余电种植系统及其控制方法与流程

本申请涉及光伏发电领域，尤其涉及一种余电种植系统及其控制方法。

背景技术：

1、随着社会经济不断发展，对能源的需求日益增加，尤其是电力需求呈现出快速增长的态势。然而，由于化石能源的大量燃烧带来了严重的环境问题，如大气污染、臭氧层破坏和雾霾等，能源保护已成为促进社会可持续发展的重要任务。因此，这使得寻找清洁、环保的能源替代方案变得至关重要。

2、在这样的背景下，太阳能发电作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了越来越多的关注。太阳能资源具有分布广泛、取之不尽用之不竭的特点，且在使用过程中不会排放污染物，对环境友好。因此，发展太阳能发电产业对于缓解能源压力、保护环境具有重要意义。

3、为发展太阳能发电产业，在我国西北地区的荒漠、沙漠、戈壁滩上，建设了大量光伏发电设备，但由于西北地区电力送出线路来不及应对目前西北大量的光伏发电能力，在满足电网输电需求之外，还会有部分剩余电力无法被利用，使得目前太阳能发电设施还存在发电限电的情况，这就造成了部分太阳能发电设施闲置，导致资源浪费。

技术实现思路

1、本申请提供一种余电种植系统及其控制方法，用以解决现有太阳能光伏发电产业中，由于存在发电限电的情况，造成部分太阳能发电设施闲置，导致资源浪费的技术问题。

2、根据本申请公开的第一方面，本申请了提供一种余电种植系统，所述系统包括：

3、种植大棚；

4、灌溉组件，所述灌溉组件包括储水箱、供水水泵、喷灌水泵和多个喷洒喷头，所述供水水泵分别与水源和所述储水箱连接，所述喷灌水泵分别与所述储水箱和布设在所述种植大棚内的所述喷洒喷头连接；

5、控温组件，所述控温组件包括空调，所述空调设置在所述种植大棚内；

6、光伏发电组件，所述光伏发电组件包括储能电池和多个太阳能电池板，所述储能电池与铺设在所述种植大棚顶部的所述太阳能电池板连接；

7、传感器组件，所述传感器组件包括温度传感器、土壤水分传感器和水位传感器；其中，所述温度传感器用于采集所述种植大棚内的温度，所述土壤水分传感器用于采集所述种植大棚内的土壤含水量，所述水位传感器用于采集所述储水箱内的水位高度；

8、控制模块，所述控制模块分别与所述供水水泵、所述喷灌水泵、所述空调、所述储能电池以及所述传感器组件连接。

9、在一种可行的实施方式中，所述种植大棚包括：

10、大棚框架，所述大棚框架下端固定安装在地面之上；

11、玻璃顶棚，所述玻璃顶棚铺设在所述大棚框架顶端；其中，所述太阳能电池板间隔铺设在所述玻璃顶棚之上

12、玻璃幕墙，所述玻璃幕墙铺设在所述大棚框架侧面。

13、在一种可行的实施方式中，所述玻璃幕墙的相对两侧开设有多个通风口，所述通风口处设有用于控制所述通风口开闭的电动风门，所述电动风门与所述控制模块连接；所述传感器组件还包括湿度传感器，所述湿度传感器与所述控制模块连接，用于采集所述种植大棚内的湿度。

14、在一种可行的实施方式中，所述大棚框架顶部和侧面设有雨水流道，所述雨水流道用于排出所述大棚顶部雨水。

15、在一种可行的实施方式中，所述种植大棚内还设有用于容纳农作物根系的保水袋，所述保水袋侧面开设有多个根系出孔。

16、根据本申请公开的第二方面，本申请了提供一种余电种植系统的控制方法，基于第一方面中任一项所述的余电种植系统，所述方法包括：

17、基于所述控制模块获取所述储能电池的存储电量；

18、基于所述存储电量和预设的电网需求电量，获取余电电量；

19、若所述余电电量大于预设的电量阈值，则所述控制模块切换为余电利用模式；其中，在所述余电利用模式下，所述控制模块利用所述余电电量控制所述供水水泵、所述喷灌水泵、所述空调、所述储能电池以及所述传感器组件的运行。

20、在一种可行的实施方式中，所述方法还包括：

21、在预设的土壤蒸发曲线中，根据当前日期确定所述种植大棚内的土壤蒸发量；其中，所述土壤蒸发曲线用于表示在不同时期下，所述种植大棚内的土壤蒸发量；

22、将所述土壤蒸发量和所述种植大棚内农作物的叶面积指数输入预设的植物蒸腾模型，确定所述农作物的植物蒸腾量；

23、将所述植物蒸腾量输入预设的植物宏观吸水模型，确定所述农作物的根系吸水量；

24、基于所述土壤水分传感器获取所述种植大棚内的土壤含水量；

25、若所述土壤含水量小于所述土壤蒸发量和所述根系吸水量之和，则所述控制模块控制所述喷灌水泵开启，通过所述喷灌水泵向所述喷洒喷头供水对所述种植大棚内的农作物进行灌溉。

26、在一种可行的实施方式中，所述方法还包括：

27、当所述土壤含水量等于所述土壤蒸发量和所述根系吸水量之和时，则所述控制模块控制所述喷灌水泵关闭，停止对所述种植大棚内的植物进行灌溉。

28、在一种可行的实施方式中，所述方法还包括：

29、确定所述种植大棚内农作物生长发育的适宜温度区间；

30、基于所述温度传感器获取所述种植大棚内的室内温度；

31、若所述室内温度超出所述适宜温度区间，则所述控制模块控制所述空调开启，通过所述空调对所述室内温度进行调节。

32、在一种可行的实施方式中，所述方法还包括：

33、基于所述水位传感器获取所述储水箱内的水位高度；

34、若所述水位高度低于预设的水位阈值，则所述控制模块控制所述供水水泵开启，通过所述供水水泵向所述储水箱内补水。

35、现有技术相比，本申请具有如下的有益效果：

36、本申请提供的一种余电种植系统及其控制方法，通过将太阳能光伏发电设施与大棚种植技术相结合的方式，实现了“棚上发电，棚下种植”的发电模式。“光伏发电+余电利用”的创新方式，可以将光伏发电设施多余的发电量消耗在种植大棚的农作物种植过程中，且大棚种植的农作物还可以销售产生二次收益，以达到光伏产业发展与周边生态治理的共赢，并实现“1+1>2”的收益，有效提高了光伏发电设施的设备利用率，避免了资源浪费。

技术特征：

1.一种余电种植系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述种植大棚包括：

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述玻璃幕墙的相对两侧开设有多个通风口，所述通风口处设有用于控制所述通风口开闭的电动风门，所述电动风门与所述控制模块连接；所述传感器组件还包括湿度传感器，所述湿度传感器与所述控制模块连接，用于采集所述种植大棚内的湿度。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述大棚框架顶部和侧面设有雨水流道，所述雨水流道用于排出所述大棚顶部雨水。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述种植大棚内还设有用于容纳农作物根系的保水袋，所述保水袋侧面开设有多个根系出孔。

6.一种余电种植系统的控制方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-5任一项所述的余电种植系统，所述方法包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结本申请提供一种余电种植系统及其控制方法，可用于光伏发电领域。该系统包括：种植大棚、灌溉组件、控温组件、光伏发电组件、传感器组件和控制模块；灌溉组件包括储水箱、供水水泵、喷灌水泵和多个喷洒喷头；控温组件包括空调，空调设置在所述种植大棚内；光伏发电组件包括储能电池和多个太阳能电池板，储能电池与铺设在种植大棚顶部的太阳能电池板连接；传感器组件包括温度传感器、土壤水分传感器和水位传感器；控制模块分别与供水水泵、喷灌水泵、空调、储能电池以及传感器组件连接。本申请的系统，通过将太阳能光伏发电设施与大棚种植技术相结合，有效提高了光伏发电设施的设备利用率，避免了资源浪费。技术研发人员：刘强,帅争峰,曾婧婧,李杰,何乃健,彭城,马宗仁受保护的技术使用者：中国三峡新能源（集团）股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5