一个太阳能供热系统和季节性气候体系对农业大棚.doc

一个太阳能供热系统和季节性气候体系对农业大棚的影响R. TADILI（太阳能实验室，拉巴特科学院1014，摩洛哥）A. S. DAHMAN（农业机械部，艾尔维哈桑二世，英国石油公司6202，拉巴特学院，摩洛哥）（1996年4月10日，1996年6月20日）摘要实验在太阳能集热系统基于太阳能的选择性吸收，并且由一个选择性的太阳能收集器在大棚中进行的，其中种有草莓作物。太阳能供热系统会引起农作物提前13天成熟。通过降低其内部温度在白天之内，并在夜间增加，系统呈现出其更像一个气候体系而不是供热体系。1997年，埃尔森科学有限公司保留所有权利。1、引言大棚的主要目的是生产农产品在种植季节以外。供热成本与传统的燃料燃烧的相比，占了温室大棚产业的运行成本的30【1-3】。替代能源可能提供最佳的室内条件，在冬天的这几个月内，可能有助于降低供热成本。本文提出的太阳能集热系统实验测试的气候就是农业机械部（摩洛哥）已构思的太阳能采暖系统的实验测试结果。2、材料和方法2.1系统的描述该系统的技术是基于选择了太阳辐射的一部分，有助于光合作用，其余被吸收并转化为热量被收集器选择性吸收，这个感热的热量计在液体集热器内的移动，并进行了储罐。集热器由透明的聚乙烯制成，它被安装在实验大棚（9平方米玻璃金字塔）中距地面一米的高处（如图1），它是连接冷罐和储罐的，连接包括一个驱动后泵。 图1. 实验大棚选择性集热器。太阳能温室大棚的日常温度被获得并存储在水箱中。因此,存储的能量使我们能够保证在夜间加热，反演的液体循环进入集热器通过使用时间开关（如图2）。 图2.流体循环模式。农业温室微气候从以前的研究中确定的最佳工作参数 4-7； 热液：浓度为0.025克/升的亚甲基蓝。 流通的热液。 循环流量：0.013升/秒。 集热器表面：不超过2m2。 运作的时间间隔：大棚环境的时间间隔的控制已确定，存储阶段从9时到17时左右，从17时到24时是静态阶段，从24时至6时是归还阶段。2.2 数据采集 太阳能实验站包括： 一个实验大棚（玻璃框架2×3米），配备与几个集热器。 一个没有供暖系统的控制温室（尺寸相同）。 气象站。 数据记录仪（HP 3497A）。已进行的不同气象参数的（温度，湿度和太阳辐射）测量，在测量期间，每6分钟一次。3、结果与讨论3.1 大棚内温度对系统的影响 空气温度，温室内的空气温度是产生早熟的影响因素之一。图3表示的是实验大棚内的空气温度的变化，控制温室除外。曲线的分析显示了选择性集热器温度的一个明确的效果。它允许实验大棚在夜间的平均温度上升6，而白天它允许温度下降8°C（如图4）。在别处,选择性集热器的作用有更明显的表现在极端温度的大棚内。白天的最高温度降低约10°C的比较，控制大棚在夜间，它增加了约5°C（见表1）的最低温度。 图3。实验大棚和观察大棚内的空气温度 图4。空气中的两个温室之间的温度差异地面温度，图5表示的两个大棚内的地面温度的变化，在水深15厘米的地方我们发现了90的草莓作物的根（实验大棚和控制大棚）。我们再次找到以前相同的结果：太阳系在夜间地面温度增加（3），并在白天减少（4），但它有不太明显的方式，是因为有地面惯性。因此，该系统使我们能够避免过高的温度偏差在温室内，并提供了有利的气候和微生物的早熟。 表1. 实验大棚与观察大棚的极端温度记录 农业大棚微气候 图5. 农业大棚的地表温度3.2 大棚内的湿度对系统的影响实验大棚内的湿度在区间65 90%之间，在存储的期间，它的价值是优于控制大棚的（图6），平均偏差为10左右，因此系统的作用是有利于地面的水蒸气的。相反，在恢复阶段的实验温室内的相对湿度是低于其在控制温室中的价值。待添加的隐藏文字内容3 图6.温室内的湿度变化3.3 太阳辐射对系统的影响与叶绿素吸收光谱相比，太阳光谱获得的大气质量（太阳在天顶）（图7）表明，有用的辐射属于太阳光谱光合作用的可见部分和可用的能量只有30的总能量。 图7. 光谱太阳辐射（1）和（2）叶绿素的吸收光谱。图8代表全球太阳辐射在大棚中的不同层次，在1995年11月15日至11月18日之间，从日出到日落。我们注意到传递给植物的平均辐射为1.3千瓦时/平方米/天,占了32%的全球太阳能辐射外。这个比例保持不变对于任何太阳辐射在一天之内。此外，这种转换的光谱属于在收集器中的亚甲基蓝循环可见的吸收光谱。由此看来，尽管外部太阳能光辐射间歇性，集热器的光滤波器字符已经完成。3.4 农业的结果（生产数据）加热的大棚系统比控制温度的大棚比较（见表2），的草莓作物会早熟13天。对于产量，我们观察到其增加了约10 g /株。4、结论实验大棚提供给我们最有利于植物的温度在18°C 28°C间。它能够减少最低和最高气温之间的差异，以避免突然的气候变化。在实验大棚内，太阳能系统的相对湿度在70左右，这有利于草莓作物。降低实验大棚内的光度，只选定了太阳辐射光谱的一部分，这是有利于光合作用的。该植物并不是及其吸热，因此，它会消耗较少的灌溉用水。参考文献1M. Santamouris, C. A. Balaras, E. Dascalaki and M. Vallindras,，被动式太阳能农业大棚：一个世界性的分类和评价技术和系统用于采暖的目的。太阳能53，411-426（1994）。2. Y. Caouris, C. Kittas and M. Santamouris, 温室能耗区域每月估计希腊的应用。太阳能和风能技术. 6.225（1989）。3. R. Lazrak, P. Mouklisse and B. Tanouti, Applications du stockage de l'rnergie solaire au chauffage des serres agricoles. Sechoirs Solaires et Systbmes Photovoltafques,主编. Toubkal, Editions Toubkal, 摩洛哥（1990年）。4. A. S. Dahman and R. Tadili, Climatisation solaire d'une serre agricole. . Actes 研究所. （摩洛哥）13，29-36（1993）。5. R. Tadili, A. S. Dahman and A. El Kiri, Serres : l'absorption s61ective de l'6nergie solaire.Rev. Horticole 347, 22-26 (1994)。6. R. Tadili, A. S. Dahman and J. Kaddouri, ，太阳能供热系统性能温室。 1996年6月可再生能源大会，丹佛，科罗拉多州，美国。7. R. Tadili, A. S. Dahman and J. Kaddouri, 温室中的参数优化太阳能供热和气候系统，可再生能源,新闻界。