一种植物工厂供电系统及植物工厂供电方法与流程

1.本发明涉及半导体领域，特别涉及一种植物工厂供电系统及植物工厂供电方法。


背景技术：

2.为了应对全球的气候变化及人口的增长，迫切需要发展绿色无污染且产能和效率都较高的农业工厂。植物工厂作为一种颠覆传统农业种植的全新方式，不受土地、气候等自然条件的限制和影响，可完全按照计划、精准定时、定量生产出无污染的种苗及蔬菜、花卉等作物，受到了前所未有的关注。
3.植物工厂是指人工光植物工厂或密闭型植物工厂，是完全使用人工光源，具有环境高度可控，多层立体培养，工业化、标准化、周年生产、效率高等特点。植物工厂是由计算机对作物生育过程的温度、湿度、光照、co2浓度、营养液等环境要素进行自动控制，周年连续生产的高效工厂化农业系统。
4.但是现有的植物工厂需要全天候电网供电才能实现植物工厂的正常运转，导致植物工厂的成本较高，阻碍了植物工厂的大规模应用。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术的目的在于提供一种植物工厂供电系统，能够降低植物工厂的用电成本，提高植物工厂的大规模应用的可能性。
6.本技术实施例提供了一种植物工厂供电系统，所述植物工厂包括营养液循环系统、供热系统、送风系统、照明系统和自动植物种植系统，所述植物工厂供电系统包括：
7.新能源发电站，所述新能源发电站用于对所述植物工厂的多个系统进行供电，以维持所述植物工厂的多个系统正常运行，其中，所述新能源发电站的供电电量大于或等于所述植物工厂的用电电量。
8.可选地，所述植物工厂供电系统还包括蓄电池，所述蓄电池位于所述植物工厂；
9.所述新能源发电站还用于向所述蓄电池供电；
10.所述蓄电池用于在所述新能源发电站无法供电时，对所述植物工厂的多个系统继续进行供电，以保持所述植物工厂的多个系统正常运行。
11.可选地，所述植物工厂的用电电量等于所述蓄电池的供电电量和所述新能源的供电电量之和。
12.可选地，所述新能源发电站包括集中式新能源发电站和分布式新能源发电站；
13.所述集中式新能源发电站与所述植物工厂的距离在预设范围内；
14.所述分布式新能源发电站位于所述植物工厂，用于向所述植物工厂供电。
15.可选地，当所述新能源发电站的供电电量大于所述植物工厂的用电电量时，所述新能源发电站接入所述植物工厂所在地区的电网。
16.可选地，所述植物工厂接入所述植物工厂所在地区的电网，以在所述电网的用电需求低于阈值时，所述植物工厂接收所述电网的供电。
17.可选地，所述植物工厂供电系统还包括蓄电池，所述蓄电池位于所述植物工厂；
18.所述电网还用于向所述蓄电池供电。
19.可选地，所述新能源发电站包括光伏发电站、风力发电站、光热发电站和地热发电站中的一种或多种。
20.可选地，所述植物工厂的供热系统包括太阳能集热器，所述植物工厂的照明系统包括发光二极管led。
21.本技术实施例还提供一种植物工厂供电方法，所述植物工厂包括营养液循环系统、供热系统、送风系统、照明系统和自动植物种植系统，植物工厂供电系统包括新能源发电站；
22.所述植物工厂供电方法包括：
23.利用所述新能源发电站对所述植物工厂的多个系统进行供电，以维持所述植物工厂的多个系统正常运行，其中，所述新能源发电站的供电电量大于或等于所述植物工厂的用电电量。
24.本技术实施例提供一种植物工厂供电系统，植物工厂可以包括营养液循环系统、供热系统、送风系统、照明系统和自动植物种植系统，这些系统需要进行供电才能够维持植物工厂的正常运行，植物工厂供电系统包括新能源发电站，新能源发电站用于对植物工厂的多个系统进行供电，以维持植物工厂的多个系统正常运行，其中，新能源发电站的供电电量至少大于植物工厂的用电电量。也就是说，通过利用新能源发电站直接向植物工厂供电，避免植物工厂由于仅使用电网供电带来的高用电成本，降低了植物工厂的用电成本，提高了植物工厂的大规模应用的可能性。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
26.图1示出了本技术实施例一种植物工厂的结构示意图；
27.图2示出了本技术实施例一种植物工厂供电系统的结构示意图；
28.图3示出了本技术实施例一种植物工厂供电方法的流程示意图。
具体实施方式
29.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。
30.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
31.其次，本技术结合示意图进行详细描述，在详述本技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
32.正如背景技术中所述，为了应对全球的气候变化及人口的增长，迫切需要发展绿色无污染且产能和效率都较高的农业工厂。植物工厂作为一种颠覆传统农业种植的全新方式，不受土地、气候等自然条件的限制和影响，可完全按照计划、精准定时、定量生产出无污染的种苗及蔬菜、花卉等作物，受到了前所未有的关注。
33.植物工厂是指人工光植物工厂或密闭型植物工厂，是完全使用人工光源，具有环境高度可控，多层立体培养，工业化、标准化、周年生产、效率高等特点。植物工厂是由计算机对作物生育过程的温度、湿度、光照、二氧化碳co2浓度、营养液等环境要素进行自动控制，周年连续生产的高效工厂化农业系统。植物工厂是集生物技术、设施园艺技术、植物生理、植物栽培工程、现代装备工程、环控信息技术于一体的高科技产业。
34.与传统的田间耕作相比，植物工厂的生产过程不使用农药，用水量可减少90％，并可节省多达95％以上的土地，且由于取消了运输环节，可以极大地降低食品供应链的碳排放。此外，植物工厂的植物种植具有高密度的特点，在人工光照的照射下，植物吸收二氧化碳，根系吸收矿物质和水分并输送到叶片，在合适的温度条件下，叶片中的叶绿体进行光合作用，生产出碳水化合物并释放出能量和氧气。因此，植物工厂是高效率吸收和利用co2的一种有效途径。
35.但是现有的植物工厂需要全天候电网供电才能实现植物工厂的正常运转，导致植物工厂的成本较高，阻碍了植物工厂的大规模应用。
36.基于此，本技术实施例提供了一种植物工厂供电系统，植物工厂可以包括营养液循环系统、供热系统、送风系统、照明系统和自动植物种植系统，这些系统需要进行供电才能够维持植物工厂的正常运行，植物工厂供电系统包括新能源发电站，新能源发电站用于对植物工厂的多个系统进行供电，以维持植物工厂的多个系统正常运行，其中，新能源发电站的供电电量至少大于植物工厂的用电电量。也就是说，通过利用新能源发电站直接向植物工厂供电，避免植物工厂由于仅使用电网供电带来的高用电成本，降低了植物工厂的用电成本，提高了植物工厂的大规模应用的可能性。
37.为了更好地理解本技术的技术方案和技术效果，以下将结合附图对具体的实施例进行详细的描述。
38.在介绍本技术实施例提供植物工厂供电系统之前，首先介绍植物工厂内需要进行供电的系统。
39.参考图1所示，为本技术实施例提供的一种植物工厂的结构示意图。
40.在本技术提供的植物工厂100中包括营养液循环系统110、供热系统120、送风系统130、照明系统140和自动植物种植系统150。营养液循环系统为植物工厂中培育的植物提供营养，保证植物的正常生长。供热系统包括太阳能集热器，利用太阳能资源将水加热，加热后的水或加热后形成的蒸汽用于满足住屋工厂内部的供热需求，太阳能集热器可以是玻璃管太阳能集热器、平板型太阳能集热器或槽式聚光集热器中的任意一种。供热系统还可以包括热泵技术满足植物工厂冬季或连续阴雨天的植物工厂内部采暖供热，维持植物工厂内部至少高于22摄氏度。送风系统包括空调制冷机组和补碳系统，补碳系统用于向植物工厂中补充二氧化碳co2气体，维持co2的浓度在固定阈值范围内。照明系统包括发光二极管led，用于在固定时长内为植物提供照明。自动植物种植系统包括自动堆垛机，用于对植物进行自动化种植。
41.植物工厂中包括的多个系统，这些系统需要进行供电才能够维持植物工厂的正常运行。
42.参考图2所示，为本技术实施例提供的一种植物工厂供电系统的结构示意图。
43.本技术实施例提供的植物工厂供电系统200包括新能源发电站210，新能源发电站210用于对植物工厂100的多个系统进行供电，以维持植物工厂的多个系统正常运行。
44.在本技术的实施例中，新能源发电站的供电电量大于或等于植物工厂的用电电量。也就是说，为了能够通过新能源发电站就实现植物工厂的正常运转，新能源发电站的供电电量应大于或等于植物工厂的用电电量。
45.在本技术的实施例中，新能源发电站包括光伏发电站、风力发电站、光热发电站和地热发电站中的一种或多种。若植物工厂建立在西部地区，就能够实现新能源发电站的电量就地消纳。
46.在实际应用中，可以根据新能源发电站的装机容量和储能设备容量，设置对应规模的植物工厂的种植面积和厂房规模以及厂房形式。
47.在本技术的实施例中，新能源发电站包括集中式新能源发电站和分布式新能源发电站。集中式新能源发电站通常为大规模新能源发电站，集中式新能源发电站与植物工厂的距离在预设范围内，即植物工厂的厂房可以建在新能源发电站附近，以便实现新能源发电站的电量就地消纳。
48.分布式新能源发电站为小型新能源发电站，位于植物工厂，用于向植物工厂供电。作为一种示例，分布式新能源发电站可以是小型光伏发电站，设置在植物工厂的屋顶，最大化利用植物工厂的场地。
49.在本技术的实施例中，植物工厂供电系统还包括蓄电池，蓄电池位于植物工厂内。作为一种示例，植物工厂的墙体内可以设置蓄电池，最大化利用植物工厂的场地。
50.新能源发电站还用于向蓄电池供电，以便之后蓄电池用于在新能源发电站无法供电时，对植物工厂的多个系统继续进行供电，以保持植物工厂的多个系统正常运行。
51.作为一种示例，可以利用位于植物工厂屋顶的小型光伏发电站向蓄电池供电。
52.在实际应用中，若新能源发电站为光伏发电站或光热发电站，在夜间新能源发电站存在无法继续对植物工厂进行供电的情况，此时可以设置蓄电池，在日间新能源发电站进行发电时，还向蓄电池供电，以便蓄电池充满电量，在新能源发电站无法供电时，充满电量的蓄电池对植物工厂的多个系统继续进行供电，以保持植物工厂的多个系统全天候都正常运行。
53.当植物工厂供电系统还包括蓄电池时，植物工厂的用电电量等于蓄电池的供电电量和新能源的供电电量之和。也就是说，可以根据植物工厂的用电电量设置相应的蓄电池的供电电量和新能源的供电电量。
54.在实际应用中，可能会存在新能源发电站的供电电量大于植物工厂的用电电量的情况，为了降低电力的浪费，新能源发电站可以接入植物工厂所在地区的电网，利用当地的电网系统消耗新能源发电站剩余的发电电量。
55.在本技术的实施例中，还可以将植物工厂也接入植物工厂所在地区的电网，一方面是能够保证植物工厂在遇到新能源发电站和蓄电池都无法供电的极端情况时，还能够有电网对植物工厂供电，维持植物工厂的正常运转；另一方面是在电网的用电需求低于阈值
时，植物工厂能够接收电网的供电。
56.作为一种示例，在夜间通常是电网的用电需求较低的时间，为了保证电网的供电频率维持在恒定数值，需要在夜间为电网提供一定的负载，此时植物工厂可以作为稳定电网供电频率的负载。
57.在将植物工厂接入电网后，电网还可以对蓄电池进行供电，以便后续蓄电池对植物工厂进行供电。
58.在实际应用中，为植物工厂进行供电的可以分为3个部分：新能源发电站、蓄电池和电网。新能源发电站和电网的供电电量与蓄电池充电放电电量的比例可以根据实际情况进行确定，以便实现较低的用电成本和辅助电网的调峰调频。
59.作为一种可能的实现方式，在电网的用电需求较高的阶段，此时电网供电的电价较高，可以利用新能源发电站，包括集中式新能源发电站和分布式系能源发电站，向植物工厂供电，充满电量的蓄电池也可以向植物工厂供电。在电网的用电需求较低的阶段，此时电网供电的电价较低，可以利用电网对植物工厂进行供电，以平衡电网的供电频率，还可以利用电网为蓄电池充电。
60.由此可见，本技术实施例提供的植物工厂供电系统包括新能源发电站，新能源发电站用于对植物工厂的多个系统进行供电，以维持植物工厂的多个系统正常运行，其中，新能源发电站的供电电量至少大于植物工厂的用电电量。也就是说，通过利用新能源发电站直接向植物工厂供电，避免植物工厂由于仅使用电网供电带来的高用电成本，降低了植物工厂的用电成本，提高了植物工厂的大规模应用的可能性。
61.也就是说，本技术实施例提供的植物工厂供电系统能够实现大规模新能源发电站的电量的就地消纳，尤其是在西部地区或其他片远低于，能够解决大规模新能源发电的就地消纳和弃风弃光的问题。此外，本技术提供的植物工厂供电系统，能够接入电网，实现辅助电网调峰调频，降低用电成本的目的。
62.以上对本技术实施例提供的植物工厂供电系统进行了详细的描述，此外，本技术实施例还提供了植物工厂供电方法，应用于上述实施例提及的植物工厂供电系统，参考图3所示，该方法包括：
63.s301，利用新能源发电站对植物工厂的多个系统进行供电，以维持植物工厂的多个系统正常运行，其中，新能源发电站的供电电量大于或等于植物工厂的用电电量。
64.在本技术的实施例中，新能源发电站的供电电量大于或等于植物工厂的用电电量。也就是说，为了能够通过新能源发电站就实现植物工厂的正常运转，新能源发电站的供电电量应大于或等于植物工厂的用电电量。
65.由此可见，通过利用新能源发电站直接向植物工厂供电，避免植物工厂由于仅使用电网供电带来的高用电成本，降低了植物工厂的用电成本，提高了植物工厂的大规模应用的可能性。
66.以上所述仅是本技术的优选实施方式，虽然本技术已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本技术。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本技术技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本技术技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本技术技术方
案保护的范围内。