ली जियानमिंग, सन गुओटाओ इ.हरितगृह बागायती कृषी अभियांत्रिकी तंत्रज्ञान२०२२-११-२१ १७:४२ बीजिंगमध्ये प्रकाशित

अलिकडच्या वर्षांत, हरितगृह उद्योग जोमाने विकसित झाला आहे. हरितगृहाच्या विकासामुळे केवळ जमिनीचा वापर दर आणि कृषी उत्पादनांचा उत्पादन दर सुधारत नाही तर हंगामाबाहेर फळे आणि भाज्यांच्या पुरवठ्याची समस्या देखील सोडवली जाते. तथापि, हरितगृहाला अभूतपूर्व आव्हानांचा सामना करावा लागला आहे. मूळ सुविधा, गरम करण्याच्या पद्धती आणि संरचनात्मक स्वरूपांनी पर्यावरण आणि विकासाला प्रतिकार निर्माण केला आहे. हरितगृह रचना बदलण्यासाठी नवीन साहित्य आणि नवीन डिझाइनची तातडीने आवश्यकता आहे आणि ऊर्जा संवर्धन आणि पर्यावरण संरक्षणाचे उद्दिष्ट साध्य करण्यासाठी आणि उत्पादन आणि उत्पन्न वाढवण्यासाठी नवीन ऊर्जा स्रोतांची तातडीने आवश्यकता आहे.

या लेखात "नवीन ऊर्जा, नवीन साहित्य, ग्रीनहाऊसच्या नवीन क्रांतीला मदत करण्यासाठी नवीन डिझाइन" या थीमवर चर्चा केली आहे, ज्यामध्ये सौर ऊर्जा, बायोमास ऊर्जा, भूऔष्णिक ऊर्जा आणि ग्रीनहाऊसमधील इतर नवीन ऊर्जा स्रोतांचे संशोधन आणि नवोपक्रम, आवरण, थर्मल इन्सुलेशन, भिंती आणि इतर उपकरणांसाठी नवीन सामग्रीचे संशोधन आणि वापर आणि उद्योगासाठी संदर्भ प्रदान करण्यासाठी ग्रीनहाऊस सुधारणांना मदत करण्यासाठी नवीन ऊर्जा, नवीन सामग्री आणि नवीन डिझाइनची भविष्यातील शक्यता आणि विचार यांचा समावेश आहे.

केंद्र सरकारच्या महत्त्वाच्या सूचना आणि निर्णय प्रक्रियेच्या भावनेनुसार सुविधा शेती विकसित करणे ही राजकीय गरज आणि अपरिहार्य पर्याय आहे. २०२० मध्ये, चीनमध्ये संरक्षित शेतीचे एकूण क्षेत्र २.८ दशलक्ष एचएम२ असेल आणि उत्पादन मूल्य १ ट्रिलियन युआनपेक्षा जास्त असेल. नवीन ऊर्जा, नवीन साहित्य आणि नवीन ग्रीनहाऊस डिझाइनद्वारे ग्रीनहाऊस लाइटिंग आणि थर्मल इन्सुलेशन कामगिरी सुधारणे हा ग्रीनहाऊस उत्पादन क्षमता सुधारण्याचा एक महत्त्वाचा मार्ग आहे. पारंपारिक ग्रीनहाऊस उत्पादनात अनेक तोटे आहेत, जसे की कोळसा, इंधन तेल आणि पारंपारिक ग्रीनहाऊसमध्ये गरम करण्यासाठी आणि गरम करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या इतर ऊर्जा स्त्रोतांमुळे मोठ्या प्रमाणात डायऑक्साइड वायू तयार होतो, ज्यामुळे पर्यावरण गंभीरपणे प्रदूषित होते, तर नैसर्गिक वायू, विद्युत ऊर्जा आणि इतर ऊर्जा स्रोतांमुळे ग्रीनहाऊसचा ऑपरेटिंग खर्च वाढतो. ग्रीनहाऊसच्या भिंतींसाठी पारंपारिक उष्णता साठवणूक साहित्य बहुतेक चिकणमाती आणि विटा असतात, जे खूप वापरतात आणि जमिनीच्या संसाधनांना गंभीर नुकसान करतात. पृथ्वीच्या भिंतीसह पारंपारिक सौर ग्रीनहाऊसची जमीन वापर कार्यक्षमता फक्त ४०% ~ ५०% आहे आणि सामान्य ग्रीनहाऊसमध्ये उष्णता साठवणूक क्षमता कमी आहे, त्यामुळे उत्तर चीनमध्ये उबदार भाज्या तयार करण्यासाठी ते हिवाळ्यात जगू शकत नाही. म्हणूनच, ग्रीनहाऊस बदलाला प्रोत्साहन देण्याचा किंवा मूलभूत संशोधनाचा गाभा ग्रीनहाऊस डिझाइन, नवीन साहित्य आणि नवीन ऊर्जेच्या संशोधन आणि विकासात आहे. हा लेख ग्रीनहाऊसमधील नवीन ऊर्जा स्रोतांच्या संशोधन आणि नवोपक्रमावर लक्ष केंद्रित करेल, सौर ऊर्जा, बायोमास ऊर्जा, भूऔष्णिक ऊर्जा, पवन ऊर्जा आणि ग्रीनहाऊसमधील नवीन पारदर्शक आवरण साहित्य, थर्मल इन्सुलेशन साहित्य आणि भिंत साहित्य यासारख्या नवीन ऊर्जा स्रोतांच्या संशोधन स्थितीचा सारांश देईल, नवीन ग्रीनहाऊसच्या बांधकामात नवीन ऊर्जा आणि नवीन साहित्याच्या वापराचे विश्लेषण करेल आणि भविष्यातील ग्रीनहाऊसच्या विकास आणि परिवर्तनात त्यांची भूमिका पाहेल.

नवीन ऊर्जा हरितगृहाचे संशोधन आणि नवोपक्रम

सर्वात जास्त कृषी वापर क्षमता असलेल्या हिरव्या नवीन ऊर्जेमध्ये सौर ऊर्जा, भूऔष्णिक ऊर्जा आणि बायोमास ऊर्जा किंवा विविध नवीन ऊर्जा स्रोतांचा व्यापक वापर यांचा समावेश आहे, जेणेकरून एकमेकांच्या बलस्थानांमधून शिकून उर्जेचा कार्यक्षम वापर साध्य करता येईल.

सौर ऊर्जा/ऊर्जा

सौर ऊर्जा तंत्रज्ञान हे कमी कार्बन उत्सर्जन करणारे, कार्यक्षम आणि शाश्वत ऊर्जा पुरवठा करणारे साधन आहे आणि ते चीनच्या धोरणात्मक उदयोन्मुख उद्योगांचा एक महत्त्वाचा घटक आहे. भविष्यात चीनच्या ऊर्जा संरचनेच्या परिवर्तन आणि अपग्रेडिंगसाठी ते एक अपरिहार्य पर्याय बनेल. ऊर्जा वापराच्या दृष्टिकोनातून, हरितगृह स्वतःच सौर ऊर्जेच्या वापरासाठी एक सुविधा संरचना आहे. हरितगृह परिणामाद्वारे, सौर ऊर्जा घरामध्ये गोळा केली जाते, हरितगृहाचे तापमान वाढवले ​​जाते आणि पीक वाढीसाठी आवश्यक उष्णता प्रदान केली जाते. हरितगृह वनस्पतींच्या प्रकाशसंश्लेषणाचा मुख्य ऊर्जा स्रोत थेट सूर्यप्रकाश आहे, जो सौर ऊर्जेचा थेट वापर आहे.

०१ उष्णता निर्माण करण्यासाठी फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मिती

फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मिती ही एक तंत्रज्ञान आहे जी फोटोव्होल्टेइक परिणामावर आधारित प्रकाश ऊर्जेचे थेट विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर करते. या तंत्रज्ञानाचा मुख्य घटक म्हणजे सौर पेशी. जेव्हा सौर ऊर्जा सौर पॅनल्सच्या श्रेणीवर मालिकेत किंवा समांतरपणे चमकते तेव्हा अर्धसंवाहक घटक थेट सौर किरणोत्सर्ग उर्जेचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर करतात. फोटोव्होल्टेइक तंत्रज्ञान प्रकाश उर्जेचे थेट विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर करू शकते, बॅटरीद्वारे वीज साठवू शकते आणि रात्री ग्रीनहाऊस गरम करू शकते, परंतु त्याची उच्च किंमत त्याच्या पुढील विकासावर मर्यादा घालते. संशोधन गटाने एक फोटोव्होल्टेइक ग्राफीन हीटिंग डिव्हाइस विकसित केले आहे, ज्यामध्ये लवचिक फोटोव्होल्टेइक पॅनेल, एक ऑल-इन-वन रिव्हर्स कंट्रोल मशीन, एक स्टोरेज बॅटरी आणि एक ग्राफीन हीटिंग रॉड असतात. लागवड रेषेच्या लांबीनुसार, ग्राफीन हीटिंग रॉड सब्सट्रेट बॅगखाली गाडला जातो. दिवसा, फोटोव्होल्टेइक पॅनेल वीज निर्माण करण्यासाठी सौर किरणे शोषून घेतात आणि ती स्टोरेज बॅटरीमध्ये साठवतात आणि नंतर रात्री ग्राफीन हीटिंग रॉडसाठी वीज सोडली जाते. प्रत्यक्ष मापनात, १७℃ पासून सुरू होणारा आणि १९℃ वर बंद होण्याचा तापमान नियंत्रण मोड स्वीकारला जातो. रात्री (दुसऱ्या दिवशी २०:००-०८:००) ८ तास चालल्याने, वनस्पतींच्या एका रांगेत गरम करण्यासाठी लागणारा ऊर्जेचा वापर १.२४ किलोवॅट तास आहे आणि रात्री सब्सट्रेट बॅगचे सरासरी तापमान १९.२℃ आहे, जे नियंत्रणापेक्षा ३.५ ~ ५.३℃ जास्त आहे. फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मितीसह एकत्रित केलेली ही हीटिंग पद्धत हिवाळ्यात ग्रीनहाऊस हीटिंगमध्ये उच्च ऊर्जा वापर आणि उच्च प्रदूषणाच्या समस्या सोडवते.

०२ फोटोथर्मल रूपांतरण आणि वापर

सौर फोटोथर्मल रूपांतरण म्हणजे फोटोथर्मल रूपांतरण सामग्रीपासून बनवलेल्या विशेष सूर्यप्रकाश संकलन पृष्ठभागाचा वापर करणे ज्यामुळे त्यावर शक्य तितकी सौर ऊर्जा गोळा होते आणि शोषली जाते आणि तिचे उष्णता उर्जेमध्ये रूपांतर होते. सौर फोटोव्होल्टेइक अनुप्रयोगांच्या तुलनेत, सौर फोटोथर्मल अनुप्रयोग जवळ-अवरक्त बँडचे शोषण वाढवतात, म्हणून त्यात सूर्यप्रकाशाची उच्च ऊर्जा वापर कार्यक्षमता, कमी खर्च आणि परिपक्व तंत्रज्ञान आहे आणि सौर ऊर्जेच्या वापराचा सर्वात जास्त वापरला जाणारा मार्ग आहे.

चीनमध्ये फोटोथर्मल रूपांतरण आणि वापरासाठी सर्वात परिपक्व तंत्रज्ञान म्हणजे सौर संग्राहक, ज्याचा मुख्य घटक निवडक शोषण कोटिंगसह उष्णता-शोषक प्लेट कोर आहे, जो कव्हर प्लेटमधून जाणारी सौर किरणोत्सर्ग ऊर्जा उष्णता उर्जेमध्ये रूपांतरित करू शकतो आणि ती उष्णता-शोषक कार्य माध्यमात प्रसारित करू शकतो. सौर संग्राहकांना संग्राहकामध्ये व्हॅक्यूम स्पेस आहे की नाही यानुसार दोन श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकते: फ्लॅट सोलर कलेक्टर्स आणि व्हॅक्यूम ट्यूब सोलर कलेक्टर्स; डेलाइटिंग पोर्टवरील सौर किरणोत्सर्गाची दिशा बदलते की नाही यानुसार केंद्रित सौर संग्राहक आणि नॉन-कॉन्सेन्ट्रेटिंग सोलर कलेक्टर्स; आणि उष्णता हस्तांतरण कार्य माध्यमाच्या प्रकारानुसार द्रव सौर संग्राहक आणि वायु सौर संग्राहक.

ग्रीनहाऊसमध्ये सौरऊर्जेचा वापर प्रामुख्याने विविध प्रकारच्या सौर संग्राहकांद्वारे केला जातो. मोरोक्कोमधील इब्न झोर विद्यापीठाने ग्रीनहाऊस तापमानवाढीसाठी सक्रिय सौरऊर्जा हीटिंग सिस्टम (ASHS) विकसित केली आहे, ज्यामुळे हिवाळ्यात टोमॅटोचे एकूण उत्पादन 55% वाढू शकते. चीन कृषी विद्यापीठाने 390.6~693.0 MJ उष्णता संकलन क्षमता असलेल्या पृष्ठभागाच्या कूलर-फॅन संकलन आणि डिस्चार्जिंग सिस्टमचा एक संच डिझाइन आणि विकसित केला आहे आणि उष्णता पंपद्वारे उष्णता संकलन प्रक्रियेला उष्णता साठवण प्रक्रियेपासून वेगळे करण्याची कल्पना मांडली आहे. इटलीतील बारी विद्यापीठाने ग्रीनहाऊस पॉलीजनरेशन हीटिंग सिस्टम विकसित केली आहे, ज्यामध्ये सौर ऊर्जा प्रणाली आणि हवा-पाणी उष्णता पंप असतो आणि हवेचे तापमान 3.6% आणि मातीचे तापमान 92% वाढवू शकते. संशोधन गटाने सौर ग्रीनहाऊससाठी परिवर्तनीय झुकाव कोनासह एक प्रकारचे सक्रिय सौर उष्णता संकलन उपकरणे आणि हवामानात ग्रीनहाऊस पाण्याच्या शरीरासाठी एक सहाय्यक उष्णता साठवण उपकरण विकसित केले आहे. परिवर्तनीय झुकाव असलेले सक्रिय सौर उष्णता संकलन तंत्रज्ञान पारंपारिक ग्रीनहाऊस उष्णता संकलन उपकरणांच्या मर्यादा तोडते, जसे की मर्यादित उष्णता संकलन क्षमता, सावली आणि लागवडीखालील जमिनीचा व्याप. सौर ग्रीनहाऊसच्या विशेष ग्रीनहाऊस स्ट्रक्चरचा वापर करून, ग्रीनहाऊसची लागवड न केलेली जागा पूर्णपणे वापरली जाते, ज्यामुळे ग्रीनहाऊस जागेची वापर कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारते. सामान्य सनी कामाच्या परिस्थितीत, परिवर्तनशील झुकाव असलेली सक्रिय सौर उष्णता संकलन प्रणाली 1.9 MJ/(m2h) पर्यंत पोहोचते, ऊर्जा वापर कार्यक्षमता 85.1% पर्यंत पोहोचते आणि ऊर्जा बचत दर 77% आहे. ग्रीनहाऊस हीट स्टोरेज तंत्रज्ञानामध्ये, मल्टी-फेज चेंज हीट स्टोरेज स्ट्रक्चर सेट केले जाते, उष्णता साठवण उपकरणाची उष्णता साठवण क्षमता वाढवली जाते आणि उपकरणातून उष्णता हळूहळू सोडली जाते, जेणेकरून ग्रीनहाऊस सौर उष्णता संकलन उपकरणाद्वारे गोळा केलेल्या उष्णतेचा कार्यक्षम वापर करता येईल.

बायोमास ऊर्जा

बायोमास उष्णता निर्माण करणाऱ्या उपकरणाला ग्रीनहाऊसमध्ये एकत्र करून एक नवीन सुविधा रचना तयार केली जाते आणि डुकराचे खत, मशरूमचे अवशेष आणि पेंढा यासारख्या बायोमास कच्च्या मालाचे कंपोस्ट करून उष्णता तयार केली जाते आणि निर्माण होणारी उष्णता ऊर्जा थेट ग्रीनहाऊसला पुरवली जाते [5]. बायोमास किण्वन हीटिंग टँकशिवाय ग्रीनहाऊसच्या तुलनेत, हीटिंग ग्रीनहाऊस ग्रीनहाऊसमधील जमिनीचे तापमान प्रभावीपणे वाढवू शकते आणि हिवाळ्यात सामान्य हवामानात जमिनीत लागवड केलेल्या पिकांच्या मुळांचे योग्य तापमान राखू शकते. उदाहरण म्हणून १७ मीटर स्पॅन आणि ३० मीटर लांबी असलेले एकल-स्तरीय असममित थर्मल इन्सुलेशन ग्रीनहाऊस घेतल्यास, ढीग उलटे न करता नैसर्गिक किण्वनासाठी इनडोअर किण्वन टाकीमध्ये ८ मीटर शेती कचरा (टोमॅटो पेंढा आणि डुकराचे खत मिसळलेले) जोडल्याने हिवाळ्यात ग्रीनहाऊसचे सरासरी दैनिक तापमान ४.२ डिग्री सेल्सियसने वाढू शकते आणि सरासरी दैनिक किमान तापमान ४.६ डिग्री सेल्सियसपर्यंत पोहोचू शकते.

बायोमास नियंत्रित किण्वनाचा ऊर्जेचा वापर ही एक किण्वन पद्धत आहे जी किण्वन प्रक्रियेवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी उपकरणे आणि उपकरणे वापरते जेणेकरून बायोमास उष्णता ऊर्जा आणि CO2 वायू खत जलद आणि कार्यक्षमतेने प्राप्त होईल आणि त्याचा वापर होईल, ज्यामध्ये वायुवीजन आणि आर्द्रता हे बायोमासच्या किण्वन उष्णता आणि वायू उत्पादनाचे नियमन करण्यासाठी प्रमुख घटक आहेत. हवेशीर परिस्थितीत, किण्वन ढिगाऱ्यातील एरोबिक सूक्ष्मजीव जीवन क्रियाकलापांसाठी ऑक्सिजन वापरतात आणि निर्माण झालेल्या उर्जेचा काही भाग त्यांच्या स्वतःच्या जीवन क्रियाकलापांसाठी वापरला जातो आणि उर्जेचा काही भाग उष्णता ऊर्जा म्हणून वातावरणात सोडला जातो, जो पर्यावरणाच्या तापमान वाढीसाठी फायदेशीर आहे. पाणी संपूर्ण किण्वन प्रक्रियेत भाग घेते, सूक्ष्मजीव क्रियाकलापांसाठी आवश्यक विरघळणारे पोषक तत्वे प्रदान करते आणि त्याच वेळी ढिगाऱ्याची उष्णता पाण्यातून वाफेच्या स्वरूपात सोडते, जेणेकरून ढिगाऱ्याचे तापमान कमी होईल, सूक्ष्मजीवांचे आयुष्य वाढेल आणि ढिगाऱ्याचे मोठ्या प्रमाणात तापमान वाढेल. किण्वन टाकीमध्ये स्ट्रॉ लीचिंग डिव्हाइस बसवल्याने हिवाळ्यात घरातील तापमान 3 ~ 5℃ ने वाढू शकते, वनस्पती प्रकाशसंश्लेषण मजबूत होऊ शकते आणि टोमॅटोचे उत्पादन 29.6% ने वाढू शकते.

भूऔष्णिक ऊर्जा

चीन भूऔष्णिक संसाधनांनी समृद्ध आहे. सध्या, कृषी सुविधांसाठी भूऔष्णिक ऊर्जेचा वापर करण्याचा सर्वात सामान्य मार्ग म्हणजे भू-उष्णता पंप वापरणे, जो कमी-दर्जाच्या उष्णता उर्जेपासून उच्च-दर्जाच्या उष्णता उर्जेमध्ये थोड्या प्रमाणात उच्च-दर्जाच्या ऊर्जेचा (जसे की विद्युत ऊर्जा) वापर करून हस्तांतरित करू शकतो. पारंपारिक हरितगृह गरम करण्याच्या उपायांपेक्षा वेगळे, भू-उष्णता पंप गरम केल्याने केवळ लक्षणीय उष्णता परिणाम साध्य होऊ शकत नाही, तर हरितगृह थंड करण्याची आणि हरितगृहातील आर्द्रता कमी करण्याची क्षमता देखील असते. गृहनिर्माण बांधकामाच्या क्षेत्रात भू-उष्णता पंपचा अनुप्रयोग संशोधन परिपक्व आहे. भू-उष्णता पंपच्या गरम आणि थंड क्षमतेवर परिणाम करणारा मुख्य भाग म्हणजे भूमिगत उष्णता विनिमय मॉड्यूल, ज्यामध्ये प्रामुख्याने गाडलेले पाईप्स, भूमिगत विहिरी इत्यादींचा समावेश आहे. संतुलित खर्च आणि परिणामासह भूमिगत उष्णता विनिमय प्रणाली कशी डिझाइन करावी हे नेहमीच या भागाचे संशोधन केंद्र राहिले आहे. त्याच वेळी, भू-उष्णता पंप वापरताना भू-उष्णता मातीच्या थराच्या तापमानात होणारा बदल उष्णता पंप प्रणालीच्या वापराच्या परिणामावर देखील परिणाम करतो. उन्हाळ्यात ग्रीनहाऊस थंड करण्यासाठी आणि खोल मातीच्या थरात उष्णता ऊर्जा साठवण्यासाठी ग्राउंड सोर्स हीट पंपचा वापर केल्याने भूगर्भातील मातीच्या थरातील तापमानातील घट कमी होऊ शकते आणि हिवाळ्यात ग्राउंड सोर्स हीट पंपची उष्णता उत्पादन कार्यक्षमता सुधारू शकते.

सध्या, ग्राउंड सोर्स हीट पंपच्या कामगिरी आणि कार्यक्षमतेच्या संशोधनात, प्रत्यक्ष प्रायोगिक डेटाद्वारे, TOUGH2 आणि TRNSYS सारख्या सॉफ्टवेअरसह एक संख्यात्मक मॉडेल स्थापित केले जाते आणि असा निष्कर्ष काढला जातो की ग्राउंड सोर्स हीट पंपचा हीटिंग परफॉर्मन्स आणि परफॉर्मन्स कोफिशंट (COP) 3.0 ~ 4.5 पर्यंत पोहोचू शकतो, ज्याचा चांगला कूलिंग आणि हीटिंग इफेक्ट आहे. हीट पंप सिस्टमच्या ऑपरेशन स्ट्रॅटेजीच्या संशोधनात, फू युनझुन आणि इतरांना असे आढळून आले की लोड साइड फ्लोच्या तुलनेत, ग्राउंड सोर्स साइड फ्लोचा युनिटच्या कामगिरीवर आणि दफन केलेल्या पाईपच्या उष्णता हस्तांतरण कामगिरीवर जास्त प्रभाव पडतो. फ्लो सेटिंगच्या स्थितीत, युनिटचे कमाल COP मूल्य 2 तास चालण्याची आणि 2 तास थांबण्याची ऑपरेशन योजना स्वीकारून 4.17 पर्यंत पोहोचू शकते; शी हुइक्सियान आणि इतरांनी पाणी साठवण कूलिंग सिस्टमचा मधूनमधून ऑपरेशन मोड स्वीकारला. उन्हाळ्यात, जेव्हा तापमान जास्त असते, तेव्हा संपूर्ण ऊर्जा पुरवठा प्रणालीचा COP 3.80 पर्यंत पोहोचू शकतो.

हरितगृहात खोल माती उष्णता साठवण तंत्रज्ञान

ग्रीनहाऊसमध्ये खोल मातीतील उष्णता साठवणुकीला "उष्णता साठवण बँक" असेही म्हणतात. हिवाळ्यात थंडीमुळे होणारे नुकसान आणि उन्हाळ्यात उच्च तापमान हे ग्रीनहाऊस उत्पादनातील मुख्य अडथळे आहेत. खोल मातीच्या मजबूत उष्णता साठवणुक क्षमतेवर आधारित, संशोधन गटाने ग्रीनहाऊस भूमिगत खोल उष्णता साठवणुकीचे उपकरण डिझाइन केले. हे उपकरण ग्रीनहाऊसमध्ये १.५~२.५ मीटर खोलीवर गाडलेले दुहेरी-स्तरीय समांतर उष्णता हस्तांतरण पाइपलाइन आहे, ज्यामध्ये ग्रीनहाऊसच्या वरच्या बाजूला एअर इनलेट आणि जमिनीवर एअर आउटलेट असते. जेव्हा ग्रीनहाऊसमधील तापमान जास्त असते, तेव्हा उष्णता साठवणूक आणि तापमान कमी करण्यासाठी पंख्याद्वारे घरातील हवा जबरदस्तीने जमिनीत पंप केली जाते. जेव्हा ग्रीनहाऊसचे तापमान कमी असते, तेव्हा ग्रीनहाऊस गरम करण्यासाठी मातीतून उष्णता काढली जाते. उत्पादन आणि वापराच्या निकालांवरून असे दिसून येते की हे उपकरण हिवाळ्याच्या रात्री ग्रीनहाऊसचे तापमान २.३℃ ने वाढवू शकते, उन्हाळ्याच्या दिवशी घरातील तापमान २.६℃ ने कमी करू शकते आणि ६६७ मीटरमध्ये टोमॅटोचे उत्पादन १५०० किलोने वाढवू शकते.^२. हे उपकरण "हिवाळ्यात उबदार आणि उन्हाळ्यात थंड" आणि खोल भूगर्भातील मातीचे "स्थिर तापमान" या वैशिष्ट्यांचा पूर्ण वापर करते, ग्रीनहाऊससाठी "ऊर्जा प्रवेश बँक" प्रदान करते आणि ग्रीनहाऊस थंड करणे आणि गरम करणे यासारख्या सहाय्यक कार्ये सतत पूर्ण करते.

बहु-ऊर्जा समन्वय

ग्रीनहाऊस गरम करण्यासाठी दोन किंवा अधिक ऊर्जा प्रकारांचा वापर केल्याने एकल ऊर्जा प्रकाराचे तोटे प्रभावीपणे भरून निघू शकतात आणि "एक अधिक एक दोनपेक्षा मोठे आहे" च्या सुपरपोझिशन परिणामाला खेळ मिळू शकतो. भूऔष्णिक ऊर्जा आणि सौर ऊर्जा यांच्यातील पूरक सहकार्य हे अलिकडच्या वर्षांत कृषी उत्पादनात नवीन ऊर्जा वापराचे संशोधन केंद्र आहे. एमी आणि इतरांनी बहु-स्रोत ऊर्जा प्रणाली (आकृती 1) चा अभ्यास केला, जी फोटोव्होल्टेइक-थर्मल हायब्रिड सौर संग्राहकाने सुसज्ज आहे. सामान्य हवा-पाणी उष्णता पंप प्रणालीच्या तुलनेत, बहु-स्रोत ऊर्जा प्रणालीची ऊर्जा कार्यक्षमता 16% ~ 25% ने सुधारली आहे. झेंग आणि इतरांनी सौर ऊर्जा आणि भू-स्रोत उष्णता पंपची एक नवीन प्रकारची जोडलेली उष्णता साठवण प्रणाली विकसित केली. सौर संग्राहक प्रणाली हीटिंगचे उच्च-गुणवत्तेचे हंगामी संचयन, म्हणजेच हिवाळ्यात उच्च-गुणवत्तेचे गरम करणे आणि उन्हाळ्यात उच्च-गुणवत्तेचे थंड करणे साध्य करू शकते. दफन केलेले ट्यूब हीट एक्सचेंजर आणि अधूनमधून उष्णता साठवण टाकी हे सर्व प्रणालीमध्ये चांगले चालू शकतात आणि प्रणालीचे COP मूल्य 6.96 पर्यंत पोहोचू शकते.

सौर ऊर्जेसह एकत्रितपणे, व्यावसायिक ऊर्जेचा वापर कमी करणे आणि ग्रीनहाऊसमध्ये सौर ऊर्जा पुरवठ्याची स्थिरता वाढवणे हे त्याचे उद्दिष्ट आहे. वान या आणि इतरांनी ग्रीनहाऊस हीटिंगसाठी सौर ऊर्जा निर्मितीला व्यावसायिक उर्जेसह एकत्रित करण्याची एक नवीन बुद्धिमान नियंत्रण तंत्रज्ञान योजना मांडली, जी प्रकाश असताना फोटोव्होल्टेइक उर्जेचा वापर करू शकते आणि प्रकाश नसताना ती व्यावसायिक उर्जेत बदलू शकते, ज्यामुळे लोड पॉवर टंचाई दर मोठ्या प्रमाणात कमी होतो आणि बॅटरी न वापरता आर्थिक खर्च कमी होतो.

सौर ऊर्जा, बायोमास ऊर्जा आणि विद्युत ऊर्जा एकत्रितपणे ग्रीनहाऊस गरम करू शकतात, ज्यामुळे उच्च उष्णता कार्यक्षमता देखील प्राप्त होऊ शकते. झांग लियांगरुई आणि इतरांनी व्हॅली इलेक्ट्रिसिटी हीट स्टोरेज वॉटर टँकसह सौर व्हॅक्यूम ट्यूब उष्णता संकलन एकत्र केले. ग्रीनहाऊस हीटिंग सिस्टममध्ये चांगला थर्मल आराम आहे आणि सिस्टमची सरासरी हीटिंग कार्यक्षमता 68.70% आहे. इलेक्ट्रिक हीट स्टोरेज वॉटर टँक हे इलेक्ट्रिक हीटिंगसह बायोमास हीटिंग वॉटर स्टोरेज डिव्हाइस आहे. हीटिंग एंडवर वॉटर इनलेटचे सर्वात कमी तापमान सेट केले जाते आणि सिस्टमची ऑपरेशन स्ट्रॅटेजी सौर उष्णता संकलन भाग आणि बायोमास उष्णता साठवण भागाच्या पाणी साठवण तापमानानुसार निश्चित केली जाते, जेणेकरून हीटिंग एंडवर स्थिर गरम तापमान प्राप्त करता येईल आणि जास्तीत जास्त प्रमाणात विद्युत ऊर्जा आणि बायोमास ऊर्जा सामग्रीची बचत करता येईल.

नवीन हरितगृह साहित्याचे नाविन्यपूर्ण संशोधन आणि वापर

ग्रीनहाऊस क्षेत्राच्या विस्तारासह, विटा आणि मातीसारख्या पारंपारिक ग्रीनहाऊस सामग्रीच्या वापराचे तोटे अधिकाधिक उघड होत आहेत. म्हणूनच, ग्रीनहाऊसची थर्मल कामगिरी आणखी सुधारण्यासाठी आणि आधुनिक ग्रीनहाऊसच्या विकासाच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी, नवीन पारदर्शक आवरण सामग्री, थर्मल इन्सुलेशन सामग्री आणि भिंतीवरील सामग्रीचे अनेक संशोधन आणि अनुप्रयोग आहेत.

नवीन पारदर्शक आवरण सामग्रीचे संशोधन आणि वापर

ग्रीनहाऊससाठी पारदर्शक आवरण सामग्रीच्या प्रकारांमध्ये प्रामुख्याने प्लास्टिक फिल्म, काच, सौर पॅनेल आणि फोटोव्होल्टेइक पॅनेल यांचा समावेश आहे, ज्यामध्ये प्लास्टिक फिल्मचा वापर क्षेत्र सर्वात जास्त आहे. पारंपारिक ग्रीनहाऊस पीई फिल्ममध्ये कमी सेवा आयुष्य, अ-क्षय आणि एकल कार्य हे दोष आहेत. सध्या, फंक्शनल अभिकर्मक किंवा कोटिंग्ज जोडून विविध प्रकारचे नवीन फंक्शनल फिल्म विकसित केले गेले आहेत.

प्रकाश रूपांतरण चित्रपट:प्रकाश रूपांतरण फिल्म दुर्मिळ पृथ्वी आणि नॅनो मटेरियल सारख्या प्रकाश रूपांतरण एजंट्सचा वापर करून फिल्मचे ऑप्टिकल गुणधर्म बदलते आणि वनस्पती प्रकाशसंश्लेषणासाठी आवश्यक असलेल्या अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाश प्रदेशाचे लाल नारिंगी प्रकाश आणि निळ्या जांभळ्या प्रकाशात रूपांतर करू शकते, त्यामुळे पीक उत्पादन वाढते आणि प्लास्टिक ग्रीनहाऊसमध्ये पिकांना आणि ग्रीनहाऊस फिल्म्सना अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाशाचे नुकसान कमी होते. उदाहरणार्थ, VTR-660 लाईट कन्व्हर्जन एजंटसह वाइड-बँड पर्पल-टू-लाल ग्रीनहाऊस फिल्म ग्रीनहाऊसमध्ये लागू केल्यावर इन्फ्रारेड ट्रान्समिटन्समध्ये लक्षणीय सुधारणा करू शकते आणि कंट्रोल ग्रीनहाऊसच्या तुलनेत, प्रति हेक्टर टोमॅटो उत्पादन, व्हिटॅमिन सी आणि लाइकोपीन सामग्री अनुक्रमे 25.71%, 11.11% आणि 33.04% ने लक्षणीय वाढली आहे. तथापि, सध्या, नवीन प्रकाश रूपांतरण फिल्मची सेवा आयुष्य, विघटनशीलता आणि किंमत यांचा अभ्यास करणे आवश्यक आहे.

विखुरलेला काच: ग्रीनहाऊसमध्ये विखुरलेला काच हा काचेच्या पृष्ठभागावर एक विशेष नमुना आणि प्रतिबिंब-विरोधी तंत्रज्ञान आहे, जो सूर्यप्रकाशाचा जास्तीत जास्त विखुरलेल्या प्रकाशात रूपांतर करू शकतो आणि ग्रीनहाऊसमध्ये प्रवेश करू शकतो, पिकांची प्रकाशसंश्लेषण कार्यक्षमता सुधारू शकतो आणि पीक उत्पादन वाढवू शकतो. विखुरलेला काच विशेष नमुन्यांद्वारे ग्रीनहाऊसमध्ये प्रवेश करणाऱ्या प्रकाशाचे विखुरलेल्या प्रकाशात रूपांतर करतो आणि विखुरलेला प्रकाश ग्रीनहाऊसमध्ये अधिक समान रीतीने विकिरणित केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे ग्रीनहाऊसवरील सांगाड्याचा सावलीचा प्रभाव दूर होतो. सामान्य फ्लोट ग्लास आणि अल्ट्रा-व्हाइट फ्लोट ग्लासच्या तुलनेत, स्कॅटरिंग ग्लासच्या प्रकाश प्रसारणाचे मानक 91.5% आहे आणि सामान्य फ्लोट ग्लासचे प्रमाण 88% आहे. ग्रीनहाऊसमध्ये प्रकाश प्रसारणात प्रत्येक 1% वाढ झाल्यास, उत्पादन सुमारे 3% ने वाढवता येते आणि फळे आणि भाज्यांमध्ये विरघळणारी साखर आणि व्हिटॅमिन सी वाढले आहे. ग्रीनहाऊसमध्ये विखुरलेला काच प्रथम लेपित केला जातो आणि नंतर टेम्पर्ड केला जातो आणि स्व-स्फोट दर राष्ट्रीय मानकापेक्षा जास्त असतो, 2‰ पर्यंत पोहोचतो.

नवीन थर्मल इन्सुलेशन मटेरियलचे संशोधन आणि वापर

ग्रीनहाऊसमधील पारंपारिक थर्मल इन्सुलेशन सामग्रीमध्ये प्रामुख्याने स्ट्रॉ मॅट, पेपर क्विल्ट, सुईने बनवलेले थर्मल इन्सुलेशन क्विल्ट इत्यादींचा समावेश आहे, जे प्रामुख्याने छतांच्या अंतर्गत आणि बाह्य थर्मल इन्सुलेशनसाठी, भिंतींच्या इन्सुलेशनसाठी आणि काही उष्णता साठवणूक आणि उष्णता संकलन उपकरणांच्या थर्मल इन्सुलेशनसाठी वापरले जातात. त्यापैकी बहुतेकांमध्ये दीर्घकालीन वापरानंतर अंतर्गत ओलावामुळे थर्मल इन्सुलेशन कार्यक्षमता गमावण्याचा दोष असतो. म्हणूनच, नवीन उच्च थर्मल इन्सुलेशन सामग्रीचे अनेक अनुप्रयोग आहेत, ज्यामध्ये नवीन थर्मल इन्सुलेशन क्विल्ट, उष्णता साठवणूक आणि उष्णता संकलन उपकरणे हे संशोधन केंद्र आहेत.

नवीन थर्मल इन्सुलेशन मटेरियल सामान्यतः पृष्ठभागावरील जलरोधक आणि वृद्धत्व-प्रतिरोधक पदार्थ जसे की विणलेल्या फिल्म आणि लेपित फेल्टला स्प्रे-कोटेड कापूस, विविध काश्मिरी आणि मोती कापूस सारख्या फ्लफी थर्मल इन्सुलेशन मटेरियलसह प्रक्रिया करून आणि कंपाउंड करून बनवले जातात. ईशान्य चीनमध्ये विणलेल्या फिल्म स्प्रे-कोटेड कापूस थर्मल इन्सुलेशन क्विल्टची चाचणी घेण्यात आली. असे आढळून आले की 500 ग्रॅम स्प्रे-कोटेड कापूस जोडणे हे बाजारात असलेल्या 4500 ग्रॅम ब्लॅक फील्ट थर्मल इन्सुलेशन क्विल्टच्या थर्मल इन्सुलेशन कामगिरीच्या समतुल्य आहे. त्याच परिस्थितीत, 700 ग्रॅम स्प्रे-कोटेड कापसाचे थर्मल इन्सुलेशन कार्यप्रदर्शन 500 ग्रॅम स्प्रे-कोटेड कापसाच्या थर्मल इन्सुलेशन क्विल्टच्या तुलनेत 1~2℃ ने सुधारले. त्याच वेळी, इतर अभ्यासांमध्ये असेही आढळून आले की बाजारात सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या थर्मल इन्सुलेशन क्विल्टच्या तुलनेत, स्प्रे-कोटेड कापूस आणि विविध काश्मिरी थर्मल इन्सुलेशन क्विल्टचा थर्मल इन्सुलेशन प्रभाव चांगला आहे, थर्मल इन्सुलेशन दर अनुक्रमे 84.0% आणि 83.3% आहेत. जेव्हा सर्वात थंड बाहेरील तापमान -२४.४ डिग्री सेल्सियस असते, तेव्हा घरातील तापमान अनुक्रमे ५.४ आणि ४.२ डिग्री सेल्सियस पर्यंत पोहोचू शकते. सिंगल स्ट्रॉ ब्लँकेट इन्सुलेशन क्विल्टच्या तुलनेत, नवीन कंपोझिट इन्सुलेशन क्विल्टमध्ये हलके वजन, उच्च इन्सुलेशन दर, मजबूत वॉटरप्रूफ आणि वृद्धत्व प्रतिरोधकता हे फायदे आहेत आणि सौर ग्रीनहाऊससाठी नवीन प्रकारच्या उच्च-कार्यक्षमतेच्या इन्सुलेशन सामग्री म्हणून वापरता येते.

त्याच वेळी, ग्रीनहाऊस उष्णता संकलन आणि साठवण उपकरणांसाठी थर्मल इन्सुलेशन मटेरियलच्या संशोधनानुसार, असे आढळून आले आहे की जेव्हा जाडी समान असते तेव्हा बहु-स्तरीय संमिश्र थर्मल इन्सुलेशन मटेरियलमध्ये सिंगल मटेरियलपेक्षा चांगले थर्मल इन्सुलेशन कार्यप्रदर्शन असते. नॉर्थवेस्ट ए अँड एफ युनिव्हर्सिटीच्या प्रोफेसर ली जियानमिंग यांच्या टीमने व्हॅक्यूम बोर्ड, एअरोजेल आणि रबर कॉटन सारख्या ग्रीनहाऊस वॉटर स्टोरेज उपकरणांच्या 22 प्रकारच्या थर्मल इन्सुलेशन मटेरियलची रचना आणि तपासणी केली आणि त्यांचे थर्मल गुणधर्म मोजले. निकालांवरून असे दिसून आले की 80 मिमी थर्मल इन्सुलेशन कोटिंग + एअरोजेल + रबर-प्लास्टिक थर्मल इन्सुलेशन कॉटन कंपोझिट इन्सुलेशन मटेरियल 80 मिमी रबर-प्लास्टिक कॉटनच्या तुलनेत प्रति युनिट वेळेत 0.367MJ ने उष्णता विसर्जन कमी करू शकते आणि जेव्हा इन्सुलेशन संयोजनाची जाडी 100 मिमी होती तेव्हा त्याचा उष्णता हस्तांतरण गुणांक 0.283W/(m2·k) होता.

फेज चेंज मटेरियल हे ग्रीनहाऊस मटेरियल संशोधनातील एक हॉट स्पॉट आहे. नॉर्थवेस्ट ए अँड एफ युनिव्हर्सिटीने दोन प्रकारचे फेज चेंज मटेरियल स्टोरेज डिव्हाइसेस विकसित केले आहेत: एक म्हणजे काळ्या पॉलिथिलीनपासून बनलेला स्टोरेज बॉक्स, ज्याचा आकार 50 सेमी × 30 सेमी × 14 सेमी (लांबी × उंची × जाडी) आहे आणि तो फेज चेंज मटेरियलने भरलेला आहे, जेणेकरून तो उष्णता साठवू शकेल आणि उष्णता सोडू शकेल; दुसरे म्हणजे, एक नवीन प्रकारचा फेज-चेंज वॉलबोर्ड विकसित केला आहे. फेज-चेंज वॉलबोर्डमध्ये फेज-चेंज मटेरियल, अॅल्युमिनियम प्लेट, अॅल्युमिनियम-प्लास्टिक प्लेट आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातु असते. फेज-चेंज मटेरियल वॉलबोर्डच्या सर्वात मध्यवर्ती स्थानावर स्थित आहे आणि त्याचे स्पेसिफिकेशन 200 मिमी × 200 मिमी × 50 मिमी आहे. फेज चेंजपूर्वी आणि नंतर ते पावडरसारखे घन आहे आणि वितळण्याची किंवा वाहण्याची कोणतीही घटना नाही. फेज-चेंज मटेरियलच्या चार भिंती अनुक्रमे अॅल्युमिनियम प्लेट आणि अॅल्युमिनियम-प्लास्टिक प्लेट आहेत. हे डिव्हाइस दिवसा मुख्यतः उष्णता साठवण्याची आणि रात्री मुख्यतः उष्णता सोडण्याची कार्ये साकार करू शकते.

म्हणून, एकल थर्मल इन्सुलेशन मटेरियलच्या वापरात काही समस्या आहेत, जसे की कमी थर्मल इन्सुलेशन कार्यक्षमता, जास्त उष्णता कमी होणे, कमी उष्णता साठवण वेळ इ. म्हणून, कंपोझिट थर्मल इन्सुलेशन मटेरियलचा थर्मल इन्सुलेशन लेयर म्हणून वापर करणे आणि उष्णता साठवण उपकरणाच्या इनडोअर आणि आउटडोअर थर्मल इन्सुलेशन कव्हरिंग लेयरमुळे ग्रीनहाऊसचे थर्मल इन्सुलेशन कार्यप्रदर्शन प्रभावीपणे सुधारू शकते, ग्रीनहाऊसचे उष्णता कमी होणे कमी होऊ शकते आणि अशा प्रकारे ऊर्जा बचतीचा परिणाम साध्य होऊ शकतो.

नवीन भिंतीचे संशोधन आणि अनुप्रयोग

एक प्रकारची संलग्न रचना म्हणून, भिंत ही ग्रीनहाऊसच्या थंड संरक्षणासाठी आणि उष्णता जतन करण्यासाठी एक महत्त्वाचा अडथळा आहे. भिंतीच्या साहित्य आणि रचनांनुसार, ग्रीनहाऊसच्या उत्तरेकडील भिंतीचा विकास तीन प्रकारांमध्ये विभागला जाऊ शकतो: माती, विटा इत्यादींनी बनलेली एकल-स्तरीय भिंत आणि मातीच्या विटा, ब्लॉक विटा, पॉलिस्टीरिन बोर्ड इत्यादींनी बनलेली थर असलेली उत्तरेकडील भिंत, ज्यामध्ये आतील उष्णता साठवणूक आणि बाह्य उष्णता इन्सुलेशन असते आणि यापैकी बहुतेक भिंती वेळखाऊ आणि श्रम-केंद्रित असतात; म्हणूनच, अलिकडच्या वर्षांत, अनेक नवीन प्रकारच्या भिंती दिसू लागल्या आहेत, ज्या बांधण्यास सोप्या आहेत आणि जलद असेंब्लीसाठी योग्य आहेत.

नवीन प्रकारच्या एकत्रित भिंतींचा उदय एकत्रित ग्रीनहाऊसच्या जलद विकासास प्रोत्साहन देतो, ज्यामध्ये बाह्य जलरोधक आणि वृद्धत्वविरोधी पृष्ठभागाच्या साहित्यासह नवीन प्रकारच्या संयुक्त भिंती आणि उष्मा इन्सुलेशन थर म्हणून फेल्ट, पर्ल कॉटन, स्पेस कॉटन, ग्लास कॉटन किंवा पुनर्नवीनीकरण केलेले कापूस यासारख्या साहित्यांचा समावेश आहे, जसे की शिनजियांगमध्ये स्प्रे-बॉन्डेड कॉटनच्या लवचिक एकत्रित भिंती. याव्यतिरिक्त, इतर अभ्यासांनी शिनजियांगमध्ये विटांनी भरलेल्या गव्हाच्या शेल मोर्टार ब्लॉकसारख्या उष्णता साठवण थरासह एकत्रित ग्रीनहाऊसच्या उत्तरेकडील भिंतीचा अहवाल देखील दिला आहे. त्याच बाह्य वातावरणात, जेव्हा सर्वात कमी बाह्य तापमान -20.8℃ असते, तेव्हा गव्हाच्या शेल मोर्टार ब्लॉक संमिश्र भिंतीसह सौर ग्रीनहाऊसमधील तापमान 7.5℃ असते, तर विट-काँक्रीट भिंतीसह सौर ग्रीनहाऊसमधील तापमान 3.2℃ असते. विटांच्या ग्रीनहाऊसमध्ये टोमॅटोचा कापणीचा वेळ 16 दिवसांनी वाढवता येतो आणि एकाच ग्रीनहाऊसचे उत्पादन 18.4% ने वाढवता येते.

नॉर्थवेस्ट ए अँड एफ युनिव्हर्सिटीच्या सुविधा पथकाने पेंढा, माती, पाणी, दगड आणि फेज चेंज मटेरियलला प्रकाशाच्या कोनातून थर्मल इन्सुलेशन आणि उष्णता साठवण मॉड्यूलमध्ये बनवण्याची डिझाइन कल्पना मांडली आणि भिंतीची सोपी रचना केली, ज्यामुळे मॉड्यूलर असेंबल्ड वॉलच्या अनुप्रयोग संशोधनाला चालना मिळाली. उदाहरणार्थ, सामान्य विटांच्या भिंतीच्या ग्रीनहाऊसच्या तुलनेत, ग्रीनहाऊसमधील सरासरी तापमान सामान्य सनी दिवशी ४.०℃ जास्त असते. फेज चेंज मटेरियल (पीसीएम) आणि सिमेंटपासून बनवलेल्या तीन प्रकारच्या अजैविक फेज चेंज सिमेंट मॉड्यूलमध्ये ७४.५, ८८.० आणि ९५.१ एमजे/मीटर उष्णता जमा झाली आहे.^३, आणि ५९.८, ६७.८ आणि ८४.२ MJ/m उष्णता सोडली^३अनुक्रमे. दिवसा "पीक कटिंग", रात्री "व्हॅली फिलिंग", उन्हाळ्यात उष्णता शोषून घेणे आणि हिवाळ्यात उष्णता सोडणे अशी त्यांची कार्ये आहेत.

या नवीन भिंती जागेवरच एकत्र केल्या जातात, त्यांचा बांधकाम कालावधी कमी असतो आणि सेवा आयुष्य जास्त असते, ज्यामुळे हलके, सरलीकृत आणि जलद असेंबल केलेले प्रीफेब्रिकेटेड ग्रीनहाऊस बांधण्यासाठी परिस्थिती निर्माण होते आणि ग्रीनहाऊसच्या संरचनात्मक सुधारणांना मोठ्या प्रमाणात प्रोत्साहन मिळू शकते. तथापि, या प्रकारच्या भिंतीमध्ये काही दोष आहेत, जसे की स्प्रे-बॉन्डेड कॉटन थर्मल इन्सुलेशन क्विल्ट वॉलमध्ये उत्कृष्ट थर्मल इन्सुलेशन कार्यक्षमता असते, परंतु उष्णता साठवण क्षमता नसते आणि फेज चेंज बिल्डिंग मटेरियलमध्ये वापराच्या किमतीची समस्या जास्त असते. भविष्यात, असेंबल केलेल्या भिंतीच्या अनुप्रयोग संशोधनाला बळकटी दिली पाहिजे.

नवीन ऊर्जा, नवीन साहित्य आणि नवीन डिझाइन ग्रीनहाऊसची रचना बदलण्यास मदत करतात.

नवीन ऊर्जा आणि नवीन साहित्यांचे संशोधन आणि नवोपक्रम हे ग्रीनहाऊसच्या डिझाइन नवोपक्रमासाठी पाया प्रदान करतात. ऊर्जा-बचत करणारे सौर हरितगृह आणि आर्च शेड हे चीनच्या कृषी उत्पादनातील सर्वात मोठे शेड संरचना आहेत आणि ते कृषी उत्पादनात महत्त्वाची भूमिका बजावतात. तथापि, चीनच्या सामाजिक अर्थव्यवस्थेच्या विकासासह, दोन्ही प्रकारच्या सुविधा संरचनांच्या कमतरता वाढत्या प्रमाणात मांडल्या जात आहेत. प्रथम, सुविधा संरचनांची जागा लहान आहे आणि यांत्रिकीकरणाची डिग्री कमी आहे; दुसरे, ऊर्जा-बचत करणारे सौर हरितगृह चांगले थर्मल इन्सुलेशन आहे, परंतु जमिनीचा वापर कमी आहे, जो ग्रीनहाऊस उर्जेला जमिनीने बदलण्याइतकाच आहे. सामान्य आर्च शेडमध्ये केवळ लहान जागाच नाही तर खराब थर्मल इन्सुलेशन देखील आहे. जरी मल्टी-स्पॅन ग्रीनहाऊसमध्ये मोठी जागा असली तरी, त्यात खराब थर्मल इन्सुलेशन आणि उच्च ऊर्जा वापर आहे. म्हणून, चीनच्या सध्याच्या सामाजिक आणि आर्थिक पातळीसाठी योग्य असलेल्या हरितगृह संरचनेचे संशोधन आणि विकास करणे अत्यावश्यक आहे आणि नवीन ऊर्जा आणि नवीन साहित्यांचे संशोधन आणि विकास ग्रीनहाऊस संरचना बदलण्यास आणि विविध नाविन्यपूर्ण हरितगृह मॉडेल किंवा संरचना तयार करण्यास मदत करेल.

मोठ्या-कालावधीच्या असममित पाणी-नियंत्रित ब्रूइंग ग्रीनहाऊसवर नाविन्यपूर्ण संशोधन

मोठ्या-स्पॅन असममित पाणी-नियंत्रित ब्रूइंग ग्रीनहाऊस (पेटंट क्रमांक: ZL 201220391214.2) सूर्यप्रकाश ग्रीनहाऊसच्या तत्त्वावर आधारित आहे, सामान्य प्लास्टिक ग्रीनहाऊसची सममितीय रचना बदलते, दक्षिणेकडील स्पॅन वाढवते, दक्षिणेकडील छताचे प्रकाश क्षेत्र वाढवते, उत्तरेकडील स्पॅन कमी करते आणि उष्णता नष्ट करण्याचे क्षेत्र कमी करते, ज्याचा स्पॅन 18~24 मीटर आणि रिजची उंची 6~7 मीटर आहे. डिझाइन नवोपक्रमाद्वारे, स्थानिक रचना लक्षणीयरीत्या वाढवली गेली आहे. त्याच वेळी, हिवाळ्यात ग्रीनहाऊसमध्ये अपुरी उष्णता आणि सामान्य थर्मल इन्सुलेशन सामग्रीच्या खराब थर्मल इन्सुलेशनच्या समस्या बायोमास ब्रूइंग उष्णता आणि थर्मल इन्सुलेशन सामग्रीच्या नवीन तंत्रज्ञानाचा वापर करून सोडवल्या जातात. उत्पादन आणि संशोधन निकालांवरून असे दिसून येते की मोठ्या-कालावधीचे असममित पाणी-नियंत्रित ब्रूइंग ग्रीनहाऊस, ज्याचे सरासरी तापमान उन्हाच्या दिवशी ११.७ डिग्री सेल्सियस आणि ढगाळ दिवसांमध्ये १०.८ डिग्री सेल्सियस असते, हिवाळ्यात पीक वाढीची मागणी पूर्ण करू शकते आणि ग्रीनहाऊसचा बांधकाम खर्च ३९.६% ने कमी होतो आणि पॉलिस्टीरिन ब्रिक वॉल ग्रीनहाऊसच्या तुलनेत जमीन वापर दर ३०% पेक्षा जास्त वाढतो, जो चीनच्या पिवळ्या हुआहे नदीच्या खोऱ्यात अधिक लोकप्रियता आणि वापरासाठी योग्य आहे.

एकत्रित सूर्यप्रकाश ग्रीनहाऊस

एकत्रित सूर्यप्रकाश ग्रीनहाऊस भार-वाहक रचना म्हणून स्तंभ आणि छतावरील सांगाडा घेते आणि त्याची भिंत सामग्री प्रामुख्याने उष्णता इन्सुलेशन एन्क्लोजर असते, बेअरिंग आणि निष्क्रिय उष्णता साठवण आणि सोडण्याऐवजी. मुख्यतः: (१) कोटेड फिल्म किंवा रंगीत स्टील प्लेट, स्ट्रॉ ब्लॉक, लवचिक थर्मल इन्सुलेशन क्विल्ट, मोर्टार ब्लॉक इत्यादी विविध सामग्री एकत्र करून एक नवीन प्रकारची एकत्रित भिंत तयार केली जाते. (२) प्रीफेब्रिकेटेड सिमेंट बोर्ड-पॉलिस्टीरिन बोर्ड-सिमेंट बोर्डपासून बनलेला कंपोझिट वॉल बोर्ड; (३) सक्रिय उष्णता साठवण आणि सोडण्याची प्रणाली आणि डिह्युमिडिफिकेशन सिस्टमसह हलके आणि साधे असेंब्ली प्रकारचे थर्मल इन्सुलेशन साहित्य, जसे की प्लास्टिक चौरस बादली उष्णता साठवण आणि पाइपलाइन उष्णता साठवण. सौर हरितगृह बांधण्यासाठी पारंपारिक पृथ्वीच्या भिंतीऐवजी वेगवेगळ्या नवीन उष्णता इन्सुलेशन साहित्य आणि उष्णता साठवण साहित्याचा वापर मोठ्या जागेत आणि लहान सिव्हिल इंजिनिअरिंगमध्ये केला जातो. प्रायोगिक निकालांवरून असे दिसून येते की हिवाळ्यात रात्रीच्या वेळी ग्रीनहाऊसचे तापमान पारंपारिक वीट-भिंतीच्या ग्रीनहाऊसपेक्षा ४.५℃ जास्त असते आणि मागील भिंतीची जाडी १६६ मिमी असते. ६०० मिमी जाडीच्या विटांच्या भिंतीच्या ग्रीनहाऊसच्या तुलनेत, भिंतीचे व्यापलेले क्षेत्र ७२% ने कमी झाले आहे आणि प्रति चौरस मीटर खर्च ३३४.५ युआन आहे, जो विटांच्या भिंतीच्या ग्रीनहाऊसपेक्षा १५७.२ युआन कमी आहे आणि बांधकाम खर्चात लक्षणीय घट झाली आहे. म्हणून, एकत्रित ग्रीनहाऊसमध्ये कमी लागवडीखालील जमीन नष्ट होणे, जमीन बचत, जलद बांधकाम गती आणि दीर्घ सेवा आयुष्य हे फायदे आहेत आणि सध्या आणि भविष्यात सौर ग्रीनहाऊसच्या नावीन्यपूर्ण आणि विकासासाठी ते एक प्रमुख दिशा आहे.

सरकता सूर्यप्रकाश ग्रीनहाऊस

शेनयांग कृषी विद्यापीठाने विकसित केलेले स्केटबोर्ड-असेम्बल केलेले ऊर्जा-बचत करणारे सौर ग्रीनहाऊस सौर ग्रीनहाऊसच्या मागील भिंतीचा वापर करून उष्णता साठवण्यासाठी आणि तापमान वाढवण्यासाठी पाणी फिरणारी भिंत उष्णता साठवण प्रणाली तयार करते, जी प्रामुख्याने एका तलावाने बनलेली असते (३२ मी.^३), प्रकाश गोळा करणारी प्लेट (३६० मी^२), एक पाण्याचा पंप, एक पाण्याचा पाईप आणि एक नियंत्रक. लवचिक थर्मल इन्सुलेशन रजाईच्या जागी वरच्या बाजूला एक नवीन हलके रॉक वूल रंगीत स्टील प्लेट मटेरियल बसवले आहे. संशोधनातून असे दिसून आले आहे की ही रचना गॅबल्समुळे प्रकाश रोखण्याची समस्या प्रभावीपणे सोडवते आणि ग्रीनहाऊसच्या प्रकाश प्रवेश क्षेत्राला वाढवते. ग्रीनहाऊसचा प्रकाश कोन ४१.५° आहे, जो कंट्रोल ग्रीनहाऊसपेक्षा जवळजवळ १६° जास्त आहे, त्यामुळे प्रकाश दर सुधारतो. घरातील तापमान वितरण एकसमान आहे आणि झाडे व्यवस्थित वाढतात. ग्रीनहाऊसमध्ये जमिनीच्या वापराची कार्यक्षमता सुधारणे, ग्रीनहाऊसचा आकार लवचिकपणे डिझाइन करणे आणि बांधकाम कालावधी कमी करणे हे फायदे आहेत, जे लागवडीखालील जमीन संसाधने आणि पर्यावरणाचे संरक्षण करण्यासाठी खूप महत्वाचे आहे.

फोटोव्होल्टेइक हरितगृह

कृषी हरितगृह हे एक हरितगृह आहे जे सौर फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मिती, बुद्धिमान तापमान नियंत्रण आणि आधुनिक उच्च-तंत्रज्ञान लागवड एकत्रित करते. ते स्टील बोन फ्रेमचा अवलंब करते आणि फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मिती मॉड्यूल्सच्या प्रकाश आवश्यकता आणि संपूर्ण हरितगृहाच्या प्रकाश आवश्यकता सुनिश्चित करण्यासाठी सौर फोटोव्होल्टेइक मॉड्यूल्सने झाकलेले असते. सौर ऊर्जेद्वारे निर्माण होणारा थेट प्रवाह थेट कृषी हरितगृहांच्या प्रकाशाला पूरक असतो, हरितगृह उपकरणांच्या सामान्य ऑपरेशनला थेट समर्थन देतो, जलसंपत्तीचे सिंचन चालवतो, हरितगृह तापमान वाढवतो आणि पिकांच्या जलद वाढीस प्रोत्साहन देतो. अशा प्रकारे फोटोव्होल्टेइक मॉड्यूल्स ग्रीनहाऊस छताच्या प्रकाश कार्यक्षमतेवर परिणाम करतील आणि नंतर हरितगृह भाज्यांच्या सामान्य वाढीवर परिणाम करतील. म्हणूनच, हरितगृहाच्या छतावर फोटोव्होल्टेइक पॅनल्सचा तर्कसंगत लेआउट वापराचा मुख्य मुद्दा बनतो. कृषी हरितगृह हे पर्यटन स्थळ शेती आणि सुविधा बागकामाच्या सेंद्रिय संयोजनाचे उत्पादन आहे आणि ते फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मिती, कृषी स्थळदर्शन, कृषी पिके, कृषी तंत्रज्ञान, लँडस्केप आणि सांस्कृतिक विकास एकत्रित करणारा एक नाविन्यपूर्ण कृषी उद्योग आहे.

विविध प्रकारच्या हरितगृहांमध्ये ऊर्जा संवादासह हरितगृह गटाची नाविन्यपूर्ण रचना

बीजिंग अकादमी ऑफ अ‍ॅग्रिकल्चरल अँड फॉरेस्ट्री सायन्सेसचे संशोधक गुओ वेन्झोंग, एका किंवा अधिक ग्रीनहाऊसमधील उर्वरित उष्णता ऊर्जा गोळा करून दुसरी किंवा अधिक ग्रीनहाऊस गरम करण्यासाठी ग्रीनहाऊसमध्ये ऊर्जा हस्तांतरणाची हीटिंग पद्धत वापरतात. ही हीटिंग पद्धत वेळ आणि जागेत ग्रीनहाऊस उर्जेचे हस्तांतरण साध्य करते, उर्वरित ग्रीनहाऊस उष्णता उर्जेची ऊर्जा वापर कार्यक्षमता सुधारते आणि एकूण हीटिंग उर्जेचा वापर कमी करते. दोन प्रकारचे ग्रीनहाऊस वेगवेगळ्या प्रकारचे ग्रीनहाऊस असू शकतात किंवा लेट्यूस आणि टोमॅटो ग्रीनहाऊस सारख्या विविध पिकांची लागवड करण्यासाठी समान ग्रीनहाऊस प्रकार असू शकतात. उष्णता संकलन पद्धतींमध्ये प्रामुख्याने घरातील हवेची उष्णता काढणे आणि घटना रेडिएशन थेट रोखणे समाविष्ट आहे. सौर ऊर्जा संकलन, उष्णता एक्सचेंजरद्वारे सक्तीने संवहन आणि उष्णता पंपद्वारे सक्तीने काढणे याद्वारे, उच्च-ऊर्जा ग्रीनहाऊसमधील अतिरिक्त उष्णता ग्रीनहाऊस गरम करण्यासाठी काढली गेली.

सारांशित करणे

या नवीन सौर ग्रीनहाऊसमध्ये जलद असेंब्ली, बांधकाम कालावधी कमी करणे आणि जमिनीचा वापर दर सुधारणे हे फायदे आहेत. म्हणूनच, वेगवेगळ्या क्षेत्रांमध्ये या नवीन ग्रीनहाऊसच्या कामगिरीचा अधिक शोध घेणे आणि नवीन ग्रीनहाऊसच्या मोठ्या प्रमाणात लोकप्रियता आणि वापराची शक्यता प्रदान करणे आवश्यक आहे. त्याच वेळी, ग्रीनहाऊसच्या संरचनात्मक सुधारणांसाठी वीज प्रदान करण्यासाठी ग्रीनहाऊसमध्ये नवीन ऊर्जा आणि नवीन सामग्रीचा वापर सतत मजबूत करणे आवश्यक आहे.

भविष्याची कल्पना आणि विचार

पारंपारिक हरितगृहांमध्ये अनेकदा काही तोटे असतात, जसे की जास्त ऊर्जा वापर, कमी जमिनीचा वापर दर, वेळ घेणारे आणि श्रम घेणारे, खराब कामगिरी इत्यादी, जे आता आधुनिक शेतीच्या उत्पादन गरजा पूर्ण करू शकत नाहीत आणि हळूहळू ते दूर होतील. म्हणूनच, हरितगृहाच्या संरचनात्मक बदलाला चालना देण्यासाठी सौर ऊर्जा, बायोमास ऊर्जा, भूऔष्णिक ऊर्जा आणि पवन ऊर्जा, नवीन हरितगृह अनुप्रयोग साहित्य आणि नवीन डिझाइन यासारख्या नवीन ऊर्जा स्रोतांचा वापर करणे हा एक विकास ट्रेंड आहे. सर्वप्रथम, नवीन ऊर्जा आणि नवीन सामग्रीद्वारे चालविलेले नवीन हरितगृह केवळ यांत्रिकीकृत ऑपरेशनच्या गरजा पूर्ण करू नयेत तर ऊर्जा, जमीन आणि खर्च देखील वाचवू शकेल. दुसरे म्हणजे, हरितगृहांच्या मोठ्या प्रमाणात लोकप्रियतेसाठी परिस्थिती प्रदान करण्यासाठी वेगवेगळ्या क्षेत्रांमध्ये नवीन हरितगृहांच्या कामगिरीचा सतत शोध घेणे आवश्यक आहे. भविष्यात, आपण ग्रीनहाऊस वापरण्यासाठी योग्य असलेली नवीन ऊर्जा आणि नवीन साहित्य शोधले पाहिजे आणि नवीन ऊर्जा, नवीन साहित्य आणि ग्रीनहाऊसचे सर्वोत्तम संयोजन शोधले पाहिजे, जेणेकरून कमी खर्चात, कमी बांधकाम कालावधीत, कमी ऊर्जेचा वापर आणि उत्कृष्ट कामगिरीसह नवीन ग्रीनहाऊस बांधणे शक्य होईल, ग्रीनहाऊसची रचना बदलण्यास मदत होईल आणि चीनमध्ये ग्रीनहाऊसच्या आधुनिकीकरण विकासाला चालना मिळेल.

जरी हरितगृह बांधकामात नवीन ऊर्जा, नवीन साहित्य आणि नवीन डिझाइनचा वापर हा एक अपरिहार्य ट्रेंड असला तरी, अभ्यास आणि त्यावर मात करण्यासाठी अजूनही अनेक समस्या आहेत: (१) बांधकाम खर्च वाढतो. कोळसा, नैसर्गिक वायू किंवा तेल वापरून पारंपारिक गरम करण्याच्या तुलनेत, नवीन ऊर्जा आणि नवीन साहित्याचा वापर पर्यावरणपूरक आणि प्रदूषणमुक्त आहे, परंतु बांधकाम खर्चात लक्षणीय वाढ झाली आहे, ज्याचा उत्पादन आणि ऑपरेशनच्या गुंतवणूक पुनर्प्राप्तीवर निश्चित परिणाम होतो. ऊर्जा वापराच्या तुलनेत, नवीन साहित्याचा खर्च लक्षणीयरीत्या वाढेल. (२) उष्णता ऊर्जेचा अस्थिर वापर. नवीन ऊर्जेच्या वापराचा सर्वात मोठा फायदा म्हणजे कमी ऑपरेटिंग खर्च आणि कमी कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जन, परंतु ऊर्जा आणि उष्णतेचा पुरवठा अस्थिर आहे आणि ढगाळ दिवस सौर ऊर्जेच्या वापरात सर्वात मोठा मर्यादित घटक बनतात. किण्वनाद्वारे बायोमास उष्णता उत्पादनाच्या प्रक्रियेत, कमी किण्वन उष्णता ऊर्जा, कठीण व्यवस्थापन आणि नियंत्रण आणि कच्च्या मालाच्या वाहतुकीसाठी मोठ्या साठवणुकीच्या जागेच्या समस्यांमुळे या ऊर्जेचा प्रभावी वापर मर्यादित आहे. (३) तंत्रज्ञानाची परिपक्वता. नवीन ऊर्जा आणि नवीन साहित्याद्वारे वापरल्या जाणाऱ्या या तंत्रज्ञाना प्रगत संशोधन आणि तांत्रिक यश आहेत आणि त्यांचे अनुप्रयोग क्षेत्र आणि व्याप्ती अजूनही बरीच मर्यादित आहे. ते अनेक वेळा उत्तीर्ण झाले नाहीत, अनेक साइट्स आणि मोठ्या प्रमाणात सराव पडताळणी, आणि काही कमतरता आणि तांत्रिक सामग्री अपरिहार्यपणे आहेत ज्या अनुप्रयोगात सुधारित करणे आवश्यक आहे. वापरकर्ते अनेकदा किरकोळ कमतरतांमुळे तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीला नकार देतात. (४) तंत्रज्ञानाचा प्रवेश दर कमी आहे. वैज्ञानिक आणि तांत्रिक कामगिरीच्या व्यापक वापरासाठी विशिष्ट लोकप्रियता आवश्यक आहे. सध्या, नवीन ऊर्जा, नवीन तंत्रज्ञान आणि नवीन ग्रीनहाऊस डिझाइन तंत्रज्ञान हे सर्व विद्यापीठांमधील वैज्ञानिक संशोधन केंद्रांच्या टीममध्ये विशिष्ट नाविन्यपूर्ण क्षमता असलेल्या आहेत आणि बहुतेक तांत्रिक मागणी करणारे किंवा डिझाइनर अजूनही माहित नाहीत; त्याच वेळी, नवीन तंत्रज्ञानाचे लोकप्रियीकरण आणि अनुप्रयोग अजूनही मर्यादित आहेत कारण नवीन तंत्रज्ञानाची मुख्य उपकरणे पेटंट केलेली आहेत. (५) नवीन ऊर्जा, नवीन साहित्य आणि ग्रीनहाऊस स्ट्रक्चर डिझाइनचे एकत्रीकरण आणखी मजबूत करणे आवश्यक आहे. ऊर्जा, साहित्य आणि ग्रीनहाऊस स्ट्रक्चर डिझाइन तीन वेगवेगळ्या विषयांशी संबंधित असल्याने, ग्रीनहाऊस डिझाइनचा अनुभव असलेल्या प्रतिभांमध्ये अनेकदा ग्रीनहाऊस-संबंधित ऊर्जा आणि साहित्यांवर संशोधनाचा अभाव असतो आणि उलट; म्हणून, ऊर्जा आणि साहित्य संशोधनाशी संबंधित संशोधकांना हरितगृह उद्योग विकासाच्या प्रत्यक्ष गरजांचा तपास आणि आकलन मजबूत करणे आवश्यक आहे आणि स्ट्रक्चरल डिझायनर्सनी नवीन साहित्य आणि नवीन उर्जेचा अभ्यास करून तिन्ही संबंधांचे सखोल एकात्मता वाढवावी, जेणेकरून व्यावहारिक हरितगृह संशोधन तंत्रज्ञान, कमी बांधकाम खर्च आणि चांगल्या वापराच्या परिणामाचे ध्येय साध्य करता येईल. वरील समस्यांच्या आधारे, असे सुचवले जाते की राज्य, स्थानिक सरकारे आणि वैज्ञानिक संशोधन केंद्रांनी तांत्रिक संशोधन अधिक तीव्र करावे, संयुक्त संशोधन सखोल करावे, वैज्ञानिक आणि तांत्रिक कामगिरीची प्रसिद्धी मजबूत करावी, कामगिरीचे लोकप्रियीकरण सुधारावे आणि हरितगृह उद्योगाच्या नवीन विकासास मदत करण्यासाठी नवीन ऊर्जा आणि नवीन साहित्याचे ध्येय जलद साध्य करावे.

उद्धृत माहिती

ली जियानमिंग, सन गुओटाओ, ली हाओजी, ली रुई, हू यिक्सिन. नवीन ऊर्जा, नवीन साहित्य आणि नवीन डिझाइन ग्रीनहाऊसच्या नवीन क्रांतीला मदत करतात [जे]. भाज्या, २०२२,(१०):१-८.