太阳能光热电耦合模式下温室温度与光照对草莓生长的影响

发布时间：2021-05-19 19:09

　　草莓是具有较高营养和经济价值的水果之一,温室种植可有效促进草莓的生长并提升草莓果实的品质。温度和光照的改变对草莓的生长及品质影响较为明显,温室种植可有效提供适宜草莓生长的温度和光照环境,同时需要消耗能源为温室种植提供所需能量。太阳能与温室的有机结合将成为发展趋势。本研究基于草莓生长的环境,结合太阳热能和电能为温室提供能源,并且在太阳能光热电耦合供能模式下,针对温室的温度和光照环境对草莓生长及果实品质产量的影响进行研究。运用人工神经网络建立非线性模型对草莓生长环境和生长状况进行预测,获得适宜草莓生长的太阳能光热电耦合的配置和温室的温光参数。主要研究工作包括以下几个方面。（1）设计并建立了两个占地面积相同的聚乙烯薄膜温室,运用太阳能联合热泵系统为温室供暖,构建了阶梯式供暖和平行式立体供暖两种模式,以“京藏香”草莓为试材种植于温室中。结果表明,在北亚热带低纬高原山地季风气候地区,冬季采用太阳能联合热泵系统为温室供暖的性能系数（coefficient of performance,COP）为3.0-5.2之间,供暖性能较好。阶梯式供暖的最佳供暖高度范围在距离地面1.0-1.5 m之间,此高度范... 

【文章来源】：云南师范大学云南省

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 论文选题的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 温室环境对草莓生产的影响研究
        1.2.2 太阳能光热供暖对温室温度环境的影响研究
        1.2.3 光伏组件遮阴对温室作物的影响研究
        1.2.4 人工神经网络建模应用于温室环境的预测研究
        1.2.5 太阳能光热电耦合供能的温室研究存在的问题
    1.3 本文的主要研究内容
    1.4 本文的技术路线
第二章 太阳能光热电耦合温室系统的理论与模型
    2.1 引言
    2.2 太阳能光热电耦合温室系统的建立
    2.3 光热供暖系统能量转换模型
        2.3.1 真空管集热器能量转换模型
        2.3.2 空气源热泵能量转换模型
        2.3.3 太阳能联合空气源热泵的热性能评价模型
    2.4 太阳能光热温室能量平衡模型
        2.4.1 温室的维护结构及热负荷
        2.4.2 温室的供暖能量模型
    2.5 光电能量转换模型
        2.5.1 太阳能电池的分类及性能
        2.5.2 光伏阵列输出特性及能量转换模型
        2.5.3 光伏组件的遮阴及透光模型
    2.6 本章小结
第三章 太阳能供暖温室对草莓的影响
    3.1 引言
    3.2 太阳能温室两类供暖系统的设计与搭建与草莓的选种
        3.2.1 阶梯式和平行式供暖温室的搭建
        3.2.2 草莓的选种
    3.3 阶梯式供暖系统
        3.3.1 阶梯供暖模式的温室环境测试与分析
        3.3.2 在不同气候条件下阶梯供暖方式的温度环境分析
        3.3.3 阶梯式供暖模式太阳能热泵系统的能效分析
    3.4 平行式立体供暖系统
        3.4.1 平行式立体供暖模式下的温度环境测试与分析
        3.4.2 平行式供暖模式供暖能效分析
    3.5 两类供暖模式的温度环境对草莓的影响
        3.5.1 阶梯式供暖对草莓产量和品质的影响
        3.5.2 平行式立体供暖对草莓产量和品质的影响
    3.6 本章小结
第四章 光伏组件遮阴下温室光照环境对草莓的影响
    4.1 引言
    4.2 安装不同光伏组件的温室及草莓样本的布局
        4.2.1 光伏温室的构建
        4.2.2 草莓样本的布局
    4.3 光伏组件的I-V特性及光电转换量
        4.3.1 不同光伏组件的I-V特性
            4.3.1.1 不透明多晶硅光伏组件的光伏特性
            4.3.1.2 半透明单晶硅组件的光伏特性
        4.3.2 不同光伏组件的倾角及发电量
    4.4 光伏组件的遮阴对温室光照环境的影响
        4.4.1 光伏组件的透光率
        4.4.2 光伏组件的遮阴面积的测试与模拟
    4.5 光伏温室的遮阴对草莓特性的影响
        4.5.1 半透明单晶硅组件对草莓特性的影响
        4.5.2 不透明多晶硅光伏组件对草莓特性的影响
    4.6 本章小结
第五章 太阳能光热电耦合模式对草莓生长的影响
    5.1 引言
    5.2 太阳能光热电耦合温室的设计与构建
        5.2.1 太阳能联合空气源热泵系统对温室温度环境的控制
        5.2.2 光伏组件对光照环境的遮阴控制
        5.2.3 温室的环境参数监测
        5.2.4 温室内草莓的配置与监测
    5.3 太阳能光热电耦合影响温室环境分析
        5.3.1 温室的温湿度环境分析
        5.3.2 温室的光照环境分析
        5.3.3 太阳能温室光热电能量分析
    5.4 太阳能光热电耦合的温光环境对草莓的影响
        5.4.1 温室的温光环境对草莓生长的影响
        5.4.2 温室的温光环境对草莓产量与品质的影响
    5.5 本章小结
第六章 太阳能光热电耦合的温室环境及草莓生长的预测
    6.1 引言
    6.2 人工神经网络模型的建立与评价
        6.2.1 理论模型的建立
        6.2.2 模型的评价指标
    6.3 太阳能温室环境参数及草莓生长预测建模
        6.3.1 太阳能光热电耦合温室的建模
        6.3.2 人工神经网络的模型设计
    6.4 人工神经网络模型的预测与验证
        6.4.1 温室环境参数的变化特征
        6.4.2 人工神经网络模型对温室环境的预测与验证
        6.4.3 模型的评价
        6.4.4 基于草莓最佳生长指数对温室环境的预测
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 研究工作总结
    7.2 本文的创新点
    7.3 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文和研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]太阳能热利用技术在我国温室中的应用现状[J]. 伍纲,杨其长,张义,方慧.  太阳能. 2018(12)
[3]草莓新品种京藏香茎尖组培快繁技术研究[J]. 杨波,赵宝龙,孙军利,刘莲玲.  黑龙江农业科学. 2018(07)
[4]基于BP神经网络的海口地区2种热带兰温室栽培环境预测[J]. 姚鑫鑫,宋希强,王健,赫代成,黎维诗,庞真真.  河南农业科学. 2018(02)
[5]浅层地热联合太阳能集热墙系统冬季室内供暖试验[J]. 杨婷婷,姜曙光,杨骏,张俊龙,杨亮亮,宋旭鹏.  农业工程学报. 2017(20)
[6]云南玉溪草莓品种比较试验[J]. 张钟,陈桂芬,张军云,王文智,董广,李晓亮,段永华,左丽娟.  黑龙江农业科学. 2017(09)
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[10]北京草莓品种在天津地区引种表现[J]. 宋兰芳,华明艳,崔少杰,仝雅娜,徐慧洁,孔维东,杨小玲.  安徽农业科学. 2016(04)

博士论文
[1]基于作物光合需求的设施光环境调控方法与技术研究[D]. 胡瑾.西北农林科技大学 2016



本文编号：3196292