการประยุกต์ใช้ปั๊มความร้อนจากแหล่งพื้นดินยังส่งผลต่อการใช้งานของระบบปั๊มความร้อน การใช้ปั๊มความร้อนจากแหล่งพื้นดินเพื่อทำให้เรือนกระจกเย็นลงในฤดูร้อนและเก็บพลังงานความร้อนไว้ในชั้นดินลึกสามารถบรรเทาอุณหภูมิที่ลดลงของชั้นดินใต้ดินและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตความร้อนของปั๊มความร้อนจากแหล่งพื้นดินในฤดูหนาว

ในปัจจุบันในการวิจัยประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของปั๊มความร้อนจากแหล่งพื้นดินผ่านข้อมูลการทดลองจริงรูปแบบตัวเลขถูกสร้างขึ้นด้วยซอฟต์แวร์เช่น Tough2 และ TRNSYS และสรุปได้ว่าประสิทธิภาพการให้ความร้อนและค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ (COP ) ของปั๊มความร้อนจากแหล่งพื้นดินสามารถเข้าถึง 3.0 ~ 4.5 ซึ่งมีเอฟเฟกต์การระบายความร้อนและความร้อนที่ดี ในการวิจัยกลยุทธ์การดำเนินงานของระบบปั๊มความร้อน Fu Yunzhun และคนอื่น ๆ พบว่าเมื่อเทียบกับการไหลของการโหลดด้านการไหลของแหล่งกำเนิดพื้นดินมีผลกระทบมากขึ้นต่อประสิทธิภาพของหน่วยและประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนของท่อที่ฝังอยู่ . ภายใต้เงื่อนไขของการตั้งค่าการไหลค่า COP สูงสุดของหน่วยสามารถเข้าถึง 4.17 โดยใช้รูปแบบการดำเนินงานของการทำงานเป็นเวลา 2 ชั่วโมงและหยุดเป็นเวลา 2 ชั่วโมง Shi Huixian et. ใช้โหมดการทำงานที่ไม่ต่อเนื่องของระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ ในฤดูร้อนเมื่ออุณหภูมิสูงตำรวจของระบบการจัดหาพลังงานทั้งหมดสามารถเข้าถึงได้ 3.80

เทคโนโลยีการจัดเก็บความร้อนในดินลึกในเรือนกระจก

การจัดเก็บความร้อนในดินลึกในเรือนกระจกเรียกอีกอย่างว่า "ธนาคารจัดเก็บความร้อน" ในเรือนกระจก ความเสียหายเย็นในฤดูหนาวและอุณหภูมิสูงในฤดูร้อนเป็นอุปสรรคสำคัญในการผลิตเรือนกระจก จากความสามารถในการเก็บความร้อนที่แข็งแกร่งของดินลึกกลุ่มวิจัยได้ออกแบบอุปกรณ์เก็บความร้อนลึกใต้ดินเรือนกระจก อุปกรณ์นี้เป็นท่อส่งความร้อนแบบคู่ขนานสองชั้นที่ฝังอยู่ที่ระดับความลึก 1.5 ～ 2.5 ม. ใต้ดินในเรือนกระจกโดยมีทางเข้าอากาศที่ด้านบนของเรือนกระจกและทางออกอากาศบนพื้น เมื่ออุณหภูมิในเรือนกระจกสูงอากาศในร่มจะถูกบังคับให้สูบลงไปที่พื้นโดยพัดลมเพื่อตระหนักถึงการจัดเก็บความร้อนและการลดอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิของเรือนกระจกต่ำความร้อนจะถูกสกัดจากดินเพื่ออุ่นเรือนกระจก ผลการผลิตและแอปพลิเคชันแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์สามารถเพิ่มอุณหภูมิเรือนกระจกได้ 2.3 ℃ในคืนฤดูหนาวลดอุณหภูมิในร่ม 2.6 ℃ในวันฤดูร้อนและเพิ่มผลผลิตมะเขือเทศ 1500 กิโลกรัมใน 667 ม.²- อุปกรณ์ใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่จากลักษณะของ“ อบอุ่นในฤดูหนาวและเย็นในฤดูร้อน” และ“ อุณหภูมิคงที่” ของดินใต้ดินลึกให้“ ธนาคารเพื่อการเข้าถึงพลังงาน” สำหรับเรือนกระจก .

การประสานงานหลายพลังงาน

การใช้พลังงานสองประเภทขึ้นไปเพื่อให้ความร้อนเรือนกระจกสามารถทำขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพสำหรับข้อเสียของประเภทพลังงานเดียวและให้การเล่นกับเอฟเฟกต์การซ้อนทับของ“ หนึ่งบวกหนึ่งมากกว่าสอง” ความร่วมมือที่สมบูรณ์ระหว่างพลังงานความร้อนใต้พิภพและพลังงานแสงอาทิตย์เป็นฮอตสปอตการวิจัยของการใช้พลังงานใหม่ในการผลิตทางการเกษตรในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Emmi et. ศึกษาระบบพลังงานหลายแหล่ง (รูปที่ 1) ซึ่งติดตั้งตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ไฮบริดไฮบริด เมื่อเทียบกับระบบปั๊มความร้อนน้ำอัดลมทั่วไปประสิทธิภาพการใช้พลังงานของระบบพลังงานหลายแหล่งได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น 16%~ 25% เจิ้งและ พัฒนาระบบจัดเก็บความร้อนแบบคู่ใหม่ของพลังงานแสงอาทิตย์และปั๊มความร้อนจากแหล่งพื้นดิน ระบบ Solar Collector สามารถตระหนักถึงการจัดเก็บความร้อนตามฤดูกาลที่มีคุณภาพสูงนั่นคือความร้อนคุณภาพสูงในฤดูหนาวและการระบายความร้อนคุณภาพสูงในฤดูร้อน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในท่อที่ฝังอยู่และถังเก็บความร้อนเป็นระยะสามารถทำงานได้ดีในระบบและค่า COP ของระบบสามารถเข้าถึงได้ 6.96

เมื่อรวมกับพลังงานแสงอาทิตย์มันมีจุดมุ่งหมายเพื่อลดการใช้พลังงานเชิงพาณิชย์และเพิ่มความเสถียรของแหล่งจ่ายไฟพลังงานแสงอาทิตย์ในเรือนกระจก Wan Ya et. หยิบยกรูปแบบเทคโนโลยีการควบคุมอัจฉริยะใหม่ของการรวมการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เข้ากับพลังงานเชิงพาณิชย์สำหรับการทำความร้อนเรือนกระจกซึ่งสามารถใช้พลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เมื่อมีแสงและเปลี่ยนเป็นพลังงานเชิงพาณิชย์เมื่อไม่มีแสง อัตราและลดต้นทุนทางเศรษฐกิจโดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่

พลังงานแสงอาทิตย์พลังงานชีวมวลและพลังงานไฟฟ้าสามารถร่วมกันความร้อนเรือนกระจกซึ่งสามารถบรรลุประสิทธิภาพการให้ความร้อนสูง Zhang Liangrui และคนอื่น ๆ รวมการรวบรวมความร้อนท่อสุญญากาศพลังงานแสงอาทิตย์กับหุบเขาไฟฟ้าความร้อนถังเก็บน้ำ ระบบทำความร้อนเรือนกระจกมีความสะดวกสบายทางความร้อนที่ดีและประสิทธิภาพการให้ความร้อนโดยเฉลี่ยของระบบคือ 68.70% ถังเก็บน้ำความร้อนไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์เก็บน้ำร้อนชีวมวลพร้อมความร้อนไฟฟ้า อุณหภูมิต่ำสุดของน้ำที่ปลายความร้อนถูกตั้งค่าและกลยุทธ์การทำงานของระบบจะถูกกำหนดตามอุณหภูมิการเก็บน้ำของส่วนการเก็บความร้อนแสงอาทิตย์และส่วนที่เก็บความร้อนชีวมวลเพื่อให้อุณหภูมิความร้อนที่มั่นคง การให้ความร้อนสิ้นสุดและประหยัดพลังงานไฟฟ้าและวัสดุชีวมวลในระดับสูงสุด

การวิจัยเชิงนวัตกรรมและการประยุกต์ใช้วัสดุเรือนกระจกใหม่

ด้วยการขยายพื้นที่เรือนกระจกข้อเสียของการใช้งานของวัสดุเรือนกระจกแบบดั้งเดิมเช่นอิฐและดินจะถูกเปิดเผยมากขึ้น ดังนั้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพความร้อนของเรือนกระจกและตอบสนองความต้องการการพัฒนาของเรือนกระจกสมัยใหม่มีงานวิจัยและการประยุกต์ใช้วัสดุที่ครอบคลุมโปร่งใสใหม่วัสดุฉนวนกันความร้อนและวัสดุผนัง

การวิจัยและการประยุกต์ใช้วัสดุครอบคลุมโปร่งใสใหม่

ประเภทของวัสดุที่มีความโปร่งใสสำหรับเรือนกระจกส่วนใหญ่รวมถึงฟิล์มพลาสติกแก้วแผงโซลาร์เซลล์และแผงเซลล์แสงอาทิตย์ซึ่งฟิล์มพลาสติกมีพื้นที่การใช้งานที่ใหญ่ที่สุด ภาพยนตร์ PE เรือนกระจกแบบดั้งเดิมมีข้อบกพร่องของอายุการใช้งานระยะสั้นการไม่ย่อยสลายและฟังก์ชั่นเดียว ในปัจจุบันภาพยนตร์ฟังก์ชั่นใหม่ที่หลากหลายได้รับการพัฒนาโดยการเพิ่มรีเอเจนต์ที่ใช้งานได้หรือการเคลือบ

ฟิล์มแปลงแสง:ฟิล์มแปลงแสงจะเปลี่ยนคุณสมบัติทางแสงของฟิล์มโดยใช้สารแปลงแสงเช่นวัสดุหายากและวัสดุนาโนและสามารถแปลงพื้นที่แสงอัลตราไวโอเลตเป็นแสงสีส้มสีส้มและแสงสีม่วงสีน้ำเงินที่จำเป็นโดยการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชจึงเพิ่มผลผลิตพืชผล ความเสียหายของแสงอัลตราไวโอเลตต่อพืชและฟิล์มเรือนกระจกในเรือนกระจกพลาสติก ตัวอย่างเช่นฟิล์มเรือนกระจกสีม่วงถึงสีแดงกว้างพร้อมตัวแทนการแปลงแสง VTR-660 สามารถปรับปรุงการส่งผ่านอินฟราเรดได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อใช้ในเรือนกระจกและเมื่อเทียบกับเรือนกระจกควบคุมผลผลิตมะเขือเทศต่อเฮกตาร์วิตามินซีและปริมาณไลโคปี เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ 25.71%, 11.11% และ 33.04% ตามลำดับ อย่างไรก็ตามในปัจจุบันอายุการใช้งานความเสื่อมโทรมและค่าใช้จ่ายของฟิล์มแปลงแสงใหม่ยังคงต้องมีการศึกษา

แก้วกระจัดกระจาย: แก้วกระจัดกระจายในเรือนกระจกเป็นรูปแบบพิเศษและเทคโนโลยีต่อต้านการสะท้อนบนพื้นผิวของกระจกซึ่งสามารถเพิ่มแสงแดดให้เป็นแสงที่กระจัดกระจายและเข้าสู่เรือนกระจกปรับปรุงประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงของพืชและเพิ่มผลผลิตพืช กระจกกระจายแสงเปลี่ยนแสงเข้าไปในเรือนกระจกเป็นแสงที่กระจัดกระจายผ่านลวดลายพิเศษและแสงที่กระจัดกระจายสามารถฉายรังสีได้อย่างสม่ำเสมอในเรือนกระจกกำจัดอิทธิพลของเงาของโครงกระดูกบนเรือนกระจก เมื่อเทียบกับแก้วลอยสามัญและแก้วลอยน้ำสีขาวเป็นพิเศษมาตรฐานการส่งผ่านแสงของแก้วกระเจิงคือ 91.5%และแก้วลอยสามัญ 38% สำหรับการส่งผ่านแสงที่เพิ่มขึ้นทุก ๆ 1% ภายในเรือนกระจกผลผลิตสามารถเพิ่มขึ้นได้ประมาณ 3% และน้ำตาลที่ละลายน้ำได้และวิตามินซีในผักและผลไม้เพิ่มขึ้น กระจกกระเจิงในเรือนกระจกจะถูกเคลือบก่อนแล้วจึงใช้อารมณ์และอัตราการขยายตัวของตนเองสูงกว่ามาตรฐานระดับชาติถึง 2 ‰

การวิจัยและการประยุกต์ใช้วัสดุฉนวนกันความร้อนใหม่

วัสดุฉนวนกันความร้อนความร้อนแบบดั้งเดิมในเรือนกระจกส่วนใหญ่รวมถึงแผ่นฟางผ้าห่มกระดาษผ้าห่มฉนวนกันความร้อนความร้อนรู้สึกเป็นต้นซึ่งส่วนใหญ่จะใช้สำหรับฉนวนกันความร้อนภายในและภายนอกของหลังคาฉนวนผนังและฉนวนกันความร้อนของการเก็บความร้อนและอุปกรณ์เก็บความร้อนบางอย่าง . ส่วนใหญ่มีข้อบกพร่องในการสูญเสียประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนเนื่องจากความชื้นภายในหลังจากการใช้งานในระยะยาว ดังนั้นจึงมีการใช้งานมากมายของวัสดุฉนวนกันความร้อนความร้อนสูงใหม่ซึ่งผ้าห่มฉนวนกันความร้อนความร้อนใหม่การจัดเก็บความร้อนและอุปกรณ์เก็บรวบรวมความร้อนเป็นจุดสนใจของการวิจัย

วัสดุฉนวนกันความร้อนความร้อนใหม่มักจะทำโดยการแปรรูปและการผสมพื้นผิวกันน้ำและวัสดุที่ทนต่อความชราเช่นฟิล์มทอและสารเคลือบผิวด้วยวัสดุฉนวนกันความร้อนความร้อนปุยเช่นฝ้ายเคลือบสเปรย์แคชเมียร์เบ็ดเตล็ดและผ้าฝ้ายมุก ผ้าห่มฉนวนกันความร้อนฝ้ายที่เคลือบด้วยสเปรย์ฟิล์มทอถูกทดสอบในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของจีน พบว่าการเพิ่มฝ้ายที่เคลือบด้วยสเปรย์ 500 กรัมเทียบเท่ากับประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนความร้อนของผ้าห่มฉนวนกันความร้อนสีดำ 4500 กรัมในตลาด ภายใต้สภาวะเดียวกันประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนของฝ้ายที่เคลือบด้วยสเปรย์ 700 กรัมได้รับการปรับปรุง 1 ~ 2 ℃เมื่อเทียบกับผ้าห่มฉนวนกันความร้อนฝ้ายที่เคลือบด้วยฝ้าย 500 กรัม ในเวลาเดียวกันการศึกษาอื่น ๆ ก็พบว่าเมื่อเทียบกับผ้าห่มฉนวนกันความร้อนที่ใช้กันทั่วไปในตลาดผลกระทบของฉนวนกันความร้อนของฝ้ายที่เคลือบด้วยสเปรย์และผ้าห่มความร้อนแบบแคชเมียร์เบ็ดเตล็ดจะดีกว่าด้วยอัตราฉนวนความร้อน 84.0% และ 83.3 %ตามลำดับ เมื่ออุณหภูมิกลางแจ้งที่เย็นที่สุดคือ -24.4 ℃อุณหภูมิในร่มสามารถสูงถึง 5.4 และ 4.2 ℃ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบกับผ้าห่มฉนวนฟางเดี่ยวผ้าห่มฉนวนกันความร้อนใหม่มีข้อดีของน้ำหนักเบาอัตราฉนวนสูงกันน้ำที่แข็งแกร่งและความต้านทานต่อริ้วรอยและสามารถใช้เป็นวัสดุฉนวนที่มีประสิทธิภาพสูงชนิดใหม่สำหรับโรงเรือนแสงอาทิตย์

ในเวลาเดียวกันจากการวิจัยของวัสดุฉนวนกันความร้อนสำหรับการรวบรวมความร้อนเรือนกระจกและอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลก็พบว่าเมื่อความหนาเหมือนกันวัสดุฉนวนกันความร้อนแบบคอมโพสิตหลายชั้นมีประสิทธิภาพฉนวนกันความร้อนความร้อนที่ดีกว่าวัสดุเดี่ยว ทีมงานของศาสตราจารย์หลี่เจียงมิงจากมหาวิทยาลัย Northwest A&F ได้รับการออกแบบและคัดกรองวัสดุฉนวนกันความร้อนความร้อน 22 ชนิดของอุปกรณ์จัดเก็บน้ำเรือนกระจกเช่นบอร์ดสูญญากาศ, Airgel และผ้าฝ้ายยางและวัดคุณสมบัติความร้อนของพวกเขา ผลการศึกษาพบว่าการเคลือบฉนวนกันความร้อน 80 มม.+Airgel+ยางพลาสติก-พลาสติกฉนวนกันความร้อนฉนวนกันความร้อนพลาสติกสามารถลดการกระจายความร้อนได้ 0.367MJ ต่อหน่วยเวลาเมื่อเทียบกับฝ้ายยางพลาสติก 80 มม. และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนคือ 0.283W/(M2 (M2 · k) เมื่อความหนาของการรวมกันของฉนวนคือ 100 มม.

วัสดุเปลี่ยนเฟสเป็นหนึ่งในจุดร้อนในการวิจัยวัสดุเรือนกระจก Northwest A&F University ได้พัฒนาอุปกรณ์จัดเก็บวัสดุเปลี่ยนเฟสสองชนิด: หนึ่งคือกล่องเก็บของที่ทำจากโพลีเอทิลีนสีดำซึ่งมีขนาด 50 ซม. × 30 ซม. × 14 ซม. (ความยาว×ความสูง×ความหนา) และเต็มไปด้วยวัสดุเปลี่ยนเฟสดังนั้น ที่สามารถเก็บความร้อนและปล่อยความร้อน; ประการที่สองแผ่นผนังเปลี่ยนเฟสแบบใหม่ได้รับการพัฒนา แผ่นผนังเปลี่ยนเฟสประกอบด้วยวัสดุเปลี่ยนเฟส, แผ่นอลูมิเนียม, แผ่นอลูมิเนียมพลาสติกและโลหะผสมอลูมิเนียม วัสดุเปลี่ยนเฟสตั้งอยู่ที่ตำแหน่งศูนย์กลางที่สุดของแผ่นผนังและข้อมูลจำเพาะของมันคือ 200 มม. × 200 มม. × 50 มม. มันเป็นผงแข็งก่อนและหลังการเปลี่ยนเฟสและไม่มีปรากฏการณ์ของการหลอมละลายหรือไหล ผนังทั้งสี่ของวัสดุเปลี่ยนเฟสคือแผ่นอลูมิเนียมและแผ่นอลูมิเนียมพลาสติกตามลำดับ อุปกรณ์นี้สามารถตระหนักถึงฟังก์ชั่นของการจัดเก็บความร้อนเป็นหลักในระหว่างวันและส่วนใหญ่ปล่อยความร้อนในเวลากลางคืน

ดังนั้นจึงมีปัญหาบางอย่างในการประยุกต์ใช้วัสดุฉนวนกันความร้อนความร้อนเดียวเช่นประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนความร้อนต่ำการสูญเสียความร้อนขนาดใหญ่เวลาเก็บความร้อนสั้น ๆ ฯลฯ ดังนั้นจึงใช้วัสดุฉนวนกันความร้อนความร้อนแบบคอมโพสิตเป็นชั้นฉนวนกันความร้อนและฉนวนกันความร้อนในร่มและกลางแจ้ง การครอบคลุมชั้นของอุปกรณ์จัดเก็บความร้อนสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนของเรือนกระจกได้อย่างมีประสิทธิภาพลดการสูญเสียความร้อนของเรือนกระจกและทำให้เกิดผลของการประหยัดพลังงาน

การวิจัยและการประยุกต์ใช้กำแพงใหม่

ในฐานะที่เป็นโครงสร้างสิ่งที่แนบมาผนังเป็นอุปสรรคสำคัญสำหรับการป้องกันความเย็นของเรือนกระจกและการเก็บรักษาความร้อน ตามวัสดุและโครงสร้างผนังการพัฒนาของผนังด้านเหนือของเรือนกระจกสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: ผนังชั้นเดียวที่ทำจากดินอิฐ ฯลฯ และผนังด้านเหนือที่ทำจากอิฐดินก้อนอิฐบล็อก บอร์ดสไตรีน ฯลฯ มีการจัดเก็บความร้อนภายในและฉนวนกันความร้อนด้านนอกและผนังเหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้เวลานานและใช้แรงงานมาก ดังนั้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีผนังรูปแบบใหม่จำนวนมากปรากฏขึ้นซึ่งง่ายต่อการสร้างและเหมาะสำหรับการประกอบอย่างรวดเร็ว

การเกิดขึ้นของผนังประกอบแบบใหม่ส่งเสริมการพัฒนาอย่างรวดเร็วของโรงเรือนที่ประกอบขึ้นอย่างรวดเร็วรวมถึงผนังคอมโพสิตแบบใหม่ที่มีวัสดุและพื้นผิวต่อต้านริ้วรอยและวัสดุเช่นผ้าฝ้ายมุกฝ้ายอวกาศฝ้ายแก้วหรือผ้าฝ้ายรีไซเคิลเป็นความร้อน ชั้นฉนวนเช่นผนังประกอบที่มีความยืดหยุ่นของฝ้ายสเปรย์ที่ถูกยึดติดในซินเจียง นอกจากนี้การศึกษาอื่น ๆ ได้รายงานกำแพงทางเหนือของเรือนกระจกที่ประกอบขึ้นด้วยชั้นเก็บความร้อนเช่นบล็อกครกเปลือกข้าวสาลีที่เต็มไปด้วยอิฐในซินเจียง ภายใต้สภาพแวดล้อมภายนอกเดียวกันเมื่ออุณหภูมิกลางแจ้งต่ำสุดคือ -20.8 ℃อุณหภูมิในเรือนกระจกแสงอาทิตย์พร้อมผนังคอมโพสิตเปลือกหอยข้าวสาลีคือ 7.5 ℃ในขณะที่อุณหภูมิในเรือนกระจกสุริยะที่มีผนังอิฐคอนกรีตคือ 3.2 ℃ เวลาเก็บเกี่ยวของมะเขือเทศในเรือนกระจกอิฐสามารถก้าวหน้าได้ 16 วันและผลผลิตของเรือนกระจกเดี่ยวสามารถเพิ่มขึ้นได้ 18.4%

ทีมสิ่งอำนวยความสะดวกของมหาวิทยาลัย Northwest A&F ได้หยิบยกแนวคิดการออกแบบของการทำฟางดินน้ำหินและวัสดุเปลี่ยนเฟสเป็นฉนวนกันความร้อนและโมดูลการจัดเก็บความร้อนจากมุมของแสงและการออกแบบผนังที่เรียบง่าย กำแพง. ตัวอย่างเช่นเมื่อเทียบกับเรือนกระจกผนังอิฐธรรมดาอุณหภูมิเฉลี่ยในเรือนกระจกคือ 4.0 ℃สูงกว่าในวันที่มีแดดทั่วไป โมดูลซีเมนต์เปลี่ยนเฟสอนินทรีย์สามชนิดซึ่งทำจากวัสดุเปลี่ยนเฟส (PCM) และซีเมนต์มีความร้อนสะสมอยู่ที่ 74.5, 88.0 และ 95.1 MJ/M³และปล่อยความร้อน 59.8, 67.8 และ 84.2 mJ/m³ตามลำดับ พวกเขามีฟังก์ชั่นของ“ การตัดสูงสุด” ในเวลากลางวัน“ Valley Filling” ในเวลากลางคืนดูดซับความร้อนในฤดูร้อนและปล่อยความร้อนในฤดูหนาว

ผนังใหม่เหล่านี้ประกอบขึ้นในสถานที่โดยมีระยะเวลาการก่อสร้างระยะสั้นและอายุการใช้งานที่ยาวนานซึ่งสร้างเงื่อนไขสำหรับการก่อสร้างแสงที่เรียบง่ายและประกอบขึ้นอย่างรวดเร็วเรือนกระจกสำเร็จรูปและสามารถส่งเสริมการปฏิรูปโครงสร้างของโรงเรือนได้อย่างมาก อย่างไรก็ตามมีข้อบกพร่องบางอย่างในผนังชนิดนี้เช่นผนังผ้าห่มฉนวนกันความร้อนของฝ้ายพ่นสีพ่นมีประสิทธิภาพฉนวนกันความร้อนที่ยอดเยี่ยม แต่ขาดความสามารถในการจัดเก็บความร้อนและวัสดุก่อสร้างเปลี่ยนเฟสมีปัญหาเกี่ยวกับต้นทุนการใช้งานสูง ในอนาคตการวิจัยแอปพลิเคชันของผนังประกอบควรมีความเข้มแข็ง

พลังงานใหม่วัสดุใหม่และการออกแบบใหม่ช่วยให้การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเรือนกระจก

การวิจัยและนวัตกรรมของพลังงานใหม่และวัสดุใหม่เป็นรากฐานสำหรับนวัตกรรมการออกแบบของเรือนกระจก เรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ที่ประหยัดพลังงานและโรงเก็บของเป็นโครงสร้างโรงเก็บของที่ใหญ่ที่สุดในการผลิตทางการเกษตรของจีนและพวกเขามีบทบาทสำคัญในการผลิตทางการเกษตร อย่างไรก็ตามด้วยการพัฒนาเศรษฐกิจสังคมของจีนข้อบกพร่องของโครงสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกทั้งสองชนิดจะถูกนำเสนอมากขึ้นเรื่อย ๆ ประการแรกพื้นที่ของโครงสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกมีขนาดเล็กและระดับของเครื่องจักรกลต่ำ ประการที่สองเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ที่ประหยัดพลังงานมีฉนวนกันความร้อนที่ดี แต่การใช้ที่ดินต่ำซึ่งเทียบเท่ากับการแทนที่พลังงานเรือนกระจกด้วยที่ดิน SHECH SHED ทั่วไปไม่เพียง แต่มีพื้นที่เล็ก ๆ แต่ยังมีฉนวนกันความร้อนที่ไม่ดี แม้ว่าเรือนกระจกหลายช่วงจะมีพื้นที่ขนาดใหญ่ แต่ก็มีฉนวนกันความร้อนที่ไม่ดีและการใช้พลังงานสูง ดังนั้นจึงมีความจำเป็นในการวิจัยและพัฒนาโครงสร้างเรือนกระจกที่เหมาะสมสำหรับระดับสังคมและเศรษฐกิจในปัจจุบันของจีนและการวิจัยและพัฒนาพลังงานใหม่และวัสดุใหม่จะช่วยให้โครงสร้างเรือนกระจกเปลี่ยนแปลงและสร้างรูปแบบหรือโครงสร้างเรือนกระจกที่หลากหลาย

การวิจัยเชิงนวัตกรรมเกี่ยวกับเรือนกระจกที่ควบคุมด้วยน้ำขนาดใหญ่แบบไม่สมมาตร

เรือนกระจกที่ควบคุมด้วยน้ำแบบไม่สมมาตรขนาดใหญ่ (หมายเลขสิทธิบัตร: ZL 201220391214.2) ขึ้นอยู่กับหลักการของเรือนกระจกแสงแดดการเปลี่ยนโครงสร้างสมมาตรของเรือนกระจกพลาสติกธรรมดา ช่วงเหนือและลดพื้นที่กระจายความร้อนด้วยช่วง 18 ~ 24 ม. และความสูงของสันเขา 6 ~ 7m ผ่านนวัตกรรมการออกแบบโครงสร้างเชิงพื้นที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะเดียวกันปัญหาของความร้อนไม่เพียงพอในเรือนกระจกในฤดูหนาวและฉนวนกันความร้อนความร้อนที่ไม่ดีของวัสดุฉนวนกันความร้อนความร้อนทั่วไปได้รับการแก้ไขโดยใช้เทคโนโลยีใหม่ของความร้อนจากชีวมวลและวัสดุฉนวนกันความร้อน ผลการผลิตและการวิจัยแสดงให้เห็นว่าเรือนกระจกที่ควบคุมด้วยน้ำขนาดใหญ่ไม่สมมาตรด้วยอุณหภูมิเฉลี่ย 11.7 ℃ในวันที่มีแดดและ 10.8 ℃ในวันที่มีเมฆมากสามารถตอบสนองความต้องการของการเติบโตของพืชในฤดูหนาว เรือนกระจกลดลง 39.6% และอัตราการใช้ประโยชน์ที่ดินเพิ่มขึ้นมากกว่า 30% เมื่อเทียบกับเรือนกระจกผนังอิฐโพลีสไตรีนซึ่งเหมาะสำหรับการเพิ่มความนิยมและการใช้งานเพิ่มเติม ในลุ่มน้ำสีเหลือง Huaihe ของจีน

เรือนกระจกแสงแดดประกอบ

เรือนกระจกแสงแดดที่ประกอบขึ้นใช้คอลัมน์และโครงกระดูกหลังคาเป็นโครงสร้างที่รับน้ำหนักและวัสดุผนังส่วนใหญ่เป็นสิ่งที่แนบมาด้วยฉนวนกันความร้อนแทนที่จะเป็นแบริ่งและการจัดเก็บความร้อนแบบพาสซีฟและการปลดปล่อย ส่วนใหญ่: (1) ผนังประกอบรูปแบบใหม่เกิดขึ้นโดยการรวมวัสดุต่าง ๆ เช่นฟิล์มเคลือบหรือแผ่นเหล็กสี, บล็อกฟาง, ผ้าห่มฉนวนกันความร้อนที่ยืดหยุ่น, บล็อกปูน, ฯลฯ (2) บอร์ดคอมโพสิตที่ทำจากบอร์ดซีเมนต์สำเร็จรูป -Polystyrene Board-Cement Board; (3) ประเภทการประกอบแสงและง่าย ๆ ของวัสดุฉนวนกันความร้อนด้วยการจัดเก็บความร้อนและระบบการปล่อยและระบบการลดความชื้นเช่นการจัดเก็บความร้อนถังพลาสติกและการจัดเก็บความร้อนไปป์ไลน์ การใช้วัสดุฉนวนกันความร้อนใหม่ที่แตกต่างกันและวัสดุเก็บความร้อนแทนผนังดินแบบดั้งเดิมเพื่อสร้างเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์มีพื้นที่ขนาดใหญ่และวิศวกรรมโยธาขนาดเล็ก ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิของเรือนกระจกในเวลากลางคืนในฤดูหนาวสูงกว่าเรือนกระจกกำแพงอิฐแบบดั้งเดิม 4.5 ℃และความหนาของผนังด้านหลังคือ 166 มม. เมื่อเทียบกับเรือนกระจกอิฐหนา 600 มม. พื้นที่ที่ถูกยึดครองของผนังจะลดลง 72%และค่าใช้จ่ายต่อตารางเมตรคือ 334.5 หยวนซึ่งต่ำกว่าเรือนกระจกกำแพงอิฐ 157.2 หยวนและค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นเรือนกระจกที่ประกอบขึ้นมีข้อได้เปรียบของการทำลายที่ดินที่ได้รับการปลูกฝังน้อยลงประหยัดที่ดินความเร็วในการก่อสร้างที่รวดเร็วและอายุการใช้งานที่ยาวนานและเป็นทิศทางสำคัญสำหรับนวัตกรรมและการพัฒนาของโรงเรือนพลังงานแสงอาทิตย์ในปัจจุบันและอนาคต

เรือนกระจกแสงแดด

เรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ประหยัดพลังงานที่พัฒนาโดยสเก็ตบอร์ดที่พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยเกษตร Shenyang ใช้ผนังด้านหลังของเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อสร้างระบบจัดเก็บความร้อนผนังไหลเวียนน้ำเพื่อเก็บความร้อนและเพิ่มอุณหภูมิซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยสระว่ายน้ำ (32 เมตร³), แผ่นเก็บแสง (360m²) ปั๊มน้ำท่อน้ำและคอนโทรลเลอร์ ผ้าห่มฉนวนกันความร้อนที่มีความยืดหยุ่นจะถูกแทนที่ด้วยวัสดุแผ่นเหล็กผ้าขนสัตว์ที่มีน้ำหนักเบาใหม่ที่ด้านบน การวิจัยแสดงให้เห็นว่าการออกแบบนี้ช่วยแก้ปัญหาการปิดกั้นแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพและเพิ่มพื้นที่ทางเข้าแสงของเรือนกระจก มุมแสงของเรือนกระจกคือ 41.5 °ซึ่งสูงกว่าเรือนกระจกควบคุมเกือบ 16 °ซึ่งจะช่วยเพิ่มอัตราแสง การกระจายอุณหภูมิในร่มนั้นสม่ำเสมอและพืชเติบโตอย่างเรียบร้อย เรือนกระจกมีข้อดีของการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้ที่ดินออกแบบขนาดเรือนกระจกและระยะเวลาการก่อสร้างที่สั้นลงอย่างยืดหยุ่นซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการปกป้องทรัพยากรที่ดินและสิ่งแวดล้อมที่ได้รับการปลูกฝัง

เรือนกระจกเซลล์แสงอาทิตย์

เรือนกระจกเกษตรเป็นเรือนกระจกที่รวมการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์พลังงานแสงอาทิตย์การควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะและการปลูกไฮเทคที่ทันสมัย มันใช้โครงกระดูกเหล็กและถูกปกคลุมด้วยโมดูลโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์เพื่อให้แน่ใจว่าข้อกำหนดด้านแสงของโมดูลการผลิตพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และข้อกำหนดด้านแสงของเรือนกระจกทั้งหมด กระแสไฟฟ้าโดยตรงที่เกิดจากพลังงานแสงอาทิตย์ช่วยเสริมแสงของเรือนกระจกเกษตรโดยตรงสนับสนุนการทำงานปกติของอุปกรณ์เรือนกระจกโดยตรงขับเคลื่อนการชลประทานของทรัพยากรน้ำเพิ่มอุณหภูมิเรือนกระจกและส่งเสริมการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของพืช โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ด้วยวิธีนี้จะส่งผลต่อประสิทธิภาพการจัดแสงของหลังคาเรือนกระจกและจากนั้นส่งผลต่อการเจริญเติบโตปกติของผักเรือนกระจก ดังนั้นรูปแบบเหตุผลของแผงเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาของเรือนกระจกจึงกลายเป็นจุดสำคัญของการใช้งาน เรือนกระจกการเกษตรเป็นผลมาจากการผสมผสานระหว่างการทำสวนเกษตรและการทำสวนสิ่งอำนวยความสะดวกและเป็นอุตสาหกรรมการเกษตรที่เป็นนวัตกรรมซึ่งรวมการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์การท่องเที่ยวทางการเกษตรพืชผลการเกษตรเทคโนโลยีการเกษตรภูมิทัศน์และการพัฒนาวัฒนธรรม

การออกแบบที่เป็นนวัตกรรมของกลุ่มเรือนกระจกที่มีปฏิสัมพันธ์พลังงานระหว่างโรงเรือนประเภทต่าง ๆ

Guo Wenzhong นักวิจัยที่ Academy of Academy of Agricultural และ Forestry Sciences ใช้วิธีการทำความร้อนในการถ่ายโอนพลังงานระหว่างโรงเรือนเพื่อรวบรวมพลังงานความร้อนที่เหลืออยู่ในโรงเรือนหนึ่งแห่งหรือมากกว่า วิธีการทำความร้อนนี้ตระหนักถึงการถ่ายโอนพลังงานเรือนกระจกในเวลาและพื้นที่ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของพลังงานความร้อนเรือนกระจกที่เหลืออยู่และลดการใช้พลังงานความร้อนทั้งหมด โรงเรือนสองประเภทอาจเป็นเรือนกระจกที่แตกต่างกันหรือเรือนกระจกชนิดเดียวกันสำหรับการปลูกพืชต่าง ๆ เช่นผักกาดหอมและเรือนกระจกมะเขือเทศ วิธีการรวบรวมความร้อนส่วนใหญ่รวมถึงการสกัดความร้อนอากาศในร่มและการสกัดกั้นรังสีของเหตุการณ์โดยตรง ผ่านการรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์การพาความร้อนแบบบังคับโดยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและการสกัดแบบบังคับโดยปั๊มความร้อนความร้อนส่วนเกินในเรือนกระจกพลังงานสูงถูกสกัดสำหรับเรือนกระจกให้ความร้อน

สรุป

โรงเรือนพลังงานแสงอาทิตย์ใหม่เหล่านี้มีข้อดีของการประกอบอย่างรวดเร็วระยะเวลาการก่อสร้างที่สั้นลงและอัตราการใช้ประโยชน์ที่ดินที่ดีขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องสำรวจประสิทธิภาพของโรงเรือนใหม่เหล่านี้ในพื้นที่ที่แตกต่างกันและให้ความเป็นไปได้สำหรับการสร้างความนิยมขนาดใหญ่และการประยุกต์ใช้เรือนกระจกใหม่ ในขณะเดียวกันก็จำเป็นที่จะต้องเสริมสร้างการประยุกต์ใช้พลังงานใหม่และวัสดุใหม่อย่างต่อเนื่องในโรงเรือนเพื่อให้พลังงานสำหรับการปฏิรูปโครงสร้างของโรงเรือน

โอกาสและความคิดในอนาคต

โรงเรือนแบบดั้งเดิมมักจะมีข้อเสียบางอย่างเช่นการใช้พลังงานสูงอัตราการใช้ประโยชน์จากที่ดินต่ำการใช้เวลาและการใช้แรงงานใช้เวลานานประสิทธิภาพที่ไม่ดี ฯลฯ ซึ่งไม่สามารถตอบสนองความต้องการการผลิตของการเกษตรสมัยใหม่ได้อีกต่อไป กำจัด ดังนั้นจึงเป็นแนวโน้มการพัฒนาที่จะใช้แหล่งพลังงานใหม่เช่นพลังงานแสงอาทิตย์พลังงานชีวมวลพลังงานความร้อนใต้พิภพและพลังงานลมวัสดุแอปพลิเคชันเรือนกระจกใหม่และการออกแบบใหม่เพื่อส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเรือนกระจก ก่อนอื่นเรือนกระจกใหม่ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานใหม่และวัสดุใหม่ไม่เพียง แต่ไม่เพียง แต่ตอบสนองความต้องการของการใช้งานเครื่องจักรกล แต่ยังประหยัดพลังงานที่ดินและค่าใช้จ่าย ประการที่สองมีความจำเป็นที่จะต้องสำรวจประสิทธิภาพของโรงเรือนใหม่ในพื้นที่ต่าง ๆ อย่างต่อเนื่องเพื่อให้เงื่อนไขการให้ความนิยมในระดับใหญ่ของโรงเรือน ในอนาคตเราควรค้นหาพลังงานใหม่และวัสดุใหม่ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเรือนกระจกและค้นหาการผสมผสานที่ดีที่สุดของพลังงานใหม่วัสดุใหม่และเรือนกระจกเพื่อให้สามารถสร้างเรือนกระจกใหม่ที่มีต้นทุนต่ำการก่อสร้างสั้น ระยะเวลาการใช้พลังงานต่ำและประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมช่วยให้การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเรือนกระจกและส่งเสริมการพัฒนาที่ทันสมัยของโรงเรือนในประเทศจีน

แม้ว่าการประยุกต์ใช้พลังงานใหม่วัสดุใหม่และการออกแบบใหม่ในการก่อสร้างเรือนกระจกเป็นแนวโน้มที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่ก็ยังมีปัญหามากมายที่ต้องศึกษาและเอาชนะ: (1) ต้นทุนการก่อสร้างเพิ่มขึ้น เมื่อเทียบกับการให้ความร้อนแบบดั้งเดิมกับถ่านหินก๊าซธรรมชาติหรือน้ำมันการประยุกต์ใช้พลังงานใหม่และวัสดุใหม่นั้นเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและปราศจากมลพิษ แต่ต้นทุนการก่อสร้างเพิ่มขึ้นอย่างมาก . เมื่อเทียบกับการใช้พลังงานค่าใช้จ่ายของวัสดุใหม่จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (2) การใช้พลังงานความร้อนไม่เสถียร ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของการใช้พลังงานใหม่คือต้นทุนการดำเนินงานต่ำและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำ แต่การจัดหาพลังงานและความร้อนไม่เสถียรและวันที่มีเมฆมากกลายเป็นปัจจัย จำกัด ที่ใหญ่ที่สุดในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ในกระบวนการผลิตความร้อนชีวมวลโดยการหมักการใช้พลังงานที่มีประสิทธิภาพของพลังงานนี้ถูก จำกัด โดยปัญหาของพลังงานความร้อนการหมักต่ำการจัดการที่ยากและการควบคุมและพื้นที่เก็บข้อมูลขนาดใหญ่สำหรับการขนส่งวัตถุดิบ (3) วุฒิภาวะเทคโนโลยี เทคโนโลยีเหล่านี้ใช้โดยพลังงานใหม่และวัสดุใหม่คือการวิจัยขั้นสูงและความสำเร็จทางเทคโนโลยีและพื้นที่การใช้งานและขอบเขตของพวกเขายังคงค่อนข้าง จำกัด พวกเขาไม่ได้ผ่านหลายครั้งไซต์จำนวนมากและการตรวจสอบการปฏิบัติขนาดใหญ่และมีข้อบกพร่องและเนื้อหาทางเทคนิคที่หลีกเลี่ยงไม่ได้อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ซึ่งจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงในการใช้งาน ผู้ใช้มักปฏิเสธความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเนื่องจากข้อบกพร่องเล็กน้อย (4) อัตราการเจาะเทคโนโลยีต่ำ การประยุกต์ใช้ความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างกว้างขวางต้องได้รับความนิยม ในปัจจุบันพลังงานใหม่เทคโนโลยีใหม่และเทคโนโลยีการออกแบบเรือนกระจกใหม่ล้วนอยู่ในทีมศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์ในมหาวิทยาลัยที่มีความสามารถด้านนวัตกรรมบางอย่างและผู้เรียกร้องทางเทคนิคหรือนักออกแบบส่วนใหญ่ยังไม่รู้ ในขณะเดียวกันการทำให้เป็นที่นิยมและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีใหม่ยังคงค่อนข้าง จำกัด เนื่องจากอุปกรณ์หลักของเทคโนโลยีใหม่ได้รับการจดสิทธิบัตร (5) การบูรณาการพลังงานใหม่วัสดุใหม่และการออกแบบโครงสร้างเรือนกระจกจะต้องมีความเข้มแข็งมากขึ้น เนื่องจากการออกแบบพลังงานวัสดุและโครงสร้างเรือนกระจกเป็นของสามสาขาที่แตกต่างกันความสามารถที่มีประสบการณ์การออกแบบเรือนกระจกมักจะขาดการวิจัยเกี่ยวกับพลังงานและวัสดุที่เกี่ยวข้องกับเรือนกระจกและในทางกลับกัน; ดังนั้นนักวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการวิจัยพลังงานและวัสดุจำเป็นต้องเสริมสร้างการตรวจสอบและความเข้าใจในความต้องการที่แท้จริงของการพัฒนาอุตสาหกรรมเรือนกระจกและนักออกแบบโครงสร้างควรศึกษาวัสดุใหม่และพลังงานใหม่เพื่อส่งเสริมการบูรณาการอย่างลึกซึ้งของความสัมพันธ์ทั้งสาม เป้าหมายของเทคโนโลยีการวิจัยเรือนกระจกที่ใช้งานได้ต้นทุนการก่อสร้างต่ำและผลการใช้งานที่ดี จากปัญหาข้างต้นแนะนำว่ารัฐรัฐบาลท้องถิ่นและศูนย์วิจัยทางวิทยาศาสตร์ควรทวีความรุนแรงมากขึ้นการวิจัยทางเทคนิคดำเนินการวิจัยร่วมกันในเชิงลึกเสริมสร้างการประชาสัมพันธ์ของความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีปรับปรุงความนิยมของความสำเร็จ เป้าหมายของพลังงานใหม่และวัสดุใหม่เพื่อช่วยในการพัฒนาอุตสาหกรรมเรือนกระจกใหม่

ข้อมูลที่อ้างถึง

Li Jianming, Sun Guotao, Li Haojie, Li Rui, Hu Yixin พลังงานใหม่วัสดุใหม่และการออกแบบใหม่ช่วยการปฏิวัติเรือนกระจกใหม่ [J] ผัก, 2022, (10): 1-8