一种阵列式光生物反应器的分光方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种至少两个光生物反应器的分光方法，尤其涉及一种阵列式布置的光生物反应器的分光方法，属于微藻培养技术领域。
【背景技术】
[0002]微藻规模化养殖中，开放池和跑道池的结构简单、能耗较低，但分光效果差，常出现表层细胞见光过强、内部细胞几乎不见光的情况，整体光利用率低。而现有技术中，阵列式规模化光生物反应器培养技术中的光生物反应器呈规则固定布置在地面上，随着太阳高度角及方位角的变化，照射到光生物反应器有效养殖面上的光也会随着变化，当太阳高度角或方位角较大时，在相邻光生物反应器之间就会有漏光直接照射到地面上，大量光能损失掉，光的利用率降低。
[0003]例如:2013年9月11日公开的专利(名称为:一种插板式微藻半干固态贴壁培养装置，公布号为:CN103289888A))是用于规模化、工业化培养微藻的光生物反应器，是将微藻固定在培养板上，通过布液管补充培养液以维持培养板上细胞的高效生长，并采用垂直阵列式布置培养板(光生物反应器)实现规模化养殖。由于此光生物反应器是固定在地面上的，所以随着一天之中太阳位置的不断变化，太阳高度较高时就会有太阳光直接照射在相邻培养板之间部分的地面上，如图1所示，造成大量的能量损失；而太阳高度偏低时，则相邻培养板之间就会互相遮挡，仅培养板的上部才能接受到光照，如图2所示，使整个培养板的养殖面受光不均匀，规模化培养中的整体分光效率偏低。
【发明内容】
[0004]本发明的实施例提供一种阵列式光生物反应器的分光方法，能够解决由于光生物反应器有效养殖面分光效率低而导致的太阳光利用率低的技术问题。
[0005]为达到上述目的，本发明的实施例采用的技术方案是:提供一种阵列式光生物反应器的分光方法，包括如下步骤:
[0006]步骤一、将至少两个光生物反应器前后平行，任意朝向，且以一定间距呈阵列式布置在水平面或斜面上；
[0007]步骤二、随着太阳高度角和方位角的变化，至少调整所述光生物反应器有效养殖面的仰角和方位角中的其中一个角度，使得太阳光投射到所述光生物反应器后所产生的垂直影长不小于此垂直影长方向相邻光生物反应器底边之间的间距。
[0008]所述垂直影长是指:当太阳光投射到所述光生物反应器的有效养殖面后，所述光生物反应器的上边和底边在地面上的投影之间的距离。
[0009]所述光生物反应器底边是指:与光生物反应器其自身的有效养殖面共面的底边。
[0010]进一步的，所述步骤二中，调整所述光生物反应器有效养殖面的仰角:在所述光生物反应器的底部设有水平转轴，所述光生物反应器可绕所述水平转轴旋转对光生物反应器有效养殖面仰角进行调整。
[0011]进一步的，测量所述光生物反应器与经线之间的夹角，得到有效的太阳方位角；测量所述光生物反应器所在地面与水平面之间的夹角，得到有效的太阳高度角；将所述有效的太阳高度角和所述有效的太阳方位角录入控制系统，根据不同时刻自动调整相应时刻的所述光生物反应器有效养殖面的仰角。
[0012]进一步的，所述步骤二中，调整所述光生物反应器有效养殖面的方位角:在所述光生物反应器上设有竖直转轴，所述光生物反应器可绕所述竖直转轴旋转对光生物反应器有效养殖面的方位角进行调整。
[0013]进一步的，测量所述光生物反应器所在地面与水平面之间的夹角，得到有效的太阳高度角；将太阳方位角和所述有效的太阳高度角录入控制系统；根据不同时刻自动调整相应时刻的所述光生物反应器有效养殖面的方位角。
[0014]进一步的，所述步骤二中，同时调整所述光生物反应器有效养殖面的仰角和方位角:在所述光生物反应器的底部设有水平转轴，同时在光生物反应器上设有竖直转轴，所述光生物反应器可绕所述水平转轴和所述竖直转轴同时旋转，对所述光生物反应器有效养殖面的仰角和方位角进行调整。
[0015]进一步的，测量所述光生物反应器所在地面与水平面之间的夹角，得到有效的太阳高度角；将太阳方位角和有效的太阳高度角录入控制系统，根据不同时刻自动调整相应时刻的所述光生物反应器有效养殖面的仰角和方位角。
[0016]进一步的，所述光生物反应器的摆放朝向为:南、北朝向，东、西朝向，东南、西北朝向，或西南、东北朝向。
[0017]进一步的，对所述光生物反应器的调整，可以单独调整单个光生物反应器或联动调整两个以上光生物反应器，来实现光生物反应器的仰角或方位角调整。
[0018]进一步的，随着太阳高度角和方位角的变化，实时地对所述光生物反应器有效养殖面的仰角或方位角进行调整，或在某一固定时刻对所述光生物反应器有效养殖面的仰角或方位角进行调整，或在某多个固定时刻对所述光生物反应器有效养殖面的仰角或方位角进行调整。
[0019]进一步的，所述光生物反应器为用液体培养光生物的装置或固定化光生物反应器，且所述光生物反应器可以为不同材质的光生物反应器。
[0020]本发明实施例提供的阵列式光生物反应器的分光方法，可根据养殖地点的太阳相对位置，即太阳高度角和太阳方位角，调整阵列式光生物反应器有效养殖面的仰角和方位角，使得太阳直射光照射到光生物反应器上后，所产生的垂直影长不小于此垂直影长方向相邻光生物反应器底边之间的间距，使直射光照无漏光到相邻光生物反应器之间的地面上，从而无能量损失，提高光生物反应器有效养殖面的分光率，从而提高规模化养殖中的整体光利用效率。
【附图说明】
[0021]图1为直射光能够直接照射在相邻光生物反应器之间的地面上的示意图；
[0022]图2为直射光照射到各光生物反应器上后，相邻光生物反应器之间有遮挡的示意图；
[0023]图3为本发明实施例1的阵列式光生物反应器的布置示意图；
[0024]图4为对本发明实施例1中的阵列式光生物反应器的有效培养面的仰角调整示意图；
[0025]图5为本发明实施例2的阵列式光生物反应器的布置示意图；
[0026]图6为本发明实施例3的阵列式光生物反应器的布置示意图；
[0027]图7为对本发明实施例3中的阵列式光生物反应器有效养殖面的方位角调整示意图；
[0028]图8为本发明实施例4的阵列式光生物反应器的布置示意图。
[0029]其中:
[0030]1、光生物反应器，2、水平旋转轴，3、竖直旋转轴，4、正常阴影，
[0031]5、直照漏光地面，6、遮挡阴影。
[0032]X、Y、Z表示坐标轴，其中，X、Y两坐标轴生成的面为水平面，X、Z两坐标轴生成的面为竖直面，X指向正东方向，Y指向正北方向，Z指向正上方；
[0033]各图中的双箭头表示太阳光直射方向；
[0034]