光伏农业环境检测与调控关键技术

龙源期刊网 http//www.qikan.com.cn 光伏农业环境检测与调控关键技术作者徐少明 吴大军 邱成军来源江苏农业科学 2014 年第 08 期摘要光伏农业就是将太阳能发电广泛应用到现代农业种植、养殖、灌溉、病虫害防治以及农业机械动力提供等领域的一种新型农业。本研究设计了光伏农业环境检测与调控方案，将CAN 总线技术、无线技术应用到系统设计中，并对太阳能电池匹配、光电池选型、环境温湿度等环境因子的采集等关键技术进行了研究。结果表明，该光伏农业环境检测与调控系统能够及时调控温室的环境因子，提高农作物的产量和质量。关键词光伏农业；环境检测；温度；设施农业中图分类号 X382 文献标志码 A 文章编号 1002-1302（ 2014） 08-0316-03 光伏农业就是将太阳能发电广泛应用到现代农业种植、养殖、灌溉、病虫害防治以及农业机械动力等领域的一种新型农业 [1-3] 。包括光伏农业并网发电、太阳能杀虫灯、光伏大棚、光伏养猪等应用，它是太阳能光伏发电与设施农业的有效结合，一方面太阳能光伏电站可运用低成本的农地直接发电；另一方面将太阳能光伏发电系统、光热系统及新型纳米仿生态转光膜技术综合嫁接到传统温室大棚，根据不同植物生长对不同波长光的需求，进行波长转换以便作物吸收，增强光合作用；另外白天存贮的太阳能晚间用于给 LED 补光灯供电，提高作物的品质[4]。但是，相关光伏农业环境检测与调控关键技术研究报道较少，黑龙江大学邱成军教授带领的团队多年来一直从事智能控制技术、设施农业自动装置的研制，团队中拥有懂得薄膜太阳能、系统集成、智能控制技术、设施农业、农业种植等领域的最先进的技术人才。本研究设计了光伏农业环境检测与调控方案，将 CAN 总线技术、无线技术应用到系统设计中，并对太阳能电池匹配、光电池选型、环境温湿度等环境因子采集等关键技术进行了研究。结果表明，这种光伏农业环境检测与调控系统完全实现能源自给，既节能环保，又极易维护，相比于传统大棚，提高了农产品产量和品质。有助于推动农业生产信息化、自动化。1 硬件设计光伏农业环境检测与调控装置包括太阳能供电单元、数据采集单元、数据接收单元和执行单元 [5-6] （图 1、图 2）。太阳能供电单元由薄膜太阳能电池板连接太阳能控制器和蓄电池组成，太阳能控制器控制蓄电池的充放电，蓄电池为数据接收单元和执行单元供电，太阳能电池板的选择可以根据电池板放置的地点不同而选择晶体硅和薄膜电池，如果电池板固定在大棚的顶端，最好选择透光性好的薄膜太阳能电池板或选择性透光电池板，否则选择价格低廉的晶体硅太阳能电池板进行供电；数据采集单元由土壤温度传感器、光照度传感器、 CO2 浓度传感器、大气压力传感器、湿度传感器、单片机、无线发射模块组成，在 PCB 板上顺序电连接各