СОЛНЕЧНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ФОТОГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ НАСТЕННЫЙ КОМПЛЕКТ Российский патент 2023 года по МПК H01L31/02 A01G9/26 

Изобретение создано в области конструкций для тепличных культур. В частности, изобретение применимо ко всем типам теплиц для сельскохозяйственного и цветочного сектора.

В настоящее время использование фотогальванической системы находит конкретное применение в сельском хозяйстве, где энергия вырабатывается с помощью фотогальванических панелей (фотогальванических стен), удобно расположенных на крышах теплиц.

Традиционные теплицы в основном состоят из рамной конструкции из железа или стали, которая повторяется с определенным шагом вдоль главной продольной оси, заполняющих стенок и покрытия, которое обычно включает в себя для каждого пролета множество конструкций с одним коньком и двумя наклонными скатами.

Как правило, эти теплицы располагаются с продольной осью, параллельной направлению север-юг, чтобы обеспечить растения равномерным солнечным светом в течение дня и предотвратить затенение растений друг другом.

Заполняющие стенки и крыша обычно изготавливаются из прозрачного материала, такого как стекло, поликарбонат, мембраны или пластиковые пленки, например, из ПВХ.

Как правило, по меньшей мере один из указанных скатов снабжен способом открывания общего типа, например, одной или двумя створками, или типом «крыло чайки», или более современным типом «кабриолет» для воздухообмена внутри теплицы.

Недостатком этих типов проемов является то, что, когда ветер достигает скорости 30 км/ч, проемы начинают закрываться и полностью закрываются при ветре больше, чем 35 км/ч. Если теплица остается закрытой в течение среднего или длительного периода времени, растения задыхаются внутри, что в свою очередь влияет на количество и качество выращенного продукта. Еще большая проблема создается в случае затяжных дождливых дней, помимо удушья создается повышенная влажность, фатальная для производства.

Традиционные теплицы с фотогальванической крышей устроены так, что их продольная ось параллельна направлению восток/запад, и включают неподвижную фотогальваническую стену, связанную с наклонным уклоном крыши, обращенной на юг, и устроены так, что ее захватывающая сторона подвергается воздействию солнечного света.

Таким образом, теплицы с традиционной фотогальванической крышей имеют главный недостаток: ориентация их продольной оси для оптимизации работы фотогальванической панели не соответствует идеальной ориентации для сельскохозяйственных культур и продуктивности сельского хозяйства.

Солнечные лучи и воздухообмен, которые базово необходимы для выращивания сельскохозяйственных культур, должны быть как можно более равномерными и обеспечены в течение наибольшего количества часов в день.

Неподвижные фотогальванические панели на наклонных крышах также подвержены перегреву из-за плохой вентиляции, что отрицательно сказывается на энергоэффективности.

Еще более невыгодно, когда фотогальванические стены полностью заменяют кровельные элементы теплицы, они создают полную тень и излучают тепло внутри теплицы, вызывая вредные пики высоких температур, повреждающие сельскохозяйственные культуры.

Изобретение направлено на преодоление всех этих ограничений.

Таким образом, задача изобретения состоит в том, чтобы предложить комплект, применимый ко всем типам теплиц, который гарантирует равномерное облучение сельскохозяйственных культур, который максимально увеличивает прохождение света внутрь теплицы, который имеет плавный внутренний тепловой процесс и который оснащен фотогальваническими стенами, расположенными таким образом, чтобы лучше улавливать солнечный свет и преобразовывать его в электричество или в другой вид энергии.

Задача достигается тем, что комплект разработан вдоль продольной оси и включает:

набор компонентов, образующих рамную конструкцию;

заполняющие стенки;

открывающиеся средства для воздухообмена внутри теплицы;

первую фотогальваническую стену с лицевой стороной, улавливающей солнечный свет, обращенный на восток;

комплект характеризуется тем, что дополнительно включает:

вторую фотогальваническую стену с отслеживанием, снабженная лицом, улавливающим солнечный свет, обращенным на запад;

программируемый блок управления, подключенный к программному обеспечению для полностью автоматического управления;

первое и второе моторные средства (двигатели/электродвигатели), предназначенные для перемещения указанных первой и второй фотогальванических стенок.

Причем фотогальванические стены расположены вдоль наклонных створок и шарнирно закреплены на гребне, а программируемый блок управления, соединенный с программным обеспечением, способен управлять первым и вторым моторными средствами для независимого вращения каждой фотогальванической стены на основе полученных сигналов.

Продольная ось комплекта выгодно расположена параллельно направлению север-юг.

Согласно предпочтительному аспекту изобретения каждая из указанных первой и второй фотогальванических стенок воздействует на часть указанных наклонных участков, а участки указанных наклонных участков известного типа, не затронутые фотогальваническими стенками, имеют криволинейное развитие.

В соответствии с еще одним предпочтительным аспектом изобретения внутренняя часть заполнения конька выполнена с зеркальной обработкой для отражения света в затененной части.

Преимущества изобретения многочисленны: в отличие от всех конструкций для защищенного выращивания, при сильном ветре или дожде комплект дает максимальный агрономический урожай.

Фотогальванические стены не зависят от работы теплицы, большим преимуществом является то, что фотогальваническая стена не испытывает отрицательного воздействия теплицы, не перегревается. Фотогальваническая стена имеет выход, который может варьироваться от 15% до 20% больше, чем при производстве электроэнергии.

Различные фазы управляются программируемым блоком управления, подключенным к управляющему программному обеспечению, а контроль фотогальванических стен делает комплект оптимальным для производства энергии. Ориентация север/юг оси самой теплицы также делает ее оптимальной для сельскохозяйственного производства. Облучение растений происходит равномерно в течение дня.

Фотогальванические стены можно соответствующим образом отрегулировать с помощью электродвигателей в зависимости от наклона солнечных лучей, чтобы всегда гарантировать максимальную производительность.

Еще более предпочтительно то, что моторные средства работают отдельно, и поэтому фотогальванические стены могут ориентироваться независимо друг от друга, часть фиксированного шага, не занятая комплектом, имеет известный тип кривизны, который увеличивает прохождение света внутрь на 20%.

На Фиг. 1 (Т1) представлен комплект без фотогальванических стенок согласно изобретению.

На Фиг. 2 (Т2) представлен комплект с фотогальваническими стенками согласно изобретению.

На Фиг. 3 (Т3) представлена в поперечном сечении теплица с комплектом с фотогальваническим покрытием согласно изобретению в ночном положении.

На Фиг. 4 (Т4) представлены теплицы с комплектами. Позиции 13 и 14 - определяется тем, что при наличии нескольких комплектов фотогальванические стены на западе не должны затенять фотогальванические стены на востоке.

На Фиг. 5 (Т5) показана теплица с продольной разверткой вдоль главной оси х, параллельной направлению север/юг, увенчанная конструкцией комплекта, оснащенной стенами с проемом, ролл-баром известного типа 1 с двумя двигателями 24 для ролл-бара и четырьмя телескопическими рычагами 23.

На Фиг. 6 (Т6) показана теплица с продольной разверткой вдоль главной оси x, параллельной направлению север/юг, увенчанная конструкцией Kit, оснащенной мобильными фотогальваническими стенами, с двумя двигателями для фотогальванических стен из серии толкающих средств (кремальера) 19.

На Фиг. 7 (Т7) показана теплица с продольным развитием вдоль главной оси x, параллельной направлению север/юг, увенчанная конструкцией Kit, оснащенной фотогальваническими стенами, мобильные фотогальванические стены состоят из множества фотогальванических модулей, расположенных рядом друг с другом. стороны и соединены между собой так, чтобы образовать стену, снабженную поглощающими поверхностями 13 и 14.

На Фиг. 8 (Т8 и Т8.1) представлен комплект (слева), установленный на теплице с шарнирным соединением стен и соединение (справа) стен при помощи шарнирных средств, обеспечивающих возможность поворота стен вокруг оси, параллельной основной оси теплицы.

На Фиг. 9 (Т) представлены теплицы с установленными комплектами и графически показанными направлениями солнечных лучей в зенитном положении и их рассеивание внутри теплицы (солнце в зените).

На Фиг. 10 (Т10) представлены комплекты, установленные на теплицах с разными положениями фотогальванических стен, управляемые программируемым блоком управления и градусами солнечных лучей, которые падают на стены, когда они не затеняют другие фотогальванические стены, обращенные на восток.

На Фиг. 11 (Т11), 12 (Т12), 13 (Т13), 14 (Т14) представлены теплицы с установленными комплектами и графически показанными направлениями солнечных лучей и их рассеивание внутри теплицы.

На Фиг. 15 (Т15) представлены теплицы с установленными комплектами и графически показанными направлениями воздушных потоков внутри теплицы.

На Фиг. 16 (Т16), 17 (Т17) представлены теплицы с установленными комплектами и графически показанными каплями дождя, при которых система подвижных ролл боковых сторон комплекта (открывающиеся средства) для воздухообмена внутри теплицы открыта с двух сторон, когда дождь прямо падает на комплект в отсутствии ветра и открыта слева, но закрыта справа, когда дождь падает справа на комплект при ветре.

На фиг. 18 (Т18) представлены теплицы с установленными комплектами и раздвижным затвором для энергосбережения зимой, с подвижным затвором из москитной сетки.

На Фиг. 19 (Т1R) представлен набор компонентов, образующих каркасную конструкцию; ребристые стены заполнения с отражающей внутренней стороной, боковые навесные стенки, монтажные принадлежности, соединительные профили, стальной натяжной трос.

На Фиг. 20 (Т2R) представлена теплица с установленным комплектом с фотогальваническими стенами.

На Фиг. 21 (Т3R) представлена теплица с установленным комплектом с фотогальваническими стенами и схематичным изображением потока воздуха за счет системы воздухообмена с вентиляцией и охлаждением стен.

На Фиг. 22 (Т4R) представлена теплица с установленным комплектом с фотогальваническими стенами.

На Фиг. 23 (Т5R) представлены теплицы с установленными комплектами с фотогальваническими стенами, управляемые программным обеспечением и способные излучать соответствующие сигналы, коррелирующие с положением и градусом солнечных лучей, которые падают на сами стены.

На фиг. 24 (Т6R) представлены криволинейные стены 16-17, не занятые комплектом, которые увеличивают рассеивание света внутри теплицы. А также проиллюстрирована работа теплицы согласно изобретению. Заполнение 2 конька с отражающей внутренней стороной, отражают свет в местах, где прямой и непрямой свет не может освещаться в течение многих часов дня.

На Фиг. 25 (Т7R) представлена теплица в дождливые дни. При дожде, без ветра воздухообмен внутри теплицы не прерывается, обе стены открыты.

На Фиг. 26 (Т8R) представлена теплица в дождливые дни. При дожде и боковом ветре воздухообмен внутри теплицы не прерывается, при полностью открытой стене и одна стена полностью закрыта.

Каждая конструкция комплекта «Т8» (Фиг. 8 слева) указанных заполняющих стенок конька с отражающей внутренней стороной 2 содержит две фотогальванические стенки 13 и 14, расположенные вдоль наклонных скатов 3 в соответствии со средствами покрытия, с возможностью вращения, закрепленные на указанном гребне 22 лучше выделенные на «Т8.1» (Фиг.8 справа) с шарнирным средством 21 с возможностью поворота вокруг оси, параллельной основной оси теплицы.

Упомянутые изогнутые стены известного типа "Т9" (Фиг. 9) не занятые комплектом, увеличивают рассеивание света внутри теплицы 17-16.

Упомянутый комплект управляется программным обеспечением и способен излучать подходящие сигналы, соответствующие положению и степени солнечных лучей, падающих на сами стены. Когда стена 14 больше не затеняет стену 13, обращенную на восток, начинается вращение стен 13-14, как показано на «T10» (Фиг. 10).

Криволинейные участки 16-17 известного типа, не покрытые комплектом обращенные на запад, обеспечивают поступление непрямого рассеянного света в теплицу 17, а участки ската 16, обращенные на восток, пропускают в теплицу рассеянные прямые солнечные лучи, как в моделировании «Т11-T12» (Фиг. 11, 12). Вращение указанных стен 13, обращенных на восток, и стен 14, обращенных на запад, постепенно продолжается до тех пор, пока сами стены не будут расположены в одной плоскости "Т13"(Фиг. 13). В полдень, когда солнце в зените. Работа теплицы в соответствии с изобретением проиллюстрирована с конкретной ссылкой на указанную фигуру. Заполняющие стенки конька с отражающей внутренней стороной 2 отражают свет в точках, где прямой и непрямой свет не может освещаться в течение многих часов дня.

С полудня до заката фотогальванические стены 13, 14 ведут себя так же, как утром, с обратными ролями и направлением вращения, определяемыми блоком управления и программным обеспечением "Т14"(Фиг. 14).

Комплект на этапе проектирования был разработан для придания большей яркости внутри теплицы и охлаждения стены. В последующем оказалось реальным решением для обмена насыщенного воздуха внутри тепличной конструкции. Система воздухообмена внутри теплицы, как показано на «T15» (Фиг. 15) (чем больше ветра, тем эффективнее фотоэлектрические и агрономические показатели), а также охлаждение стены за счет увеличения ее производства на 15% - 20%. Он вызывает попадание части ветра в теплицу и еще больше облегчает отвод накопившегося тепла. Решая многие проблемы с агрономической точки зрения, помимо воздухообмена внутри теплицы, циркуляция полностью исключает образование конденсата, что принципиально для сельскохозяйственных культур. Большее производство, более однородный продукт, посевы будут меньше подвергаться агрессии многих болезней, вызванных конденсацией, что очень важно для тех, кто занимается органическим земледелием. все управляется самостоятельно с помощью блока управления и датчика температуры внутри теплицы, по известной технологии, открывая и закрывая отверстия ролл-бара соответствующим образом по бокам комплекта.

Еще одно большое агротехническое преимущество - это когда бывают дождливые дни. Аналогично, когда идет дождь, как показано в "Т16" (Фиг. 16). При дожде, без ветра воздухообмен внутри теплицы не прерывается, обе стены ролл-бара 1 открыты.

Другим большим агрономическим преимуществом является то, когда бывают дождливые дни, когда идет дождь, как показано в «Т17» (Фиг. 17). При дожде и боковом ветре воздухообмен внутри теплицы не прерывается, при полностью открытой стене 1 одна стена 1 полностью закрыты.

Предусмотрено подвижное закрытие для зимнего энергосбережения 20, как показано в «Т18» (Фиг. 18).

Предусмотрено подвижное закрытие сетки 19 от насекомых, представленное в «Т18».

Изобретение, как описано и проиллюстрировано, позволяет достичь поставленных целей и задач.

На практике понятно, что все детали конструкции могут быть заменены другими технически равноценными деталями, а материалы, формы и размеры могут варьироваться в зависимости от необходимости, но без изменения самих целей, направленных на защиту изобретения.

Комплект (Т1R, Фиг. 19) разработан по поперечной оси (х) и включает:

рама с комплектом для монтажа, включающим наклонные скаты 3, каркас с фурнитурой для сборки 4, трубчатый элемент, содержащий структуру ролл 5, стальные натяжные тросы 8, усиление конька 11;

заполняющие стенки конька с отражающей внутренней стороной 2;

оборудован коньком 9 и двумя наклонными скатами 3;

средства открывания для воздухообмена указанной теплицы (система ролл-бара со стенками 1);

заполняющий щиток 6;

специальные соединительные профили 7;

стальной натяжной трос 8;

кронштейн натяжителя 9;

кронштейн соединительный Комплект 10;

кронштейн 12 с подшипником для перемещения стен 13, 14;

гребень 22 (специальный профиль для соединения стен).

Комплект (Т2R, Фиг. 20) разработан по продольной оси (х), включает:

первую фотогальваническую стену 13, снабженную улавливающей поверхностью, обращенной к солнечному свету, вторую фотогальваническую стену 14, имеющую улавливающую поверхность, обращенную к солнечному свету; первый 15 и второй 15 двигатель, предназначенные для перемещения первого 13 и второго 14 множества фотогальванических стен; причем указанные фотогальванические стенки 13-14 расположены вдоль указанных наклонных створок 3 и шарнирно закреплены 21 на указанном гребне 22, а указанный программируемый блок управления С способен управлять указанными первым 15 и вторым 15 моторными средствами для независимого вращения каждой фотогальванической стены 13-14 на основе сигналов, полученных Программным обеспечением.

Комплект (T3R, Фиг. 21) содержит систему воздухообмена с вентиляцией и вытяжкой цвета внутри теплицы, как показано в T3R (Фиг. 21), свежий ветер, помимо охлаждения стен за счет увеличения ее производительности на 15% - 20%, гарантирует, что часть ветра, поступает в теплицу и еще больше облегчает выход из внутренней части теплицы тепла, которое аккумулируется.

Система воздухообмена с вентиляцией и вытяжкой цвета внутри теплицы одновременно управляется автономно с помощью блока управления и датчика температуры внутри самой теплицы, по известной методике, открывая и закрывая соответствующим образом боковые отверстия комплекта.

Каждая из указанных первой 13 и второй 14 фотогальванических стенок включает в себя часть наклонных гребневых заполняющих стенок конька с отражающей внутренней стороной 2, причем криволинейные участки 16, 17 не входят в комплект.

Упомянутый комплект (T5R, Фиг. 23) управляется программным обеспечением и способен излучать подходящие сигналы, соответствующие положению и степени падения солнечных лучей на сами стены. Как только стены больше не затеняют восточную стену 13, начинается поворот стен 13-14.

Упомянутые криволинейные стены 16-17 известного типа "Т6R" (Фиг. 24), не занятые комплектом, увеличивают рассеивание света внутри теплицы. Конкретно на указанной фигуре проиллюстрирована работа теплицы согласно изобретению. Заполняющие стенки конька с отражающей внутренней стороной 2 отражают свет в местах, где прямой и непрямой свет не может освещаться в течение многих часов дня.

Еще одно большое агротехническое преимущество - это когда бывают дождливые дни. Аналогично, когда идет дождь, как показано в "Т7R" (Фиг. 25). При дожде, без ветра воздухообмен внутри теплицы не прерывается, обе стены 1 открыты.

Другим большим агрономическим преимуществом является то, когда бывают дождливые дни. Тоже, когда идет дождь, как показано в «Т8R» (Фиг. 26). При дожде и боковом ветре воздухообмен внутри теплицы не прерывается, при полностью открытой стене 1 одна стена 1 полностью закрыты.

Фотогальванические стены 13, 14 расположены по наклонным скатам 3 и шарнирно закреплены на коньке, с шарнирными средствами крепления 21, чтобы он мог вращаться вокруг оси, параллельной основной из теплицы, чтобы он мог вращаться вокруг оси, параллельной основной из теплицы. Положение определяется тем, что при наличии нескольких комплектов, фотогальванические стены 14 на западе не должны затенять фотогальванические стены 13 на востоке. Мобильные фотогальванические стены 13, 14 состоят из множества фотогальванических модулей, расположенных рядом и соединенных друг с другом так, чтобы образовалась стена.

Воздухообмен управляется автономно с помощью блока управления и датчика температуры (на Фиг. не показаны) внутри теплицы, открывая и закрывая отверстия ролл-бара, расположенные по бокам комплекта N ° два двигателя с четырьмя телескопическими рычагами.

Рассмотрим пример использования комплекта.

На каждую теплицу устанавливают рамную конструкцию.

Продольная ось комплекта выгодно расположена параллельно направлению север-юг.

На рамную конструкцию устанавливают шарнирно на гребне 22 вдоль наклонных створок 3 первую фотогальваническую стену 13 лицевой стороной, улавливающей солнечный свет, обращенный на восток и вторую фотогальваническую стену 14 с отслеживанием (датчиком), снабженная лицевой стороной, улавливающей солнечный свет, обращенным на запад. На рамную конструкцию устанавливают моторные средства 15, для каждой свой.

На рассвете солнечные лучи попадают на фотогальванические стены 13, расположенные на восток, все в «закрытом» состоянии. Когда стены 14 перестают затенять обращенные на восток стены 13, начинается поворот стен 14.

Датчики, расположенные на стенах, расположенных в сторону запада, фиксируют затемнение на них и отправляют сигнал на блок управления, который в свою очередь отправляет сигнал на моторное средство, подключенное к стене, на которой образуется тень, с задачей поднять стену до положения, в котором на ней исчезнет затемнение.

Такой цикл происходит в течение всего дня.

Когда солнце находится строго вертикально над теплицами, его лучи направлены прямолинейно на все стены и ни на одной не образуется тень, в данный момент все стены находятся в положении горизонтально к земле для потребления максимального количества световых лучей.

Программируемый блок управления, соединенный с программным обеспечением, способен управлять первым и вторым моторными средствами для независимого вращения каждой фотогальванической стены на основе полученных сигналов.

Заполняющие стенки конька с отражающей внутренней стороной 2 все время непрерывно, при попадании на их внутреннюю отражающую поверхность световых лучей, отражают их, тем самым увеличиваю их количество.

Открывающиеся средства для воздухообмена внутри теплицы представляют собой стандартную систему открывания боковых сторон комплекта для воздухообмена. Они взаимосвязаны через блок управления с датчиками температуры, влажности, находящиеся внутри теплицы и посылающие данные о климате внутри теплицы на блок управления, который передает сигнал на систему открывания боковых сторон, которые приводят в движение боковые стороны и происходит воздухообмен.

В дождливые дни стороны могут быть открыты одновременно все и полностью, могут частично открыты, а может быть одна закрыта, которая попадает под угол падения капель, а вторая открыта. В любом случае происходит непрерывный воздухообмен внутри теплицы.

Движение стен и отсутствие затемнения на любой из них, а также непрерывный воздухообмен внутри теплицы обеспечивают улучшение объема производства, повышение продуктивности выращивания, отсутствия конденсации, а также наличия проветривания и циркуляция воздуха.

Изобретение создано в области конструкций для тепличных культур, в которых энергия вырабатывается с помощью фотогальванических панелей, расположенных на крышах теплиц. Технический результат заключается в улучшении объема производства, повышении продуктивности выращивания, отсутствия конденсации, а также наличия проветривания и циркуляция воздуха. Сущность: солнечно-ориентированный фотогальванический настенный комплект, применяемый для теплиц, включает раму с комплектом для монтажа, заполняющие стенки конька с отражающей внутренней стороной, конек и два наклонных ската, средства открывания для воздухообмена теплицы, заполняющий щиток, соединительные профили, стальной натяжной трос, кронштейн натяжителя, кронштейн соединительный, профиль для соединения стен, дополнительно комплект включает первую фотогальваническую стену, снабженную улавливающей поверхностью, обращенной к солнечному свету, вторую фотогальваническую стену, имеющую улавливающую поверхность, обращенную к солнечному свету, первое и второе моторные средства, предназначенные для перемещения фотогальванических стен, причем фотогальванические стены расположены вдоль наклонных створок и шарнирно закреплены на гребне, а программируемый блок управления выполнен с возможностью управления первым и вторым моторными средствами для независимого вращения каждой фотогальванической стены на основе сигналов, полученных программным обеспечением. 2 з.п. ф-лы, 26 ил.

1. Солнечно-ориентированный фотогальванический настенный комплект, применяемый для теплиц, включающий раму с комплектом для монтажа, заполняющие стенки конька с отражающей внутренней стороной, конек и два наклонных ската, средства открывания для воздухообмена теплицы, заполняющий щиток, соединительные профили, стальной натяжной трос, кронштейн натяжителя, кронштейн соединительный, профиль для соединения стен, дополнительно комплект включает первую фотогальваническую стену, снабженную улавливающей поверхностью, обращенной к солнечному свету, вторую фотогальваническую стену, имеющую улавливающую поверхность, обращенную к солнечному свету, первое и второе моторные средства, предназначенные для перемещения фотогальванических стен, причем фотогальванические стены расположены вдоль наклонных створок и шарнирно закреплены на гребне, а программируемый блок управления выполнен с возможностью управления первым и вторым моторными средствами для независимого вращения каждой фотогальванической стены на основе сигналов, полученных программным обеспечением.

2. Солнечно-ориентированный фотогальванический настенный комплект, применяемый для теплиц по п. 1, характеризующийся тем, что средства открывания для воздухообмена управляется автономно с помощью блока управления и датчика температуры внутри самой теплицы, открывая и закрывая соответствующим образом боковые отверстия комплекта.

3. Солнечно-ориентированный фотогальванический настенный комплект, применяемый для теплиц по п. 1, характеризующийся тем, что каждая из первой и второй фотогальванических стенок включает в себя часть заполнения, наклоненную на гребне с отражающей внутренней стороной.