一種層疊式蔬菜大樓太陽光照系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于新型蔬菜大樓種植領域，尤其涉及一種層疊式蔬菜大樓太陽光照系統(tǒng)。層疊式蔬菜大樓太陽光照系統(tǒng)包括若干個太陽光照子系統(tǒng)，太陽光照子系統(tǒng)包括集光系統(tǒng)、導光系統(tǒng)和照明系統(tǒng)。本實用新型通過將蔬菜大口外邊的太陽光經(jīng)過球面聚光鏡聚光至球面反射鏡，然后被球面反射鏡反射至導光管內(nèi)傳輸?shù)绞卟舜髽莾?nèi)，再經(jīng)過分光板分光和毛面反射器散射，在蔬菜大樓內(nèi)實現(xiàn)了均勻的太陽光輻照，為植物生長提供充足的陽光，解決了層疊式蔬菜大樓除頂層外，其余樓層無法獲得太陽光照的缺點。
【專利說明】
一種層疊式蔬菜大樓太陽光照系統(tǒng)
技術領域
[0001] 本實用新型屬于新型蔬菜大樓種植領域，尤其涉及一種層疊式蔬菜大樓太陽光照 系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 目前，西方發(fā)達國家已經(jīng)采用框架層疊式智能化蔬菜種植方法，這樣框架層疊式 蔬菜種植方法是由鋼結構搭建蔬菜種植大樓，一般為5層結構，蔬菜種植大樓的長和寬一般 為100m~200m不等，其中蔬菜大樓頂棚為有機玻璃，太陽輻射光能可以通過有機玻璃直接 為蔬菜大樓5層種植的農(nóng)作物提供光能，而對于1層~4層的農(nóng)作物，則需要使用色溫與太陽 相近的植物生長燈作為光源，為蔬菜的光合作用提供光能。這種層疊式使用植物生長燈為 植物提供光合作用的方法雖然可以在有限的占地面積上產(chǎn)出5倍甚至更高的農(nóng)作物產(chǎn)量， 但是植物生長燈燈的發(fā)光效率一般只有40%，而且植物生長燈所發(fā)出的光能并不是都適合 于植物的光合作用，所以使用植物生長燈方案從在高耗電量的缺點，而且植物生長燈也有 使用壽命，維護費用比較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型所要解決的技術問題是提供一種層疊式蔬菜大樓太陽光照系統(tǒng)，解決 了層疊式蔬菜大樓除頂層外，其余樓層無法獲得太陽光照的缺點。
[0004] 本實用新型為解決上述技術問題所采用的技術方案是：
[0005] 提供一種層疊式蔬菜大樓太陽光照系統(tǒng)，其特殊之處在于:所述層疊式蔬菜大樓 太陽光照系統(tǒng)包括若干個太陽光照子系統(tǒng)，所述太陽光照子系統(tǒng)包括集光系統(tǒng)、導光系統(tǒng) 和照明系統(tǒng)，所述若干光照子系統(tǒng)布置在蔬菜大樓各層的層頂下方；
[0006] 所述集光系統(tǒng)包括球面聚光鏡、球面反射鏡，所述球面聚光鏡設置在蔬菜大樓的 外側，所述球面反射鏡設置在球面聚光鏡的焦點上；
[0007] 所述導光系統(tǒng)包括拐彎光導管和直線光導管，所述拐彎光導管設置在球面反射鏡 的斜下方用于接收球面反射鏡傳輸來的太陽光，所述直線光導管與拐彎光導管連接；
[0008] 所述照明系統(tǒng)包括分光板和毛面散射器，所述分光板設置在直線光導管的內(nèi)部， 所述毛面反射器設置在分光板下方的直線光導管外部。
[0009] 所述分光板以45°斜下方向等間距安裝在直線光導管內(nèi)壁底部，直線光導管的內(nèi) 徑高度為1，每條光導管內(nèi)安裝η個分光板，分光板的高度依次為
[0010]所述集光系統(tǒng)還包括設置在拐彎光導管外端的防塵防雨罩。
[0011]本實用新型的有益效果是:通過將蔬菜大口外邊的太陽光經(jīng)過球面聚光鏡聚光至 球面反射鏡，然后被球面反射鏡反射至導光管內(nèi)傳輸?shù)绞卟舜髽莾?nèi)，再經(jīng)過分光板分光和 毛面反射器散射，在蔬菜大樓內(nèi)實現(xiàn)了均勻的太陽光輻照，為植物生長提供充足的陽光，解 決了層疊式蔬菜大樓除頂層外，其余樓層無法獲得太陽光照的缺點。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本實用新型太陽光照子系統(tǒng)的結構示意圖；
[0013] 圖2是本實用新型太陽光照子系統(tǒng)中光線的傳輸示意圖；
[0014] 圖3是本實用新型被輻照面輻照度和輻照度均勻性仿真效果圖；
[0015]圖中，卜太陽光照子系統(tǒng)、2-球面聚光鏡、3-球面反射鏡、4-防塵防雨罩、5-拐彎光 導管、6-直線光導管、7-分光板、8-毛面散射器、9-植物。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0017] 提供一種層疊式蔬菜大樓太陽光照系統(tǒng)，所述層疊式蔬菜大樓太陽光照系統(tǒng)包括 若干個太陽光照子系統(tǒng);所述太陽光照子系統(tǒng)包括集光系統(tǒng)、導光系統(tǒng)和照明系統(tǒng)。
[0018] 所述集光系統(tǒng)包括球面聚光鏡、球面反射鏡、防塵防雨罩和拐彎光導管，所述球面 聚光鏡設置在整個蔬菜大樓的外側，所述球面反射鏡設置在球面聚光鏡的焦點上，所述防 塵防雨罩設置在拐彎光導管的外端;所述導光系統(tǒng)包括拐彎光導管和直線光導管，所述拐 彎光導管設置在球面反射鏡的斜下方，所述的直線光導管設置在蔬菜大樓的層頂下方;所 述照明系統(tǒng)包括分光板和毛面散射器，所述分光板設置在直線光導管的內(nèi)部，所述毛面反 射器設置在分光板的下方，毛面反射器與直線導光管連接處開有通光孔。
[0019]分光板7的具體分布規(guī)則為:分光板以45°斜下方向等間距安裝在直線光導管內(nèi)壁 底部，若直線光導管的內(nèi)徑高度為1，每條光導管內(nèi)安裝η個分光板，則分光板的高度依次為
,分光板7的主要功能是將直線光導管6內(nèi)的能量等份的反射出直 線光導管6，用來為蔬菜體統(tǒng)太陽光照;毛面反射器8設置在分光板7的下方，與直線光導管6 連接，毛面反射器8的功能是將分光板7反射出的光能散射為均勻的太陽光輻照，為蔬菜提 供均勻的太陽能光照。本實用新型正是利用上述系統(tǒng)來為層疊式蔬菜大樓提供太陽光照 的。
[0020] 本實用新型的工作原理如下：
[0021] 太陽光能輻照在地面上觀察可以認為是平行光束，太陽光照能量輻射到球面聚光 鏡2上，經(jīng)過球面聚光鏡2的反射和聚焦入射到球面反射鏡3上，球面聚光鏡2的焦點位于球 面反射鏡3反光面附近，因此，球面聚光鏡2收集到的大范圍太陽光能可以被小口徑的球面 反射鏡3全部反射至拐彎光導管5內(nèi)，拐彎光導管5的開口朝上的另一個優(yōu)點是可以直接接 受太陽的光能輻照，為整個蔬菜大樓提供更多的太陽光照，收集到拐彎光導管5內(nèi)的光能經(jīng) 過傳輸后入射到直線光導管6內(nèi)，光能在直線光導管6內(nèi)傳輸至蔬菜大樓內(nèi)部，傳輸?shù)绞卟?大樓內(nèi)部的光能被直線光導光6內(nèi)安裝的分光板7等份的分光，被分光板7反射的光能向下 傳輸，入射到毛面散射器8,經(jīng)過毛面反射器8的散射，在蔬菜種植面上行程均勻的太陽光輻 照度，為層疊式蔬菜種植大樓提供太陽光輻照。
[0022] 圖3是本實用新型被輻照面輻照度和輻照度均勻性仿真效果圖，由圖3可以看出， 本實用新型所提供的裝置可以為室內(nèi)植物提供30001χ以上的光照強度，并且在整個輻照面 內(nèi)，本實用新型所提供的光照系統(tǒng)光照均勻性優(yōu)于70%，完全能夠滿足植物生長的需求。
【主權項】
1. 一種層疊式蔬菜大樓太陽光照系統(tǒng)，其特征在于:所述層疊式蔬菜大樓太陽光照系 統(tǒng)包括對應于每一層蔬菜大樓的若干個太陽光照子系統(tǒng)，每一太陽光照子系統(tǒng)均包括集光 系統(tǒng)、導光系統(tǒng)和照明系統(tǒng)，所述若干光照子系統(tǒng)布置在蔬菜大樓各層的層頂下方； 所述集光系統(tǒng)包括球面聚光鏡、球面反射鏡，所述球面聚光鏡設置在蔬菜大樓的外側， 所述球面反射鏡設置在球面聚光鏡的焦點上； 所述導光系統(tǒng)包括拐彎光導管和直線光導管，所述拐彎光導管設置在球面反射鏡的斜 下方用于接收球面反射鏡傳輸來的太陽光，所述直線光導管位于蔬菜大樓的對應層的層頂 下方，所述直線光導管與拐彎光導管連接； 所述照明系統(tǒng)包括分光板和毛面散射器，所述分光板設置在直線光導管的內(nèi)部，所述 毛面反射器設置在分光板下方的直線光導管外部。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種層疊式蔬菜大樓太陽光照系統(tǒng)，其特征在于:所述分光板 W45°斜下方向等間距安裝在直線光導管內(nèi)壁底部，直線光導管的內(nèi)徑高度為1，每條光導 管內(nèi)安裝11個分光板，分光板的高度依次為^^-......。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種層疊式蔬菜大樓太陽光照系統(tǒng)，其特征在于:所述集光系 統(tǒng)還包括設置在拐彎光導管外端的防塵防雨罩。
【文檔編號】A01G9/24GK205511233SQ201620123414
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月16日
【發(fā)明人】劉峰, 趙建科, 徐亮, 郭毅, 周艷, 許丹
【申請人】中國科學院西安光學精密機械研究所