本设计针对我国北方温室大棚主要生产区天气干旱、日照时间充足的特点，将太阳能光伏技术引入农业温室大棚系统设计中，不仅可以解决温室大棚管理系统的部分能源问题，而且可以提高现代温室大棚农业生产的绿色、高效、节能环保进程。
我们北方温室大棚建设施工队建设的安装太阳能光伏发电系统的温室
目前我国有些省份已经在一些地方率先使用温室大棚太阳能并网发电系统。从系统的可行性方面来讲，首先，中国是个农业大国，这种新型能源的在现代农业生产中的推广使用，将会为国家节省大量的资源；其次，中国的光伏技术近年来发展迅猛，光伏技术日趋成熟；第三，光伏技术在农业温室大棚控制系统的应用，将能有效推动高效环保现代农业生产。第四，温室大棚多建在光照充足的区域，屋顶平坦，便于安装且空间充裕。
1、系统总体设计思路
本系统设计是基于PLC控制的农业温室大棚控制系统，通过PLC对温室大棚中作物生长的环境因子光照、湿度、温度、CO2浓度等进行调节和影响，从而达到不同农作物生长所要求的环境条件。系统的输入控制因素主要是传感器所测试的光照、湿度、温度及CO2浓度，通过系统运算驱动执行机构动作（喷淋系统、遮阳网、补温系统控制、CO2补气控制、补光灯控制及通风系统控制等）来达到控制的目的。温室大棚系统控制结构如图所示：
温室大棚控制系统结构图
2、温室大棚能源供给系统创新设计
传统的温室大棚设计系统，所有的电能均由系统电网供给。本设计将传统单一的电网能源供给，变为太能阳能光伏并网发电的形式，当阳光充足时，系统的电能有光伏发电系统供给，当夜晚、阴天光照不充足时，电网中的电能通过并网逆变器和控制器自动补给系统。系统设计拟用太阳能电池板、太阳能控制器和并网逆变器组成并网太阳能发电系统。并网逆变器同时兼有控制器和系统保护的功能。因为并网太阳能发电系统中蓄电池几乎不用，所以系统没有选用蓄电池。设计思路结构图如图所示：
光伏发电系统与温室大棚控制系统结构图
光照充足时光伏发电系统产生的电能充足，逆变器自动给温室大棚控制系统PLC及上位机、温室大棚系统的传感系统（温度传感器、湿度传感器、CO2浓度传感器、光照度传感器等）、温室大棚系统执行机构（遮阳帘、天窗、风扇、补光系统等）提供电能，因为系统是按照所有执行机构同时工作时的最大功率设计的，在同一时刻不是所有机构都同时工作，此时多余的电能由并网逆变器送给输电网；当光照不充足时，并网逆变器自动转换，系统将从电网中使用电能，此时转为电网供电状态。
根据我们在工作中的参观考察，获悉国内大部分温室大棚系统设计均采用现代化先进的控制技术，设计理念新，工艺成熟，能源多采用输电网供给模式，设计中均未将光伏技术引入农业温室大棚生产中，其中最大的原因是成本太高。近年来，我国太阳能电池生产日趋成熟，二代、三代产品的相继问世，是太阳能电池的生产成本大大降低，但控制器和逆变器的生产技术尚不成熟，要实现高效的转换率，控制器和逆变器仍主要依靠进口。经过对国内外温室大棚控制系统研究分析，结合现代农业高效清洁的理念，本设计有利于推动我国温室大棚农业生产对清洁、环保能源的开发和利用，符合绿色、高效农业的先进生产理念。光伏太阳能技术以其永久性、清洁性和普遍性，必将成为我国温室大棚现代农业生产的必由之路。
（北方温室大棚建设）
