太阳能光伏发电与风电互补应用在林业育苗上的培育装置的制作方法

专利名称：太阳能光伏发电与风电互补应用在林业育苗上的培育装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能光伏发电与风电互补应用在林业育苗上的培育装置，具体地说，就是充分利用太阳能、风能转化的电能向林苗培育装置23内的 用电器供电，给林木种子的发芽和幼苗的生长发育提供良好的环境条件和优越 的生存空间，培育大批的优质林苗用于植树造林，改善地球上的气候条件，提 高全人类的生活质量，属于新能源应用技术领域。
背景技术：
长期以来，人类的活动造成了地球上森林面积的大量减少，人类大量燃烧 石油和煤炭造成了大气层中二氧化碳含量的增加，地球上气候变化的失常和生 态环境被污染，使全人类急需采用清洁的、可再生的新能源技术来节能减排、 改善气候条件，同时要大规模植树造林。在已有技术中，中国生产的单晶硅太 阳电池的光电转化效率>17%、多晶硅太阳电池的光电转化效率>15%，中国制造 的许多光伏新产品销往世界各国，造福人类。重量轻的、携带方便的薄膜太阳 电池的生产线已经开工建设，不久就要批量生产。2008年，上海的科技人员利 用纳米材料研制出一种与植物叶绿体结构相似的仿生太阳能电池——染料敏化 太阳能电池，以极其低廉的成本实现了光能发电，其光电转化效率已超过10%。 近年来，中国企业为利用接近地面的风力来发电而研究的低空风力发电技术， 特别是微风发电技术有了很大的进步，已能批量制造成套的微风发电设备。本 发明有感于新能源技术在农林业领域、尤其是林业育苗上的应用处于空白状态， 在2006年3月8日首先申请了 (中国专利公告号CN1820574A，公告日是2006年8月23日)，名称为"太阳能光伏发电系统应用在林业育苗上的培育装置及 其制造方法"的发明专利，2008年2月接到国家知识产权局授予发明专利权(专 利号200610038796.5)的通知书，江苏无锡的"江南晚报"立即报道。本发明 人发现目前许多远离常规供电网的沙漠边缘、高山峡谷、荒原草地、林海空 地、盐碱滩涂、河岸湖心、散居农舍、边远林场、部队哨所、江洲海岛因受外 界大自然中多变的气候条件和当地育苗基质欠缺，温度变化太大，水份资源不 足的影响，培育林苗时普遍存在树木种子发芽率低，幼苗成活率低、苗弱质差 等许多困难，特别是2008年初的暴雪灾害，给中国林业造成了 500亿元的损失， 主要是一年生至三年生的幼龄树苗大面积冻死，使许多地方的造林用苗更加不 足。本发明人同时发现由于各地的太阳能资源和风能资源的分布极不均衡， 有的地区风能资源丰富而太阳能资源有限，有的地区太阳能资源丰富而风能资 源有限，有的地区太阳能资源和风能资源都比较丰富，为了解决白天和夜间、 冬季和夏季、高原和平原、陆地和水面、睛天和阴雨天、有风日和无风日多种 自然环境条件下充分利用太阳能和风能相互补充、均衡发电、持续发电，才有 利于向育林苗箱体22内长时间供电，才有利于林苗20的快速成长，才有利于 林业的恢复和发展。发明内容本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种充分利用太阳能光伏 发电技术和风力发电技术的风光互补的、结构合理的、移动方便的独立太阳能 光伏发电系统ll、独立风力发电系统6与林苗培育装置23连接配套使用，充分 利用太阳能、风能转化的电能作为能源，向育林苗箱体22内的多种交流负载或直流负载供电，营造适宜树木种子发芽和林木幼苗生长发育的温度、湿度、光 照、基质含水量、植物营养、病虫害防治多种环境条件，给林木种子的发芽和 幼苗的生长发育提供良好的生态环境和优越的生存空间，有利于净化空气和水 源、有益于人体健康的太阳能光伏发电与风电互补应用在林业育苗上的培育装 置。本发明的主要解决方案是这样实现的本发明主要采用独立太阳能光伏发电系统11、独立风力发电系统6与林苗培育装置23连结组成。独立太阳能光伏发电系统U采用太阳电池方阵9通过 导电线12与控制器13连结，太阳电池方阵9固定在可以左右转动的太阳能发 电站支柱8的上面，面向太阳安置，太阳能发电站支柱8的上端安装有阳光跟 踪仪7，太阳能发电站支柱8的下端安装有一定重量和底面积的太阳能发电站底 座8;独立风力发电系统6采用在可以旋转的风力发电机转轴3上按照在平面园 周上作120度三等分的位置上进行等距离安装的三只风动叶轮2，在风力发电机 转轴3的上端装有风向标1，在风力发电机转轴3的下端安装有风力发电机4和 有一定重量和底面积的风力发电机底座5，风力发电机4通过导电线12与控制 器13连结；控制器13通过导电线12分别与蓄电池15、逆变器14连接，逆变 器14通过导电线12向林苗培育装置23内的交流负载供给交流电；也可以由控 制器13通过导电线12向林苗培育装置23内的直流负载供给直流电。林苗培育 装置23采用在育林苗箱体22内设置喷雾装置16、照明装置17、控温装置18、 控湿装置19，在育林苗箱体22内的底部上放置育苗基质21 ，林苗20的根部培 育在育苗基质21内，在育苗过程中和取出林苗20的成品苗时，可以打开育林苗箱体22的上盖进行有关的操作，并换进新鲜空气，完成操作后，放下箱盖， 并根据育苗的需要，用封箱胶带密封或半密封育林苗箱体22上的箱盖板四周与 箱体四壁结合处的缝隙。育林苗箱体22制成长立方体(长度10厘米至1000厘米、宽度8厘米至800 厘米，高度5厘米至700厘米)。太阳电池方阵9能够在阳光跟踪仪7的控制下，在太阳能发电站支柱8上， 追逐太阳光的照射方向跟踪转动，以接受更多的阳光照射，用于发电。风动叶轮2的形状是横向弯曲的长条板形叶轮，其迎面风面是凹进的，能 接受并聚集风力推动风动叶轮2的转动，背风面是凸出的，能分散气流、减少 阻力，加快三只风动叶轮2的转速，风动叶轮2的高度为20厘米至2000厘米、 宽度为10厘米至1000厘米，厚度为0.1厘米至80厘米，适合利用近地面的较 大风、中等级风、小风、微风多种风力资源发电。林苗培育装置23的制造方法采用以下工艺步骤-(1) 育林苗箱体22制成为密封或半密封的容器；(2) 在育林苗箱体22内设置喷雾装置16、照明装置17、控温装置18、控 湿装置19;(3) 喷雾装置16、照明装置17、控温装置18、控湿装置19通过导电线 12与逆变器14连接，接受交流电的输入；逆变器14通过导电线12与控制器 13连接，控制器13通过导电线12分别与独立太阳能光伏发电系统11、独立 风力发电系统6连接；控制器13也可以通过导电线12向喷雾装置16、照明装置17、控温装置18、控湿装置19供给直流电；(4) 照明装置17主要采用节能的、实用的0.06瓦的发光二极管搭配大功 率发光二极管(0.5瓦以上)、小功率发光二极管(0.01瓦至0.49瓦)或其他种 类的电光源来照明和供热；发光二极管接受的电能中，只有20%的电能转化为 光能、且亮度高，还有80%的电能转化为热能，光能和热能通过植物的光合作 用转化成生物能用于植物的生命活动，同时储存一部分能量在植物体内。发光 二极管节能可达70—80%，使用寿命长，因此，本发明是经济可行的、安全高 效的；照明装置17在夜间或阴雨天对不同的植物照射不同的光线；(5) 育苗基质21取泥炭土为60~80重量％、珍珠岩为11.5-20重量％、 蛭石粉为3 10重量％、缓释颗粒肥料为0.02-0.2重量°/。在常温下混合均匀放 置在育林苗箱体22内的底面上，林苗20根部培育在育苗基质21内；(6) 独立太阳能光伏发电系统11、独立风力发电系统6可以合用一套控制 器13、逆变器14，也可以由独立太阳能光伏发电系统11单独安装相配套的控 制器13、逆变器14，同时由独立风力发电系统6单独安装另一套相配的控制器 13、逆变器14。林苗培育装置23中的育林苗箱体22内的温度由控温装置18控制在 1~48。C。林苗培育装置23中的育林苗箱体22内的湿度、光照控制在所培育的不同 的植物种类、在不同的生长发育阶段所需要的适宜湿度、光照条件范围以内， 分别由控湿装置19、照明装置17进行调控。喷雾装置16喷出的雾状水中可以结合喷洒适量掺和的、科学配方的植物营养液(富含植物生长必需的宏量元素和微量元素)，植物生长调节剂或高效安全 农药。独立太阳能光伏发电系统11采用太阳电池方阵9通过控制器13分别与蓄 电池15、逆变器14连接，通过逆变器14输出交流电供给育林苗箱体22内的多 个交流负载；也可以通过控制器13输出直流电供给直流负载或储存在蓄电池15 中备用。独立风力发电系统6采用三只风动叶轮2在风力推动下围绕风力发电机转 轴3快速旋转，风力发电机转轴3的自旋带动风力发电机4发出直流电通过导 电线12输入控制器13,从控制器13输出的直流电通过导电线12输入逆变器 14转化成交流电向林苗培育装置23内部的多种交流负载供电，控制器13也可 以向林苗培育装置23内的多种直流负载供电。在太阳照射下和在风力推动下，太阳电池方阵9和风力发电机4产生直流 电经过控制器13调整，储存在蓄电池中；通过控制器13和逆变器14输出交流 电来满足育林苗箱体22内的多种交流负载的用电需要，从而给培育林木幼苗提 供特定的、优越的生存和生长发育空间。这个空间里的温度、湿度、光照、基 质含水量、植物营养液浓度等适宜林苗20生长发育的环境条件由太阳能光伏发 电和风力发电产生的电力供给相互配套的装置来调节和控制，这种装置相当于 中小型的、可以人工调控或自动调控的人造温室。从而实现在外界气候条件多 变、甚至恶劣，育苗基质欠差、存在缺陷等不利环境中创造一个温暖、湿润、 光照强度适宜、育苗基质良好、水肥供应充足的小空间环境来提高树木种子的 发芽率、成苗率和苗木的培育质量，满足植树造林和保护生态环境中的清洁能源供应和安全用电，培育可供早定植、早移栽的林业用优质苗木的新需求。本发明的努力目标，就是千方百计培育苗木市场和国土绿化需要的林苗20, 提倡多植树、多造林，充分利用各地自有的太阳能资源和风能资源，就地转化 为电能，供应育林苗箱体22中的喷雾装置16、照明装置17、控温装置18、控 湿装置19的用电需求，为树木种子的发芽、林业幼苗的生长提供优越的生活环 境条件来培育健壮的林苗。在当代，植树造林是人类首选的保护生态环境，改 善气候条件，提高生活质量，净化空气水源，吸收二氧化碳，增加氧气供应的 有效办法，应该加快恢复森林、发展林业。利用太阳能发电和风力发电向进行 光合作用的绿色林苗20供给生长发育需要的光能和热能，通过植物的光合作用， 转化成生物能储存在植物体内，大幅度降低空气中的二氧化碳浓度，将碳元素 固定并贮存在植物体中，才有益于地球上人类的生存和发展。本发明太阳能光伏发电系统和风力发电系统应用在林业育苗上的工作原理 及作用本发明独立太阳能光伏发电系统11在白天接受太阳光照射产生电流输入蓄 电池15储存，然后全天(主要在夜间)按照培育林苗的特种装置中的交流负载 的用电需求及时供给充足的电力。风力发电系统6日夜都能接受风力的驱动， 尤其是风动叶轮2的横向弯曲的长条板形设计，能有效聚集风力，使灵巧的小 型风力发电机4在1米/秒风速时就能启动，3米/秒风速时就能发电，太阳能和 风能互相补充，保证了向育林苗箱体22内的多种用电器的日夜持续供电和晴雨 持续供电，确保幼小的林苗在适宜的生活环境里成长为根系发达的、茎粗叶壮 的健壮林苗。交流负载中有一种控温装置18，夜间发挥增温作用，能大大縮短日夜温差距离，确保林苗20顺利、快速成长，有利于培育早苗和壮苗。育林苗 箱体22内的多种交流负载或直流负载协调工作，能有效、及时的控制和调节育 林苗箱体22内部育苗空间的空气温度、空气湿度、光照强度、基质含水量、植 物营养液等环境条件，也能及时预防植物病虫害，促进林苗20健康生长、发育， 长出发达的根系、粗壮的茎叶和厚实的叶片。本发明采用独立太阳能光伏发电系统11、独立风力发电系统6与林苗培育 装置23这三个部分组成了一个共同发挥作用的整体。用太阳能光伏发电和风力 发电产生的电力来驱动培育林苗20的应用装置中的各种用电器设备，能提供适 用于多种林苗生长发育的最佳环境条件，满足培育品质优良的苗木的需要，从 而扩大了育苗的适宜地域和延长了育苗的适宜季节。本发明能使一些因为干旱 少雨或早春低温影响种子萌发和幼苗生长的地区能一批接着一批培养出硕壮的 林苗20，使许多远离常规供电网或供电不便的沙漠边缘、高山峡谷、荒原草地、 林海空地、盐碱滩涂、河岸湖心、散居农舍、边远林场、部队哨所、江洲海岛 都能就地培育出多种林苗20用于造林，绿化、彩化、香化、美化生活环境。本发明与己有技术相比具有以下优点首先是将太阳能光伏发电与风力发电结合在一起，实现了风光互补，白天 和夜间持续发电，晴天和雨天持续发电、储电，确保了向育林苗箱体22内的多 种交流负载和直流负载日夜持续供电；采用了节能的发光二极管用于照明和供 热，给林木种子的发芽和幼苗的生长发育提供良好的环境条件和优越的生存空 间，提高籽播育苗、扦插育苗、组培育苗、穴盘育苗、嫁接育苗的成活率，就 地培育大批高品质林苗20用于植树造林、保护环境，绿化、彩化、香化、美化城市和乡村，特别是与沙漠争绿地，固沙保土，以及绿化大面积的荒山野岭， 有利于净化空气和水源，有益于人体的健康。由于各种林苗20在生长发育的过程中对环境条件的要求不完全相同,所以， 要按照每种林苗20的特征和特点来设计林苗培育装置23的不同型号。按照市 场的需要，既可以制造通用型号的，也可以制造专用型号的。


图l为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述 实施例一本发明实施例中林苗培育装置23主要由育林苗箱体22、喷雾装置16、照 明装置17、控温装置18、控湿装置19、导电线12、林苗20、育苗基质21组成。 独立太阳能光伏发电系统11主要由太阳电池方阵9、阳光跟踪仪7、太阳能发 电站支柱8、太阳能发电站底座IO组成。独立风力发电系统6主要由风动叶轮 2、风力发电机转轴3、风向标l、风力发电机4、风力发电机底座5组成。本发明装置的制造方法的工艺步骤如下本发明中的林苗培育装置23中，育林苗箱体22采用透明或半透明的玻璃 或塑料或其他适用材料制成长立方体，玻璃或塑料或其他适用材料连接处采用 特种胶粘剂粘接。然后在育林苗箱体22内设置控温装置18、控湿装置19、喷雾装置16、照明装置17，采用导电线12连接；控温装置18、控湿装置19、喷 雾装置16、照明装置17为市场所购。育苗基质21由泥炭土、珍珠岩、蛭石粉、 缓释颗粒肥料混合组成。上述成份的比例决定了所培育的苗木品质的好坏。本发明实施例中取泥炭土为75重量％、珍珠岩为16.9重量％、蛭石粉为 8重量％、缓释颗粒肥料为0.1重量％在常温下混合均匀放置在育林苗箱体22 内的底面上，林苗20的根部培育在育苗基质21内；控温装置18、控湿装置19、 喷雾装置16、照明装置17通过导电线12与逆变器14连接。本发明中的独立太阳能光伏发电系统11中的太阳电池方阵9，独立风力发 电系统6中的风力发电机4分别通过导电线12与控制器13连接，控制器13通 过导电线12分别与蓄电池15，逆变器14连接，逆变器14通过导电线12连接 林苗培育装置23。在太阳照射下，太阳电池方阵9产生的直流电经过控制器13 调整，在风力推动下，风力发电机14产生的直流电经过控制器14调整，均可 从控制器13输入蓄电池15中储存；通过控制器13输出直流电或通过逆变器14 输出交流电来满足林苗培育装置23内的控温装置18、控湿装置19、喷雾装置 16、照明装置17的用电需要，在育林苗箱体22内主要采用发光二极管照明和 供热，育林苗箱体22内的温度控制在22'C。植物的种子或插条在育苗基质21 内，在适宜的温度、湿度、光照、水分以及植物营养条件下发芽、生根，长出 茎叶，成长为健壮的林苗20。本发明装置可以培育出许多种类的林业用苗，举出实施例如下1、西北地区野生的沙棘灌木的面积己在减少，沙棘是重要的固沙植物，由 于半沙漠化地区用水困难，在露天条件下培育沙棘小苗比较困难。使用节水的本发明装置由于育林苗箱体22内部的小空间里能够保持一定的湿度，成批培育 20厘米高的沙棘小林苗就比较容易成功，小苗移栽到水肥条件好的苗圃里继续 培育成为100厘米高的沙棘成品苗，其根系已经发达，具有一定的抗旱能力， 就可以移植到半沙漠化地区，用于固沙保土。由于沙棘果实含有丰富的维生素C， 用沙棘果实作为原料加工成的沙棘饮料在中国东部、南部城市十分畅销。采用 本发明装置可以在太阳能资源丰富的西北地区，在外部自然条件比较差(例如 寒冷风大、干旱少雨、风沙漫天、供电困难或缺电)的情况下就地培育出大量 的沙棘苗木，用于固沙栽培，既能绿化半沙漠化的土地，又能结出沙棘果实， 卖给有大量需求的果汁厂制成沙棘饮料进入市场销售，产生良好的经济效益。2、 西北地区野生的甘草既是优良的固沙植物，又是畅销的中药材。由于国 际市场上大量收购甘草，西北地区有些农牧民大面积乱挖甘草卖钱来增加经济 收入，已造成根系十分发达的、固沙效果明显的甘草资源的严重破坏，失去植 被的沙地遇风劲吹，满天昏黄的沙尘暴天气笼罩着千里之外的城市。采用本发 明装置能够迅速培育出大量的甘草小苗，用于移栽到苗圃里继续长大，然后定 植到半沙漠化土地上，既能大面积固沙、防沙，又能恢复向国内外市场出售甘 草中药材，持续提高西北地区农牧民的经济收入。3、 中国林业科学研究院近年育成的丹红杨新品种杨树，十分适合长江流域、 黄河流域大面积推广种植，这种杨树生长快，根系发达，适用于保持水土、保 护河岸湖堤，定植七年就能砍伐加工出优质板材，腾出空地重新栽种2米高的 丹红杨树苗进行更新，是农村致富、农民增加收入的好项目。丹红杨主要用扦 插枝条的方法繁育小苗，目前种苗紧缺，北京市大兴区丹红杨示范基地里，丹红杨种苗供不应求。采用本发明装置培育丹红杨小树苗，只需在育林苗箱体22 内的育苗基质21上按照2厘米X3厘米的间距来密集排插8—10厘米高的，表 皮上有一个芽眼的短枝条(茎粗直径0.3厘米至1.5厘米)，枝条的下端先浸泡 在浓度合适的ABT生根粉溶液中6个小时，让枝条吸足水分，控温装置18调 控育林苗箱体22内的温度为28°C，控湿装置19调控育林苗箱体22内的空气相 对湿度为79%，喷雾装置16间隔3至4小时喷一次雾水，保持枝条表皮的湿润， 照明装置17连续照明和适当增温，只需10天时间，枝条的下端开始长出了细 根，枝条上的芽眼里萌发出了嫩叶，初步形成了根，茎、叶齐全的新的植物个 体，再培育5天时间就可以取出半成品小苗移栽到育苗圃里继续培育一年，长 成100厘米高的成品苗。清理育林苗箱体22的内部以后，可以排插进第二批枝 条，继续进行育苗。这样的育苗速度是比较快的，育林苗箱体22内一个平方米 的育苗面积用15天时间就可以培育出1600株丹红杨半成品小苗供移栽用。采 用本发明装置规模培育畅销的丹红杨林苗，只需连续育苗二年，就能收回购置 本发明装置的全部成本。培育的林苗20—是要有市场销路，二是要价值较高。4、江苏早春二月的天气，冷暖变化大，夜间温度低不能进行露地培育林苗 20，露地扦插培育林苗20要到四月下旬才能开始。原产四川的日香桂树苗在江 苏的销售情况较好。采用本发明装置在2月份就可以加温育苗，縮短日夜温差 距离，达到生根的温度指标，结合使用ABT生根粉，促使早发根，经过15天 的培育，日香桂枝条的下端长出了新根，带二片真叶(可剪去叶尖)的短枝条 的扦插密度是一个平方米内500株，扦插苗长到15公分高就有桂花开放，适合 制作小盆景。采用本发明装置进行育苗，全年可以培育成功八批品种为日香桂的桂花苗木销售，培育日香桂小苗的经济效益是好的，常闻桂花香，可以稳定 人体的血压，是高血压患者首选的自然疗法，本发明人在无锡硕放参加种植的 三百亩日香桂长势良好，社会效益和经济效益都十分好。5、 红叶石楠的叶色鲜红，有"红叶苗木之王"的美称。近年来，为了迅速 繁育红叶石楠的新品种苗木，组培瓶苗，组培容器苗、穴盘苗的产量已成倍增 长。这些幼嫩的小苗在外界自然条件下生长困难，采用本发明装置进行培育， 就能提高成活率，并早日育成壮苗。无锡的太湖沿岸种植了许多的红叶石楠树 苗用来美化环境。无锡市接受蓝藻暴发的教训，为了净化太湖的水质，拆除了 沿湖一公里以内的旅游饭店和养殖场，腾出宝贵的土地全部用于植树造林。红 叶石楠里有一个新育成的品种，名叫"火炬"，鲜红的、光亮的叶片在阳光照耀 下迎风舞动，恰似奥运圣火，许多人抢购"火炬"品种的红叶石楠树苗到无锡 的奥运林中义务植树。采用本发明装置培育红叶石楠小苗，可以在育林苗箱体22的底部上放置穴盘，剪取3厘米长的，带有叶芽的红叶石楠半木质化枝条扦 入穴盘育苗方格内的育苗基质21内，设置合适的温度、湿度、光照，便能培育 出市场需要的品种为"火炬"的红叶石楠苗木。6、 用小叶女贞一年生苗作为砧木，在不同的分枝上嫁接花朵颜色不相同的 三个品种的桂花枝条用于培育三色桂花树，本发明人已试验成功，采用本发明 装置可以保管新品种桂花的枝条(用作接穗)，保温、保湿的好环境有利于接口 处的伤痕早日愈合，可以提高嫁接苗的成活率。7、 江苏沿海有500公里长的海滩，滩涂面积大，海滩上明沟暗河密布，没 有远距离供电网。2001年，从美国引进的，全部用海水浇灌的绿色植物海蓬子(小灌木)试种成功(本发明人是江苏在海滩上试种海蓬子植物成功的第一人)， 现已在盐城市沿海扩大种植，并已有加工产品出口日本和韩国。海蓬子种子细 小，露天播种时由于苏北沿海早春温度低，且不稳定，很难出苗，采用本发明装置既能保温，又能保湿，完全可以确保80。/。以上的海蓬子种子发芽并长成15 厘米高的小苗，完全可以高密度(每平方米育成3000株苗)培育海蓬子幼苗， 然后在5月份移栽到海滩上大面积种植，生产海蓬子蔬菜(碱性食品)就比较 容易成功。8、从日本引进的蓝莓，是一种小灌木植物，食用其小树上结出的桨果有降 低人体血糖指标并稳定血糖值的重大作用，是理想的保健食品，国内外的市场 需求量越来越大。由于蓝莓的扦插苗细小，采用本发明装置，每平方米可以一 次育成2000株可供移栽的小苗，本发明装置可以重复使用，多次育苗。2008年 初的雪灾造成湖南省南部许多高压输电线路中的铁塔倒塌，大面积的供电网遭 到破坏，许多城市和乡村的供电长时间中断，采用本发明装置，随时就地利用 太阳能、风能发电和供电，完全可以抗灾育苗，尽快恢复和发展蓝莓生产。以上采用本发明装置在育苗过程中使用的电力由独立太阳能光伏发电系统 11和独立风力发电系统6单独或共同供应，用绿色能源培育绿色苗木、彩色苗 木、经济苗木，服务植树造林，保护生态环境。本发明装置中培育的苗木必须 生长在密封或半密封的育林苗箱体22内，才能进行调温、调湿、调光、调养分。实施例2:本实施例中由于林苗培育装置23的体积较大，所需的用电量较大，当地的 太阳能资源比风能资源更加丰富，可以采用2套独立太阳能光伏发电系统11和1套独立风力发电系统6同时向育林苗箱体22供应电力，通过导电线12向控温 装置18、控湿装置19、喷雾装置16、照明装置17输送更多的供电量，用来培 育更大量的林苗20。 实施例3:本实施例中由于林苗培育装置23的体积较大，所需的用电量较大，当地的 风能资源比太阳能资源更加丰富，可以采用2套独立风力发电系统6和1套独 立太阳能光伏发电系统11同时向育林苗箱体22供应电力，通过导电线12向控 温装置18、控湿装置19、喷雾装置16、照明装置17输送更多的供电量，用于 培育更大量的林苗20。实施例4:本实施例中由于林苗培育装置23的体积比较小，育苗所需的用电量比较小， 而1套独立风力发电系统6的发电量较大，再加上1套独立太阳能光伏发电系 统ll的发电量更大，足以向2套林苗培育装置23提供电力，2套林苗培育装置 23分别培育2个种类的植物苗木，而这2个种类的植物苗木在发芽、生根、长 茎叶时所需要的温度、空气湿度、土壤水分、植物营养和光照强度各不相同， 可以向2套林苗培育装置23同时分别按需供电，但由控温装置18、控湿装置 19、喷雾装置16、照明装置17设定的各项调控指标也各不相同， 一定要符合该 种类植物生长发育的要求。实施例5:本实施例中由于林苗培育装置23的体积更小，育苗所需的用电量更小，而 1套独立太阳能光伏发电系统11的发电量较大，再加上1套独立风力发电系统6的发电量更大，足以向3套林苗培育装置23提供电力，3套林苗培育装置23 分别培育3个种类的植物苗木，而这3个种类的植物苗木在发芽、生根、长茎 叶时所需要的温度、空气湿度、土壤水分、植物营养和光照强度各不相同，可 以向3套林苗培育装置23同时分别按需供电，但由控温装置18、控湿装置19、 喷雾装置16、照明装置17设定的各项调控指标也各不相同， 一定要符合该种类 植物生长发育的要求。 实施例6:本实施例中取泥炭土为78重量％、珍珠岩为16.8重量％，蛭石粉为5重量 %，缓释颗粒肥料为0.2重量％在常温下混和均匀放置在育林苗箱体22内的底面 上作为育苗基质21;并采用独立太阳能光伏发电系统11、独立风力发电系统6 通过导电线12连接设置在育林苗箱体22内的控温装置18、控湿装置19、喷雾 装置16、照明装置17共同组成林苗培育装置23，本实施例中育苗基质21的配 方是按照培育与实施例1中不相同的另一个种类的植物的小苗的生长发育要求 设计的，可以促进另一个种类的植物的小苗健壮生长和发育，长出发达的根系， 粗壮的茎杆和厚实的叶片。中国西部(青藏高原、新疆、陕甘宁、黄土高原、云贵高原各地)、北部(西 北、东北、内蒙、河北、山西各地)的太阳能资源、风能资源十分丰富，大力 推广和应用太阳能光伏发电与风电互补应用在林业育苗上的培育装置，完全可 以发出足够大的发电量，专用于培育出足够多的林业用苗，在辽阔的西部、北 部、东北部就地植树造林，战胜沙漠的扩张，制服北方危害严重的沙尘暴灾难， 保水蓄水，用森林来保护淡水资源，保护粮食生产，其使用效果比用飞机向荒山撒播树木种子的效果更好。特别是在西部大面积植树造林，能有效保护长江、 黄河的水源地和中、上游地区的生态环境，改善淡水资源的卫生状况，既能增 加森林财富，又能保障居民的身体健康。中国东部和南部的太阳能资源和风能 资源也比较丰富，同样需要推广和应用太阳能光伏发电与风电互补应用在林业育苗上的培育装置，多发电，多培育林苗20，大力植树造林，努力节能减排， 消除工业污染造成的不良后果，提高城乡人民的生活质量和健康水平。地球上丰富的太阳能资源和风能资源完全可以大量转化为电能，就近供给 将会出现在世界各地的、数量众多的太阳能光伏发电与风电互补应用在林业育 苗上的培育装置，用于在世界各地大量培育适应当地自然条件的、适合当地市 场需求的多种多样的优质林苗，全人类齐心合力植树造林，恢复和发展森林面 积，利用绿色植物的光合作用来吸收地球大气层中过量的二氧化碳(这是大量 燃烧石油和煤炭造成的恶果，2008年石油和煤炭的价格进一步上涨，已引起全 球粮食、食品和许多物价的上涨，各国应当增加对新能源开发和应用领域的投 资)，释放出大量的氧气，只有朝这个方向去努力奋斗，推广植树造林的新技术 和新的造林用新设备，大幅度增加地球上的森林面积和树木数量，才能使地球 上的气候变化向好的方向转变，才能使人类的生存、生产和生活环境得到真正 的改善和保护。
权利要求
1. 一种太阳能光伏发电与风电互补应用林业育苗上的培育装置，其特征是，采用独立太阳能光伏发电系统(11)、独立风力发电系统(6)与林苗培育装置(23)连结组成。独立太阳能光伏发电系统(11)采用太阳电池方阵(9)通过导电线(12)与控制器(13)连结，太阳电池方阵(9)固定在可以左右转动的太阳能发电站支柱(8)的上面，面向太阳安置，太阳能发电站支柱(8)的上端安装有阳光跟踪仪(7)、太阳能发电站支柱(8)的下端安装有一定重量和底面积的太阳能发电站底座(10)；独立风力发电系统(6)采用在可以旋转的风力发电机转轴(3)上按照在平面园周上作120度三等分的位置上进行等距离安装的三只风动叶轮(12)，在风力发电机转轴(3)的上端安装有风向标(1)，在风力发电机转轴(3)的下端安装有风力发电机(4)和有一定重量和底面积的风力发电机底座(5)，风力发电机(4)通过导电线(12)与控制(13)连结；控制器(13)用导电线(12)分别与蓄电池(15)、逆变器(14)连接，逆变器(14)通过导电线(12)向林苗培育装置(23)内的交流负载供给交流电；也可以由控制器(13)通过导电线(12)向林苗培育装置(23)内的直流负载供给直流电；林苗培育装置(23)采用在育林苗箱体(22)内设置喷雾装置(16)、照明装置(17)、控温装置(18)、控湿装置(19)，在育林苗箱体(22)内的底部上放置育苗基质(21)，林苗(20)的根部培育在育苗基质(21)内，在育苗过程中和取出林苗(20)的成品苗时，可以打开育林苗箱体(22)的上盖进行有关的操作并换进新鲜空气，完成操作后，放下箱盖，并根据育苗需要用封箱胶带密封或半密封育林苗箱体(22)上的箱盖板四周与箱体四壁接合处的缝隙。
2、 根据权利要求1所述的太阳能光伏发电与风电互补应用在林业育苗上的培育装置，其特征是，所述的育林苗箱体(22)制成长立方体(长度10厘米至 1000厘米、宽度8厘米至800厘米，高度5厘米至700厘米)或正立方体(长 度、宽度、高度均为IO厘米至1000厘米)或正园柱体(顶面或底面的直径10 厘米至1000厘米、高度5厘米至700厘米)或椭园柱体(竖径8厘米至800厘 米、横径IO厘米至IOOO厘米、高度5厘米至700厘米)。
3、 根据权利要求1所述的太阳能光伏发电与风电互补应用在林业育苗上的 培育装置，其特征是，所述的太阳电池方阵(9)能够在阳光跟踪仪(7)的控 制下，在太阳能发电站支柱(8)上，追逐太阳光的照射方向跟踪转动，以接收 更多的阳光照射，用于发电。
4、 根据权利要求1所述的太阳能光伏发电与风电互补应用在林业育苗上的 培育装置，其特征是，所述的风动叶轮(2)的形状是横向弯曲的长条板形叶轮， 其迎风面是凹进的，能接受并聚集风力推动风动叶轮(2)的转动，背风面是凸 出的，能分散气流、减小阻力，加快风动叶轮(2)的转速，风动叶轮(2)的 高度为20厘米至2000厘米，宽度为10厘米至1000厘米，厚度为0.1厘米至 80厘米；适合利用近地面的较大风、中等级风、小风、微风的多种风力资源发 电。
5、 一种太阳能光伏发电与风电互补应用在林业育苗上的培育装置，其特征 是，所述的林苗培育装置(23)的制造方法采用以下工艺步骤-(1) 育林苗箱体(22)制成为密封或半密封的容器；(2) 在育林苗箱体(22)内设置喷雾装置(16)、照明装置(17)、控温装 置(18)、控湿装置(19);(3) 喷雾装置(16)、照明装置(17)、控温装置(18)、控湿装置(19)， 通过导电线(12)与逆变器(14)连接，接受交流电的输入；逆变器(14)通 过导电线(12)与控制器(13)连接，控制器(13)通过导电线(12)分别与 独立太阳能光伏发电系统(11)、独立风力发电系统(6)连接；控制器(13) 也可以通过导电线(12)向喷雾装置(16)、照明装置(17)、控温装置(18)、 控湿装置(19)供给直流电。(4) 照明装置(17)主要采用节能的、实用的0.06瓦的发光二极管搭配大 功率发光二极管(0.5瓦以上)、小功率发光二极管(0.01瓦至0.49瓦)或其他 种类的电光源来照明和供热；发光二极管接受的电能中，只有20%的电能转化 为光能，但亮度高，还有80%的电能转化为热能，光能和热能通过植物的光合 作用转化成生物能用于植物的生命活动，同时储存一部分能量在植物体内。发 光二极管节能可达70—80%，使用的寿命长，因此，本发明是经济可行的、安 全高效的；照明装置(17)在夜间或阴雨天对不同的植物照射不同的光线。(5) 育苗基质(21)取泥炭土为60~80重量％、珍珠岩为1L5 20重量 %，蛭石粉为3~10重量％、缓释颗粒肥料为0.02 0.2重量％，在常温下混合均 匀放置在育林苗箱体(22)内的底面上，林苗(20)根部培育在育苗基质(21) 内；(6) 独立太阳能光伏发电系统(11)、独立风力发电系统(6)可以合用同 一套控制器(13)、逆变器(14)，也可以由独立太阳能光伏发电系统(11)单 独安装相配套的控制器(13)、逆变器(14)，同时由独立风力发电系统(6)单 独安装另一套相配的控制器(13)、逆变器(14)。
6、 根据权利要求5所述的太阳能光伏发电与风电互补应用在林业育苗上的 培育装置，其特征是，所述的林苗培育装置(23)中的育林苗箱体(22)内的 温度由控温装置(18)控制在1~48°C。
7、 根据权利要求5所述的太阳能光伏发电与风电互补应用在林业育苗上的 培育装置，其特征是，所述的林苗培育装置(23)中的育林苗箱体(22)内的 湿度、光照控制在所培育的不同的植物种类，在不同的生长发育阶段所需要的 适宜湿度、光照条件范围以内，分别由控湿装置(19)、照明装置(17)进行调 控。
8、 根据权利要求5所述的太阳能光伏发电与风电互补应用在林业育苗上的 培育装置，其特征是，所述的喷雾装置(16)喷出的雾状水中可以结合喷洒适 量掺和的、科学配方的植物营养液(富含植物生长必需的宏量元素和微量元素)、 植物生长调节剂或高效安全农药。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能光伏发电与风电互补应用在林业育苗上的培育装置，属于新能源应用技术领域。其主要采用独立太阳能光伏发电系统、独立风力发电系统与林苗培育装置连结组成。独立太阳能光伏发电系统采用太阳电池方阵通过导电线连接控制器，独立风力发电系统采用风力发电机通过导电线连接控制器，控制器通过导电线分别与蓄电池、逆变器连接，林苗培育装置采用在育林苗箱体内设置控温装置、控湿装置、喷雾装置、照明装置，主要采用节能的发光二极管照明和供热。在育林苗箱体内放置育苗基质，植物种子或插条在育苗基质内，在适宜的温度、湿度、光照、水分以及植物营养条件下发芽、生根、长出茎叶，成长为健壮的林苗。
文档编号A01G31/00GK101278647SQ200810096890
公开日2008年10月8日 申请日期2008年5月9日 优先权日2008年5月9日
发明者缪同春 申请人:缪同春