食用菌用光伏大棚

摘要

本发明一种食用菌用的光伏大棚，它包括光伏发电装置与食用菌大棚，食用菌大棚包括山墙拱架和中部拱架，山墙拱架与中部拱架通过与之相互垂直的拱架横向支撑连接，光伏发电装置包括位于食用菌大棚南侧的多组光伏立柱和位于光伏立柱顶部的与之相连的光伏横梁，每组光伏立柱其靠近食用菌大棚的光伏立柱高于远离食用菌大棚的光伏立柱，光伏横梁上通过支撑檩条与檩托板相连，檩托板上设置有光伏组件，光伏组件与光伏发电系统相连，山墙拱架与中部拱架的端部对应的光伏立柱之间设有系杆，系杆通过连接件与山墙拱架与中部拱架的端部相连接。本食用菌用光伏大棚资源利用率高，结构安全结实，使用年限长，并且保证了食用菌的质量，大大的提高了投入产出比。

权利要求

1.一种食用菌用光伏大棚，它包括光伏发电装置与食用菌大棚，所述的食用菌大棚包括向北倾斜的钢拱架结构，所述的钢拱架结构包括东西两侧的山墙拱架(1)，山墙拱架(1)之间设置有与山墙拱架(1)相平行的中部拱架(2)，山墙拱架(1)与中部拱架(2)通过与之相互垂直的拱架横向支撑(3)连接，所述的中部拱架(2)的南端与地面之间和山墙拱架(1)与地面之间均设有抗风柱，所述的钢拱架结构外表面从内向外依次设有黑白膜(14)和遮阴网(15)，所述的遮阴网(15)设有卷膜器(9)，其特征在于：所述的光伏发电装置包括位于食用菌大棚南侧的多组光伏立柱(11)和位于光伏立柱(11)顶部的与之相连的光伏横梁(4)，每组光伏立柱(11)中靠近食用菌大棚的光伏立柱高于远离食用菌大棚的光伏立柱，使得光伏横梁(4)由北往南向下倾斜，所述的光伏横梁(4)上通过支撑檩条(7)与檩托板(6)相连，所述的檩托板(6)上设置有光伏组件，所述的光伏组件与光伏发电系统相连，所述山墙拱架(1)的端部与中部拱架(2)的端部，二者对应的光伏立柱(11)之间设有系杆(5)，所述的系杆(5)通过连接件与山墙拱架(1)和中部拱架(2)的端部相连接。

2.根据权利要求1所述的食用菌用光伏大棚，其特征在于：所述的光伏横梁(4)与地面的夹角为18-32°。

3.根据权利要求1所述的食用菌用光伏大棚，其特征在于：所述的光伏立柱(11)分为上下两部分，所述上部分光伏立柱的底部和下部分光伏立柱的顶部均设有法兰盘(12)，并通过螺栓相互连接。

4.根据权利要求1所述的食用菌用光伏大棚，其特征在于：所述食用菌大棚顶部及四周中下部位置的黑白膜(14)设有通风窗。

5.根据权利要求1所述的食用菌用光伏大棚，其特征在于：所述食用菌大棚四周设有通风窗，所述通风窗对应的地面设有垫膜(16)。

6.根据权利要求5所述的食用菌用光伏大棚，其特征在于：所述通风窗位置设有防虫网(13)。

7.根据权利要求6所述的食用菌用光伏大棚，其特征在于：所述的防虫网(13)上设有黑白膜(14)，所述的黑白膜(14)设有卷膜器(9)。

8.根据权利要求1所述的食用菌用光伏大棚，其特征在于：所述食用菌大棚外侧脊部上方的光伏横梁(4)上沿食用菌大棚长度方向设置一道水管，所述水管间隔设有喷头(8)。

9.根据权利要求1所述的食用菌用光伏大棚，其特征在于：所述山墙拱架(1)与中部拱架(2)为镀锌C型钢，并开口向上设置。

10.根据权利要求1所述的食用菌用光伏大棚，其特征在于：所述食用菌大棚内间隔设有菇架(10)，所述菇架(10)顶部通过连接件与顶部拱架连接，菇架(10)上方设有水管，所述水管间隔设有喷头(8)。

说明书

食用菌用光伏大棚

技术领域

[0001] 本发明涉及光伏农业大棚领域，具体的说是一种食用菌用的光伏大棚。

背景技术

[0002] 太阳能光伏发电与高效农业种植结合是近年国内刚刚发展起来的一种新型农业模式，其设计构想是在传统农业大棚和温室棚顶增加太阳能光伏发电系统，实现棚顶发电，棚内种植的农光互补模式。传统的光伏大棚，其光伏装置设置在大棚的顶部。

[0003] 例如授权公告号为：CN 102823458 B，专利名称为《太阳能光伏电热变功率蓄能农业大棚》的发明专利，其公开了在农业大棚顶部的后方设置有太阳能光伏电池。

[0004] 此类大棚存在以下缺陷：1、光伏结构的清洗和维护极为不便，工作人员很难爬到大棚顶部作业，即使爬上去也存在很大的危险。2、增加了大棚的承重，对于大棚的牢固程度带来一定风险。

[0005] 授权公告号为：CN 203896880 U，专利名称为《一种光伏农业大棚》的实用新型专利，其公开了一种跟踪光伏系统和薄膜农业大棚相结合的光伏农业大棚，其跟踪光伏系统安装于薄膜农业大棚之间，主要解决东部光伏可用土地稀缺的问题。但是，此大棚并不适用于食用菌的栽培，这是由于食用菌生长需要弱光，棚内温度过高易产生烧苗现象。另一方面，在薄膜农业大棚之间设置跟踪光伏系统，还是一定程度上浪费了土地资源，因为在设置跟踪光伏系统的前提下还要保证正常的通道。

[0006] 此外，传统的农业大棚普遍存在结构不结实，使用寿命短的不足。另一方面，传统的光伏大棚只是将光伏发电系统与普通农业大棚简单的结合，并未提高整体的牢固程度，甚至将光伏发电系统设置于大棚顶部，还增加了受损的风险。而光伏发电系统是极其昂贵的，如有损坏，其维修和更换的费用也是相当大的，也就压缩了利润空间。这也是光伏农业大棚推广较难的原因之一。

发明内容

[0007] 根据上述不足之处，本发明的目的是提供一种食用菌用的牢固安全的光伏大棚，运用此大棚不仅可以周年华生产香菇，并且结构牢固，使用寿命长。

[0008] 为实现上述目的，本发明的技术方案在于：一种食用菌用光伏大棚，它包括光伏发电装置与食用菌大棚，所述的食用菌大棚包括向北倾斜的钢拱架结构，所述的钢拱架结构包括东西两侧的山墙拱架，山墙拱架之间设置有与山墙拱架相平行的中部拱架，山墙拱架与中部拱架通过与之相互垂直的拱架横向支撑连接，所述的中部拱架的南端与地面之间和山墙拱架与地面之间均设有抗风柱，所述的钢拱架结构外表面从内向外依次设有黑白膜和遮阴网，所述的遮阴网设有卷膜器，所述的光伏发电装置包括位于食用菌大棚南侧的多组光伏立柱和位于光伏立柱顶部的与之相连的光伏横梁，每组光伏立柱中靠近食用菌大棚的光伏立柱高于远离食用菌大棚的光伏立柱，使得光伏横梁由北往南向下倾斜，所述的光伏横梁上通过支撑檩条与檩托板相连，所述的檩托板上设置有光伏组件，所述的光伏组件与光伏发电系统相连，所述山墙拱架的端部与中部拱架的端部，二者对应的光伏立柱之间设有系杆，所述的系杆通过连接件与山墙拱架的端部与中部拱架的端部相连接。

[0009] 本发明通过在食用菌大棚的南侧设置有由北往南向下倾斜的光伏发电装置，并通过系杆及连接件将二者连为一体，通过光伏发电装置有效抵抗正面风对后侧拱棚的影响，系杆既保证了光伏支架的侧向稳定性，同时又是拱架的连接构件，在系杆的作用下，光伏支架和拱架成为一个有机的整体，共同受力，提高了系统整体稳定性，延长了整个系统的使用年限。另一方面，光伏发电装置设置于食用菌大棚的南侧并倾斜设置，避免了传统农业大棚将光伏发电装置设置于大棚顶部不易清洁维护和存在安全隐患的风险，同时，光伏发电装置离地面近，可以轻松对组件和设备进行维护，使大面积机械化清洗成为可能，可以在很大程度上降低电站后期的运维成本。再者，由于光伏发电装置能有效遮挡阳光，减少太阳光对后侧拱棚的炙烤和辐射，可以降低拱棚温度，避免温度过高导致烧菌现象，特别适合食用菌的栽培。还有一点就是，光伏发电装置与食用菌大棚的结构设置可以减少光伏组件的阳光遮挡，最大程度利用光能，同时可以缩小每个食用菌光伏发电大棚之间的间距，传统的农用大棚间距一般不少于4米，而本光伏大棚之间的间距只需要3米即可，大大的提高了土地利用率。

[0010] 优选的是：所述的光伏横梁与水平面的夹角为18-32°。角度综合考虑了不同纬度光照，农业种植，土地利用率，系统经济性等因素，实现农业最大产出和最大发电量的要求。

[0011] 优选的是：所述的光伏立柱分为上下两部分，所述上部分光伏立柱的底部和下部分光伏立柱的顶部均设有法兰盘，并通过螺栓相互连接。本发明中的主要结构构件均专业工厂化生产，构件下料、开孔准确，焊接质量和防腐质量有可靠保证。柱底现场焊接，考虑目前国内螺旋桩施工的误差，现场由下部柱底找平，增加施工现场的灵活性，提高施工速度，便于安装施工质量控制。将光伏立柱分为上下两部分，这样就能保证每个部分工厂标准化生产，保证了质量，避免了传统整根柱现场施工时由误差带来的安全隐患，只需现场螺栓紧固即可，施工方便，避免破坏柱体的防腐，保证了整个系统的使用年限，提高使用价值。

[0012] 优选的是：所述食用菌大棚顶部及四周中下部位置的黑白膜设有通风窗。保证了食用菌生长对氧气的需求，避免因缺氧导致食用菌生长缓慢、发育畸形的情况，提高了食用菌的质量，增加了收益率。

[0013] 优选的是：所述食用菌大棚四周设有通风窗，所述通风窗对应的地面设有垫膜。在保证通风量的情况下避免由于风过大而对食用菌造成的损伤。

[0014] 优选的是：所述通风窗位置设有防虫网。避免在开窗通风时，虫子进入大棚内，造成对食用菌的损害，提高了食用菌的质量。

[0015] 优选的是：所述的防虫网上设有黑白膜，所述的黑白膜设有卷膜器。可以根据食用菌生长需求，适时进行棚全方位通风换气。

[0016] 优选的是：所述食用菌大棚外侧脊部上方的光伏横梁上沿食用菌大棚长度方向设置一道水管，所述水管间隔设有喷头。当棚外温度过高时，可开启棚外滴管，向棚顶滴水，以达到降温的目的。

[0017] 优选的是：所述山墙拱架与中部拱架为镀锌C型钢，并开口向上设置。拱架C型钢可兼做维护结构压膜槽使用，节约了压膜槽材料和施工成本，施工方便快捷。

[0018] 优选的是：所述食用菌大棚内间隔设有菇架，所述菇架顶部通过连接件与顶部拱架连接，菇架上方设有水管，所述水管间隔设有喷头。菇架既能满足种植工艺，又作为拱棚支撑体系的一部分承担拱棚顶部荷载，增加了结构整体稳定性和承载能力。

[0019] 本发明的有益效果在于：

[0020] 1、光伏系统与农业食用菌种植系统优势互补，实现了棚顶发电，棚内种植的新型农业发展模式；

[0021] 2、在结构形式上实现了钢架与拱两种承重结构的优势互补，增加整个结构系统的稳定性；

[0022] 3、从根本上解决光伏大棚顶面光伏组件清洗困难的问题，使机械化清洗方案得以实现，大大降低了运维的成本和风险；

[0023] 4、从根本上提高单位土地的利用率，实现发电和种植的最大经济效益；

[0024] 5、结构采用轻质薄壁镀锌型钢，施工安装速度快，单位面积含钢量较低，解决结构正常使用年限内防腐且建造成本高的问题。

[0025] 总的来说，本食用菌用光伏大棚资源利用率高，结构安全结实，使用年限长，并且保证了食用菌的质量，大大的提高了投入产出比。

附图说明

[0026] 图1是本发明的侧面结构示意图一；

[0027] 图2是本发明的侧面结构示意图二；

[0028] 图3是本发明的平面布置图。

[0029] 图中，1-山墙拱架；2-中部拱架；3-拱架横向支撑；4-光伏横梁；5-系杆；6-檩托板；7-支撑檩条；8-喷头；9-卷膜器；10-菇架；11-光伏立柱；12-法兰盘；13-防虫网；14-黑白膜；15-遮阴网；16-垫膜。

具体实施方式

[0030] 下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

[0031] 如图1-3所示的一种食用菌用光伏大棚可知，它包括光伏发电装置与食用菌大棚。其中，食用菌大棚包括向北倾斜的钢拱架结构，钢拱架结构包括东西两侧的山墙拱架1，山墙拱架1之间设置有与山墙拱架1相平行的中部拱架2，山墙拱架1与中部拱架2通过与之相互垂直的拱架横向支撑3连接，中部拱架2的南端与地面之间和山墙拱架1与地面之间均设有抗风柱，针对食用菌生长弱光的要求，钢拱架结构外表面从内向外依次设有黑白膜14和遮阴网15，遮阴网15设有卷膜器9。具体的，黑白膜1道，遮阴网1道；黑白膜14除开窗位置断开外，顶面其它位置均固定；遮阴网15为顶面固定，采用卷膜器，可向上卷起。黑白膜可以起到遮光、保温、保湿、防水的作用，遮阴网可以根据光照强度对棚内温度进行适时调节。光伏发电装置包括位于食用菌大棚南侧的多组光伏立柱11和位于光伏立柱
11顶部的与之相连的光伏横梁4，为保证最大采光量的要求，光伏横梁4与地面的夹角为
18-32°。每组光伏立柱其靠近食用菌大棚的光伏立柱11高于远离食用菌大棚的光伏立柱
11，使得光伏横梁4由北往南向下倾斜，光伏横梁4上通过支撑檩条7与檩托板6相连，檩托板6上设置有光伏组件，光伏组件与光伏发电系统相连，山墙拱架1的端部与中部拱架2的端部，二者对应的光伏立柱11之间设有系杆5，系杆5通过连接件与山墙拱架1的端部与中部拱架2的端部相连接。

[0032] 具体的，食用菌大棚骨架系统采用镀锌C型钢，开口向上，两侧各设置一连接板，上部连接板上部连接板与光伏立柱系杆5采用镀锌螺栓连接，下部连接件与预制混凝土配重块基础(400×400×300，C25)顶面预埋丝杆M16连接；拱架横向支撑3采用镀锌钢材沿拱棚长度方向通长设置，位置位于拱架C型钢下方，开口向上，拱架横向支撑3与拱架现场采用镀锌内六角螺栓连接；拱架横向支撑3沿拱架跨度方向共7道，位置分别为拱架肩部、脊部、踢脚(离地300mm)各1道，共3道，肩部与脊部之间弧面均分，共4道；山墙拱架1采用镀锌圆管冷弯，上部与系杆5连接部位，在系杆5上预先焊接镀锌圆管，沿拱架方向开孔采镀锌螺栓连接；山墙抗风柱采用镀锌钢材，上部采用标准镀锌管卡连接，下部伸入地下500mm，C20混凝土灌实；系杆下拱棚墙面抗风柱采用镀锌方管，外侧与钢柱每间2根均分，上部与系杆采用镀锌折弯连接件不锈钢自攻钉固定，下部伸入地下500mm，C20混凝土灌实。镀锌C型钢加工不受杆件采购成品定尺长度影响，可根据放样长度，工地或车间一次成型，避免杆件连接点对拱架受力的不利影响。

[0033] 具体的，系杆5在高的光伏立柱11其标高3.000m处沿长度方向通长设置，系杆(矩形管150×100×2.5)按拱架间距1000mm居中开上下间距90mm，d＝16mm孔，拱架端部连接板与系杆上开孔用长镀锌螺栓M14×150连接固定；系杆5与光伏立柱11(方管100×2.5)通过镀锌折弯件采用M16镀锌螺栓连接，使得光伏发电装置与食用菌大棚连为一体。

[0034] 具体的，光伏支架系统其光伏横梁4与光伏立柱11、檩托板6与光伏横梁4均采用焊接组合形式，具体加工方案为钢梁上部按加工图放样定位焊接檩托板6，光伏立柱分成上下两部分，上部光伏立柱顶面与光伏横梁按加工图角度放样切口满焊，上部光伏立柱底部增设一法兰盘12(厚度12mm Q235)，与上部光伏立柱底部满焊；下部光伏立柱顶部焊接相同法兰盘12，下部光伏立柱与基础螺旋桩现场焊接，焊接完成检测合格后，进行焊接部位防腐，并回灌抗渗混凝土高度不低于250mm；上部光伏立柱和下部光伏立柱现场采用10.9S高强螺栓6套(每处法兰)进行连接。

[0035] 具体的，食用菌大棚顶部及四周中下部位置的黑白膜14设有通风窗。食用菌大棚四周设有通风窗处所对应的地面设有垫膜16。通风窗位置设有防虫网13。防虫网13上设有黑白膜14，黑白膜14设有卷膜器9。

[0036] 具体的，食用菌大棚外侧脊部上方的光伏横梁4上沿食用菌大棚长度方向设置一道水管，水管间隔设有喷头9。食用菌大棚内间隔设有菇架10，菇架10顶部通过连接件与顶部拱架连接，菇架10上方设有水管，水管间隔设有喷头8。棚内外2道支管均应各设置一个控制阀，一个泄水阀。

[0037] 考虑设计使用25年内结构防腐和结构承载能力要求，所有选用结构支撑系统均采用镀锌材质，镀锌层厚度≥65μm，螺旋桩镀锌层厚度≥80μm。

[0038] 光伏支架结构计算考虑荷载标准值为恒荷载0.2kN/m2；活荷载0.3kN/m2；雪荷载2 2
0.2kN/m；风荷载0.55kN/m 。

[0039] 本例光伏食用菌种植大棚，在温度偏低和光照强度不足情况下，通过卷膜器9将遮阴网15向上卷起，适当增加光照，保证棚内温度，并根据通风要求控制手动开窗卷膜器9开窗，增加棚内外空气交换，保证棚内氧气充足。当室外温度较高，棚内温度上升较快，可以控制卷膜器9将顶部和四周遮阴网15放下，顶部开窗关闭，四周窗开启，同时打开棚外顶部滴管，向棚顶滴水，使棚内温度降低。当天气下雨的情况下，应视雨大小选择是否关闭顶部开窗。当温度低于0度，应关闭支管控制阀，开启泄水阀，将支管水放空，以防冻胀破坏管道。