[发明专利]密闭植物工厂太阳能立体照明系统

说明书

本发明提供一种密闭植物工厂太阳能立体照明系统，包括：多个聚光单元，多个所述聚光单元阵列排布在植物工厂的顶部；多个红外分离吸收单元，每个所述红外分离吸收单元分别位于所述聚光单元的出光侧；多组光传导单元，每组所述光传导单元分别位于所述红外分离吸收单元的出光侧，并位于所述植物工厂的内部。本发明提供的密闭植物工厂太阳能立体照明系统，通过设置聚光单元将太阳光进行收集，红外分离吸收单元将太阳光进行分频，分频后的可见光用于照射各层栽培面上的植物，紫外光和红外光用于为营养液杀菌，实现了太阳能的分频利用，减小了植物工厂照明和制冷能耗。

技术领域

本发明涉及太阳能利用技术领域，尤其涉及一种密闭植物工厂太阳能立体照明系统。

背景技术

植物工厂是一种通过在设施内高精度环境控制，实现作物周年连续生产的高效农业系统，多年来一直被国际上认为是设施农业的高级发展形式。

密闭型植物工厂内的光源与空调能耗较大，一直是影响其发展的关键制约因素。室外大量的太阳能清洁能源不仅不能被其利用，还会增加其空调冷负荷。在植物工厂中，电能消耗约占运行成本的52％，而人工光源和空调的能耗分别占植物工厂总体电能耗的60％和35％，而由于密闭型植物工厂围护结构绝热性能强、气密性好(保持空气洁净度)几乎不与外界进行热交换，再加上光源发热、水泵风机等设备运行、人的活动、植物蒸腾、光合和呼吸作用产生了大量热量。为了维持植物生长的最佳温度，故大部分时候都是在降温，尤其是在人工光照明的光期。且目前太阳光不仅不能被植物工厂直接利用还会增加植物工厂内部的热量，增加其空调制冷负荷。基于此，如何有效地利用太阳能，降低电能消耗成为植物工厂亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种密闭植物工厂太阳能立体照明系统，用以解决现有技术中植物工厂电能消耗严重的缺陷。

本发明提供一种密闭植物工厂太阳能立体照明系统，包括：多个聚光单元，多个所述聚光单元呈阵列排布在植物工厂的顶部；多个红外分离吸收单元，每个所述红外分离吸收单元分别位于所述聚光单元的出光侧；多组光传导单元，每组所述光传导单元分别位于所述红外分离吸收单元的出光侧，并位于所述植物工厂的内部。

根据本发明提供的一种密闭植物工厂太阳能立体照明系统，所述红外分离吸收单元包括：反射腔体，位于所述聚光单元的出光侧，所述反射腔体的内壁涂有高反射涂层，所述反射腔体内填充有红外吸收液。

根据本发明提供的一种密闭植物工厂太阳能立体照明系统，所述红外分离吸收单元还包括：第一筒形件，设置在所述反射腔体内，所述第一筒形件的两端与所述反射腔体连接，所述第一筒形件的侧壁开设有第一通孔，所述第一筒形件的外壁涂有高反射涂层；第一红外二向分光片，设置在所述第一筒形件内，并位于所述第一通孔处，且与水平面呈45°角度设置；第一透明盖板，设置在所述第一筒形件的顶端；第一聚焦透镜和第一准直透镜，所述第一聚焦透镜位于所述红外二向分光片的下方，所述第一准直透镜位于所述第一聚焦透镜的下方。

根据本发明提供的一种密闭植物工厂太阳能立体照明系统，所述红外分离吸收单元还包括：第二筒形件，设置在所述反射腔体内，所述第二筒形件的两端与所述反射腔体连接，所述第二筒形件的侧壁开设有第二通孔，所述第二筒形件的外壁涂有高反射涂层；第二红外二向分光片，设置在所述第二筒形件内，并位于所述第二通孔处，且与水平面呈45°角度设置；第二聚焦透镜和第二准直透镜，所述第二聚焦透镜设置在所述第二筒形件的顶端，所述第二准直透镜位于所述第二红外二向分光片的下方。

根据本发明提供的一种密闭植物工厂太阳能立体照明系统，所述反射腔体为两个纺锤体构造成的纺锤型腔体，外层纺锤体的顶面设置有第二透明盖板，内层纺锤体的顶面设置有第三红外二向分光片，所述外层纺锤体和所述内层纺锤体的底面通过圆筒连接，以使光线能够穿过所述圆筒的内部。