本發(fā)明屬于水培植物，尤其涉及一種利用波浪能、風(fēng)能與太陽能的海上水培裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著全球?qū)沙掷m(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的日益重視，海洋工程技術(shù)、可再生能源利用技術(shù)以及水培植物技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)展得到了廣泛關(guān)注。其中，海洋工程技術(shù)主要涉及海洋資源的開發(fā)和利用，如海上養(yǎng)殖、海上能源開采等；可再生能源利用技術(shù)主要涉及太陽能、風(fēng)能、潮汐能等清潔能源的利用，以減少對傳統(tǒng)化石燃料的依賴；水培植物技術(shù)則主要涉及無土栽培技術(shù)，通過模擬植物生長所需的環(huán)境條件，實(shí)現(xiàn)植物在非土壤環(huán)境中的生長。

2、在現(xiàn)有的技術(shù)中，已經(jīng)有一些利用波浪能、風(fēng)能與太陽能的漂浮在海面的水培裝置，這些裝置通常包括一個漂浮平臺，平臺上設(shè)有植物種植區(qū)。然而，在實(shí)際應(yīng)用中還存在一些問題。

3、首先，由于海洋環(huán)境的復(fù)雜性和多變性，現(xiàn)有的裝置往往無法穩(wěn)定地獲取和利用各種可再生能源，導(dǎo)致裝置的電力供應(yīng)不穩(wěn)定，影響了植物的生長。

4、其次，現(xiàn)有的裝置在營養(yǎng)液供給方面，往往無法精確地控制營養(yǎng)液的濃度和供應(yīng)量，可能導(dǎo)致植物生長不均勻，甚至可能出現(xiàn)營養(yǎng)過?；虿蛔愕膯栴}。

5、最后，現(xiàn)有的裝置在智能化程度上還有待提高，無法實(shí)現(xiàn)對光照、溫度、濕度等環(huán)境因素的實(shí)時監(jiān)控和調(diào)整，也無法實(shí)現(xiàn)對植物生長的自動化管理。

6、因此，為解決上述問題，現(xiàn)提出一種利用波浪能、風(fēng)能與太陽能的海上水培裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種利用波浪能、風(fēng)能與太陽能的海上水培裝置，旨在解決水培裝置無法精準(zhǔn)控制營養(yǎng)供給和自動化管理的問題。

2、本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種利用波浪能、風(fēng)能與太陽能的海上水培裝置，包括漂浮水培架、營養(yǎng)供給單元和控制單元；

3、所述漂浮水培架包括漂浮在水面的浮箱和設(shè)置在浮箱上方的水培植物架，所述水培植物架內(nèi)豎直并列分布有多個用于水培植物定植的水培槽，所述水培槽的兩端連接有電磁閥；

4、所述營養(yǎng)供給單元包括設(shè)置在浮箱內(nèi)的營養(yǎng)液儲罐、營養(yǎng)液泵和凈化調(diào)質(zhì)單元，所述營養(yǎng)液泵連通營養(yǎng)液儲罐和凈化調(diào)質(zhì)單元，所述營養(yǎng)液泵將營養(yǎng)液儲罐中的營養(yǎng)液抽取，由凈化調(diào)質(zhì)單元凈化調(diào)質(zhì)后經(jīng)電磁閥輸入水培槽；

5、所述控制單元包括設(shè)置在浮箱內(nèi)的總控制模塊，所述總控制模塊電性連接電磁閥、營養(yǎng)液泵和凈化調(diào)質(zhì)單元。

6、優(yōu)選的，還包括電源儲能單元，所述電源儲能單元包括設(shè)置在浮箱內(nèi)的充放電管理模塊和鋰電池組，所述充放電管理模塊電性連接鋰電池組和總控制模塊，所述浮箱的頂端設(shè)有與充放電管理模塊電性連接的光伏板，所述總控制模塊通過充放電管理模塊控制并監(jiān)測鋰電池組的狀態(tài)，對鋰電池組進(jìn)行智能管理。

7、優(yōu)選的，所述電源儲能單元還包括設(shè)置在浮箱底面的葉輪發(fā)電機(jī)，所述葉輪發(fā)電機(jī)與充放電管理模塊電性連接。

8、優(yōu)選的，所述電源儲能單元還包括設(shè)置在浮箱上方的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)與充放電管理模塊電性連接。

9、優(yōu)選的，所述凈化調(diào)質(zhì)單元包括混合罐、引水泵和過濾器，所述引水泵將海水經(jīng)過濾器凈化后輸入混合罐內(nèi)，所述營養(yǎng)液泵將營養(yǎng)液輸入混合罐內(nèi)與凈水按按比例混合進(jìn)行調(diào)質(zhì)，形成滿足水培植物生長需求的稀釋液。

10、優(yōu)選的，所述凈化調(diào)質(zhì)單元還包括輸送泵，所述輸送泵將調(diào)質(zhì)形成的稀釋液經(jīng)水培槽一端的電磁閥輸入，所述水培槽另一端的電磁閥通過管路連通混合罐形成回流路徑。

11、優(yōu)選的，所述控制單元還包括與總控制模塊電性連接的數(shù)據(jù)采集單元，所述數(shù)據(jù)采集單元包括tds值傳感器、ec值傳感器、ph值傳感器，所述總控制模塊通過tds值傳感器、ec值傳感器和ph值傳感器實(shí)時采集稀釋液中可溶性固體的總量、無機(jī)鹽的含量和溶液的酸堿度。

12、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集單元還包括溫度傳感器和濕度傳感器，所述總控制模塊通過溫度傳感器實(shí)時采集環(huán)境溫度以及混合罐和水培槽內(nèi)的稀釋液溫度，所述總控制模塊通過濕度傳感器實(shí)時采集環(huán)境濕度。

13、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集單元還包括光照傳感器，所述光照傳感器用于采集環(huán)境內(nèi)的實(shí)時光照強(qiáng)度并輸出至總控制模塊。

14、優(yōu)選的，還包括植物補(bǔ)光單元，所述植物補(bǔ)光單元包括與水培槽對應(yīng)設(shè)置的植物補(bǔ)光燈，所述植物補(bǔ)光燈與總控制模塊電性連接，所述總控制模塊根據(jù)光照強(qiáng)度控制植物補(bǔ)光燈對水培植物進(jìn)行補(bǔ)光。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

16、1、精確營養(yǎng)供給：本發(fā)明設(shè)置營養(yǎng)供給單元，通過營養(yǎng)液儲罐、營養(yǎng)液泵、凈化調(diào)質(zhì)單元配合，營養(yǎng)液泵從營養(yǎng)液儲罐內(nèi)抽取營養(yǎng)液經(jīng)過凈化調(diào)質(zhì)后輸送至水培植物的根部，可以更加精準(zhǔn)的控制營養(yǎng)液的濃度和供應(yīng)量，滿足植物生長的需求，且能夠有效地提高植物生長的均勻性，并防止?fàn)I養(yǎng)過?；虿蛔悖苊饬酥参锷L不均勻，營養(yǎng)過?；虿蛔愕膯栴}；

17、2、多元能源利用：本發(fā)明通過整合太陽能、風(fēng)能與波浪能，通過充放電管理模塊、鋰電池組、光伏板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和葉輪發(fā)電機(jī)配合，充分利用太陽能、風(fēng)能和波浪能，提供穩(wěn)定的電能供應(yīng)，有效解決了海洋環(huán)境復(fù)雜化和多變性導(dǎo)致的電力供應(yīng)不穩(wěn)定的問題，更有利于水培植物的生長和及智能自動化管理，并且采用可再生能源能夠減少對傳統(tǒng)化石燃料的依賴，并降低種植成本，具有較高的實(shí)用價值和廣闊的應(yīng)用前景；

18、3、智能控制：本發(fā)明通過設(shè)置控制單元，由總控制模塊與數(shù)據(jù)采集單元配合，通過光照傳感器、tds值傳感器、ec值傳感器、ph值傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器配合，實(shí)時監(jiān)測水培植物包括光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度以及稀釋液的tds值、ec值、ph值在內(nèi)的環(huán)境因素，實(shí)現(xiàn)了對植物生長的自動化管理，通過數(shù)據(jù)全方位采集，更有利于判斷稀釋液是否符合水培植物的生長需求，并為營養(yǎng)供給單元提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，提高了種植效率和水培植物的栽培質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種利用波浪能、風(fēng)能與太陽能的海上水培裝置，其特征在于：包括漂浮水培架(1)、營養(yǎng)供給單元(3)和控制單元(4)；

2.如權(quán)利要求1所述的一種利用波浪能、風(fēng)能與太陽能的海上水培裝置，還包括電源儲能單元(2)，所述電源儲能單元(2)包括設(shè)置在浮箱(11)內(nèi)的充放電管理模塊(21)和鋰電池組(22)，所述充放電管理模塊(21)電性連接鋰電池組(22)和總控制模塊(41)，所述浮箱(11)的頂端設(shè)有與充放電管理模塊(21)電性連接的光伏板(23)，所述總控制模塊(41)通過充放電管理模塊(21)控制并監(jiān)測鋰電池組(22)的狀態(tài)，對鋰電池組(22)進(jìn)行智能管理。

3.如權(quán)利要求2所述的一種利用波浪能、風(fēng)能與太陽能的海上水培裝置，其特征在于：所述電源儲能單元(2)還包括設(shè)置在浮箱(11)底面的葉輪發(fā)電機(jī)(25)，所述葉輪發(fā)電機(jī)(25)與充放電管理模塊(21)電性連接。

4.如權(quán)利要求2所述的一種利用波浪能、風(fēng)能與太陽能的海上水培裝置，其特征在于：所述電源儲能單元(2)還包括設(shè)置在浮箱(11)上方的風(fēng)力發(fā)電機(jī)(24)，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)(24)與充放電管理模塊(21)電性連接。

5.如權(quán)利要求1所述的一種利用波浪能、風(fēng)能與太陽能的海上水培裝置，其特征在于：所述凈化調(diào)質(zhì)單元(33)包括混合罐(331)、引水泵(332)和過濾器(333)，所述引水泵(332)將海水經(jīng)過濾器(333)凈化后輸入混合罐(331)內(nèi)，所述營養(yǎng)液泵(32)將營養(yǎng)液輸入混合罐(331)內(nèi)與凈水按按比例混合進(jìn)行調(diào)質(zhì)，形成滿足水培植物生長需求的稀釋液。

6.如權(quán)利要求5所述的一種利用波浪能、風(fēng)能與太陽能的海上水培裝置，其特征在于：所述凈化調(diào)質(zhì)單元(33)還包括輸送泵(334)，所述輸送泵(334)將調(diào)質(zhì)形成的稀釋液經(jīng)水培槽(14)一端的電磁閥(15)輸入，所述水培槽(14)另一端的電磁閥(15)通過管路連通混合罐(331)形成回流路徑。

7.如權(quán)利要求1所述的一種利用波浪能、風(fēng)能與太陽能的海上水培裝置，其特征在于：所述控制單元(4)還包括與總控制模塊(41)電性連接的數(shù)據(jù)采集單元(42)，所述數(shù)據(jù)采集單元(42)包括tds值傳感器(422)、ec值傳感器(423)、ph值傳感器(424)，所述總控制模塊(41)通過tds值傳感器(422)、ec值傳感器(423)和ph值傳感器(424)實(shí)時采集稀釋液中可溶性固體的總量、無機(jī)鹽的含量和溶液的酸堿度。

8.如權(quán)利要求7所述的一種利用波浪能、風(fēng)能與太陽能的海上水培裝置，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集單元(42)還包括溫度傳感器(425)和濕度傳感器(426)，所述總控制模塊(41)通過溫度傳感器(425)實(shí)時采集環(huán)境溫度以及混合罐(331)和水培槽(14)內(nèi)的稀釋液溫度，所述總控制模塊(41)通過濕度傳感器(426)實(shí)時采集環(huán)境濕度。

9.如權(quán)利要求7所述的一種利用波浪能、風(fēng)能與太陽能的海上水培裝置，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集單元(42)還包括光照傳感器(421)，所述光照傳感器(421)用于采集環(huán)境內(nèi)的實(shí)時光照強(qiáng)度并輸出至總控制模塊(41)。

10.如權(quán)利要求9所述的一種利用波浪能、風(fēng)能與太陽能的海上水培裝置，其特征在于：還包括植物補(bǔ)光單元(5)，所述植物補(bǔ)光單元(5)包括與水培槽(14)對應(yīng)設(shè)置的植物補(bǔ)光燈(52)，所述植物補(bǔ)光燈(52)與總控制模塊(41)電性連接，所述總控制模塊(41)根據(jù)光照強(qiáng)度控制植物補(bǔ)光燈(52)對水培植物進(jìn)行補(bǔ)光。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明適用于水培植物技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種利用波浪能、風(fēng)能與太陽能的海上水培裝置，包括漂浮水培架、電源儲能單元、營養(yǎng)供給單元和控制單元；所述漂浮水培架包括漂浮在水面的浮箱和設(shè)置在浮箱上方的水培植物架，所述水培植物架內(nèi)豎直并列分布有多個用于水培植物定植的水培槽；所述營養(yǎng)供給單元包括設(shè)置在浮箱內(nèi)的營養(yǎng)液儲罐、營養(yǎng)液泵和凈化調(diào)質(zhì)單元，本發(fā)明設(shè)置營養(yǎng)供給單元，通過營養(yǎng)液儲罐、營養(yǎng)液泵、凈化調(diào)質(zhì)單元配合，營養(yǎng)液泵從營養(yǎng)液儲罐內(nèi)抽取營養(yǎng)液經(jīng)過凈化調(diào)質(zhì)后輸送至水培植物的根部，可以更加精準(zhǔn)的控制營養(yǎng)液的濃度和供應(yīng)量，滿足植物生長的需求，且能夠有效地提高植物生長的均勻性，并防止?fàn)I養(yǎng)過?；虿蛔?。

技術(shù)研發(fā)人員：梁明樺,劉四清,柒星凱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中山市明彩智能照明科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6