一种聚光补光装置与设施农业结合的太阳能集热

本发明涉及太阳能聚光补光与农业设施，特别是涉及一种聚光补光装置与设施农业结合的太阳能集热系统。背景技术：1、传统的日光温室利用自身结构吸收太阳能进行保温，但是效果差，在寒冷的北方冬季难以保障植物的温度要求，更无法对室温进行精准的控制。而使用传统能源对温室进行加热，不仅费钱费力，还会对环境造成污染。同时传统的日光温室利用塑料薄膜良好的透光性，随太阳东升西落的自然规律进行采光，光照并不均匀。因此，设计了一种可折叠的聚光补光装置，利用太阳能技术和温室建筑相结合，不仅可以解决温室的保温问题，还能一定程度上对植物进行补光，实现能源的清洁利用，不仅节省了财力人力，还能使植物更好的生长，可谓是“一棚多用”。在温室的太阳能利用过程中，传统的反射式聚光器不具有透射功能，如果将它们安在温室前坡面，不仅遮挡了一部分阳光进入温室，而且会在温室中留下巨大阴影，从而影响温室内植物的光照采集。技术实现思路1、本发明的目的是提供一种聚光补光装置与设施农业结合的太阳能集热系统，达到合理利用太阳光能的目的。2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：3、一种聚光补光装置与设施农业结合的太阳能集热系统，包括顶部透明的日光温室、设置在所述日光温室内的抛物面反射式一次聚光器、设置在所述一次聚光器中部区域的转动轴、设置在所述日光温室顶部的二次聚光器以及设置在所述二次聚光器上焦点位置的真空管接收器、反光膜收放器、用于牵引所述抛物面反射式聚光器的拱顶牵引系统、地面牵引系统以及墙面牵引系统，所述一次聚光器上方设置有钢丝绳、所述钢丝绳的两端分别穿过所述一次聚光器的上端和末端，上端所述钢丝绳通过设置拱顶上侧的轴座与所述拱顶牵引系统连接，末端所述钢丝绳通过设置在拱顶下侧的定滑轮与地面牵引系统连接，所述转动轴通过钢丝绳与墙面牵引系统连接。4、优选地，还包括热电系统和储热系统以及散热系统，所述热电系统分别与所述真空管接收器和所述储热系统连接，所述散热系统包括设置在所述日光温室底部的散热管以及用于连通储热系统和所述散热管的水泵，所述热电系统接收真空管接收器的热能进行发电，发电的余热通过所述散热管路将热量释放到土壤中。5、优选地，所述一次聚光器包括两侧边框和分光膜，所述侧边框包括通过转动轴连接的曲形连杆，上端所述曲形连杆与所述轴座固定且所述牵引系统安装在所述轴座处，末端所述曲形连杆通过所述定滑轮和钢丝绳与地面牵引系统连接。6、优选地，所述反射膜收放器固定在所述一次聚光器的末端，所述反射膜收放器内部的反光膜通过钢丝绳沿着边框与墙面牵引系统相连，在一次聚光器折叠时将反光膜降下覆盖整个凸面。7、优选地，所述拱顶牵引系统、地面牵引系统以及墙面牵引系统均包括钢丝绳、电机和绞车，电机驱动绞车来完成所述钢丝绳的牵引。8、优选地，所述定滑轮固定在所述日光温室内部。9、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：10、1.将抛物面反射式聚光器的反射面用分光膜代替，能够透过植物光合作用所需的可见光，反射包括近红外光在内的其余光线。使得聚光器能够在保障植物光照的情况下聚光集热。11、2.在夏季，温室大棚内部的温度会很高，不利于植物生长，通常会采取遮阳、喷雾、通风等措施来降低气温，而聚光器使用的分光膜能够将高热光线反射到接收器上，在发电的同时能够保障室内的温度不会过高。有效的利用太阳能的同时节约了温室降温的成本。12、3.聚光器在光照不强时，降下反光膜，对植物侧面进行补光，使光照更加均匀，植物长势更加良好。13、4.聚光器与温室上拱面结合，不占用地面空间，实现温室收集太阳光的最大化，避免了聚光器对下方温室的遮光现象，节约了空间和太阳能资源。14、5.将农业温室多余的太阳能集热用于发电，余热用来给温室供暖，“一棚多用”。15、综上，本发明巧妙的将抛物面反射式聚光器和设施农业结合，有效实现农光互补，拓宽了太阳能在农业领域上的应用。技术特征：1.一种聚光补光装置与设施农业结合的太阳能集热系统，其特征在于，包括顶部透明的日光温室、设置在所述日光温室内的抛物面反射式一次聚光器、设置在所述一次聚光器中部区域的转动轴、设置在所述日光温室顶部的二次聚光器以及设置在所述二次聚光器上焦点位置的真空管接收器、反光膜收放器、用于牵引所述抛物面反射式聚光器的拱顶牵引系统、地面牵引系统以及墙面牵引系统，所述一次聚光器上方设置有钢丝绳、所述钢丝绳的两端分别穿过所述一次聚光器的上端和末端，上端所述钢丝绳通过设置拱顶上侧的轴座与所述拱顶牵引系统连接，末端所述钢丝绳通过设置在拱顶下侧的定滑轮与地面牵引系统连接，所述转动轴通过钢丝绳与墙面牵引系统连接。2.根据权利要求1所述的一种聚光补光装置与设施农业结合的太阳能集热系统，其特征在于，还包括热电系统和储热系统以及散热系统，所述热电系统分别与所述真空管接收器和所述储热系统连接，所述散热系统包括设置在所述日光温室底部的散热管以及用于连通储热系统和所述散热管的水泵，所述热电系统接收真空管接收器的热能进行发电，发电的余热通过所述散热管路将热量释放到土壤中。3.根据权利要求1所述的一种聚光补光装置与设施农业结合的太阳能集热系统，其特征在于，所述一次聚光器包括两侧边框和分光膜，所述侧边框包括通过转动轴连接的曲形连杆，上端所述曲形连杆与所述轴座固定且所述牵引系统安装在所述轴座处，末端所述曲形连杆通过所述定滑轮和钢丝绳与地面牵引系统连接。4.根据权利要求3所述的一种聚光补光装置与设施农业结合的太阳能集热系统，其特征在于，所述反射膜收放器固定在所述一次聚光器的末端，所述反射膜收放器内部的反光膜通过钢丝绳沿着边框与墙面牵引系统相连，在一次聚光器折叠时将反光膜降下覆盖整个凸面。5.根据权利要求1所述的一种聚光补光装置与设施农业结合的太阳能集热系统，其特征在于，所述拱顶牵引系统、地面牵引系统以及墙面牵引系统均包括钢丝绳、电机和绞车，电机驱动绞车来完成所述钢丝绳的牵引。6.根据权利要求1所述的一种聚光补光装置与设施农业结合的太阳能集热系统，其特征在于，所述定滑轮固定在所述日光温室内部。技术总结本发明公开了一种聚光补光装置与设施农业结合的太阳能集热系统，包括日光温室、一次聚光器、转动轴、二次聚光器以及真空管接收器、反光膜收放器；本发明利用钢丝绳牵引系统实现聚光器的展开和折叠，在中午太阳光强烈时聚光器展开，将入射进来的太阳光聚集到放置于日光温室内部特定位置的真空管接收器上，部分由于偏移误差而不能直接聚集到真空管上的太阳光，经二次聚光器再反射也被汇聚到真空管上被接收，在早晚太阳光不强烈时，聚光器折叠，形成一个凸面，反光膜从反光膜收放器中降下，对植物进行补光，中午聚集的的太阳光将会转化为高温热量，高温热能被用于热发电，余热被储热系，统储存于温室下面的土壤中，给农业设施提供用热需求。技术研发人员：梁浩,朱方瑜,季延海,谢龙,刘明池,武占会,许超受保护的技术使用者：北京市农林科学院技术研发日：技术公布日：2024/5/12