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2025 年 18 期 基于太阳能的温室大棚供暖系统研究设计 近年来 温室大棚业务迅速扩大 为人 们带来了更丰富的蔬菜选择 针对我国北方寒冷地区 温室大棚保温能力差 抗寒能力弱 温控效果不佳 污染严重 效益不高以及电力供应成本高等问题 本 文本着 利用当地资源 因地制宜 的原则 使用单 片机作为核心控制器 构建了一套结合电能和太阳能 的 混 合 供 电 系 统 并 应用地暖及气暖供热系统 大数 量集中成效传感器的一键式供暖管理系统以及能够 有效保障作物茁壮成长的暖通系统 通过对一键式 管理系统的工作原理进行研究与剖析 实现了对温 室供暖负载的计算和分析 通过 全 面 的 硬 件 和 软 件 设 计 太阳能温室大棚的温度得以无人值守地监测和控 制 实现了供热的智慧调控 节能环保 操作简便 成本经济 温室大棚 光伏发电技术 智能供暖 智能控制 在政策引领下 众多农民与企业加入温室大棚蔬 菜的栽培和管理工作中 各地已形成一定的规模 在 气温极低的冬季 常规温室大棚对电力 煤炭之类资 源的需求一直很高 现代自动化技术迅猛发展 太阳 能一键式温室大棚智能供热管理系统得以广泛推广 温室大棚用透明材料来覆盖 这些材料都能吸收太阳 辐射热 有效提高温室的温度 这种环境条件对植 物生长有利 能给植物提供一个相对稳定 温暖的环 境 延长农作物生长周期 从而提高农作物产量 与 传统温室大棚不同 太阳能温室大棚利用太阳能来加 热供暖 不仅减少了燃煤或者燃气的使用 还避免了 有害气体的排放 基于太阳能的温室大棚能够提高农 业生产效率 提升农产品的市场竞争力 因此 研究 并设计一套基于太阳能的温室智能供暖管理系统 至 关重要 本研究设计了以22kW为额定功率的离网式太阳 能光伏发电系统 以满足温室大棚的供暖需求 离网 式太阳能光伏发电系统包含太阳能光伏阵列 电池组 块 太阳能控制器 转换器以及负载等部分 将太阳 能转化成电能形式 给负载供电 这就实现了太阳能 独立发电系统的正常运行 剩余电能经太阳能控制器 精准调控 以化学能储存在储能设备中 当日照强度 不够时 蓄电池里的能量就会经由转换器 滤波器和 变压器等转化成交流电 用来供交流负载使用 离网 式太阳能光伏发电系统在白天发电 要保证负载全天 候供电 需要配备相关储能装置 如蓄电池等设备 系统运用模块化控制这一方案的重点是通过精 心设计的电路结构 做到能量最大限度地跟踪 从而 精确管控蓄电池的充放电过程 功能电路经巧妙整合 形成统一系统 此举不仅简化了各模块电路控制 同 时大幅增强了系统整体稳定性与可靠性 在维护方 面 模块化控制的优势相当显著 当某个功能电路模 块出现问题时 仅需要单独更换该模块 而不必影响 其他电路模块的正常运行 这种分模块控制的形式 能够确保各控制算法单独运行 软件编写的效率和准 确性也因此大幅提高 系统的可靠性也得到进一步提 升 另外 模块化控制系统在灵活性方面也有了显著 提高 只要把相匹配的并网逆变器连接到直流输出端 口 系统就能顺利实现并网发电能力 离网型光伏发 电系统由系统组成 其主要包含光伏组件 前级升压 电路 蓄电池充电电路 蓄电池放电电路以及一系列 其他控制电路集合 这些组成部分相互配合 以保证 系统可靠且高效地运行 系统利用前级升压电路提升 光伏组件的输出电压 再结合最大功率跟踪控制模 式 让太阳能尽可能转化为电能 当太阳能供应充足 且能满足负载电力需求时 剩下的电能就会优先储存 到电池里 若太阳能供应不足 电池就会释放储存的 电能 用来弥补负载的电力缺口 保证系统的稳定运 行 此外 蓄电池的放电路也具备维持负载电压稳定 的功能 1 1供暖系统 本研究的供暖系统是为了降低开支与提升管理 水平 针对已建成的大规模大棚种植户区设计中央供 作者简介 李增辉 男 2002年出生 山西平定县人 本科在读 研究方向 电气工程与智能控制 DOI 10 15989 ki hbnjzzs 2025 18 006
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