[发明专利]一种基于太阳能的节能温室系统

权利要求书

1.一种基于太阳能的节能温室系统，其特征在于，包括太阳能发电子系统和节能控制子系统，所述太阳能发电子系统用于将太阳能转化为电能，向所述节能控制子系统供电，所述节能控制子系统利用所述太阳能子系统提供的电能对温室环境进行调节。

2.根据权利要求1所述的基于太阳能的节能温室系统，其特征在于，所述节能控制子系统包括温室环境建模模块、温室能耗建模模块、节能控制模块，所述温室环境建模模块用于建立温室的环境模型，所述温室能耗建模模块用于建立温室的能耗模型，所述节能控制模块用于根据温室的环境模型和能耗模型对温室温度、温室湿度和温室二氧化碳浓度进行控制。

3.根据权利要求2所述的基于太阳能的节能温室系统，其特征在于，所述温室环境建模模块包括温室温度建模子模块、温室湿度建模子模块和温室二氧化碳浓度建模子模块，所述温室温度建模子模块用于建立温室的温度模型，所述温室湿度建模子模块用于建立温室的湿度模型，所述温室二氧化碳浓度建模子模块用于建立温室的二氧化碳浓度模型。

4.根据权利要求3所述的基于太阳能的节能温室系统，其特征在于，所述温室温度建模子模块用于建立温室的温度模型，具体为：

采用下式建立温室的温度模型：

式中，R₁表示温室热水管道供热量，R₂表示太阳辐射热量，R₃表示温室照明设备辐射热量，R₄表示植物呼吸作用产生的热量，R₅表示植物光合作用吸收的热量，R₆表示植物蒸腾作用吸收的热量，m表示温室中空气质量，C表示空气的比热容，T(t)表示t时刻温室温度，t表示时间变量。

5.根据权利要求4所述的基于太阳能的节能温室系统，其特征在于，所述温室湿度建模子模块用于建立温室的湿度模型，具体为：

采用下式建立温室的湿度模型：

式中，S₁表示植物蒸腾作用的速率，S₂表示增湿设备工作增加的水分，S₃表示除湿设备工作减少的水分，ρ表示温室中空气密度，b(t)表示t时刻温室湿度，t表示时间变量。

6.根据权利要求5所述的基于太阳能的节能温室系统，其特征在于，所述温室二氧化碳浓度建模子模块用于建立温室的二氧化碳浓度模型；具体为：

采用下式建立温室的二氧化碳浓度模型：

式中，E₁表示植物呼吸作用二氧化碳的释放速率，E₂表示二氧化碳发生设备的二氧化碳的释放速率，E₃表示植物光合作用二氧化碳的消耗速率，ρ表示温室中空气密度，片(t)表示t时刻温室中二氧化碳浓度，t表示时间变量。

7.根据权利要求6所述的基于太阳能的节能温室系统，其特征在于，所述温室能耗建模模块用于建立温室的能耗模型，具体为：

采用下式建立温室总能耗模型：

式中，Z表示温室在时间段[t₀，τ]内的总能耗指数，i表示第i个能耗设备，n表示能耗设备的总数量，t₀表示温室总能耗统计开始时间，τ表示温室总能耗统计结束时间，t表示时间变量，p_i(t)表示第i个能耗设备在t时刻瞬时功率；温室的总能耗指数越大，表示温室的总能耗越大。

8.根据权利要求7所述的基于太阳能的节能温室系统，其特征在于，所述节能控制模块用于根据温室的环境模型和能耗模型对温室温度、温室湿度和温室二氧化碳浓度进行控制，具体为：

根据温室的温度模型控制温室热水管道和照明设备对温室温度进行控制，根据温室的湿度模型控制增湿设备和除湿设备对温室湿度进行控制，根据温室的二氧化碳浓度模型控制二氧化碳发生设备对温室二氧化碳浓度进行控制，根据温室总能耗模型确定温室热水管道、照明设备、增湿设备、除湿设备、二氧化碳发生设备的总能耗指数，总能耗指数越低，表示节能效果越好。