太阳能光伏种植(养殖)温室项目设计方案

太阳能光伏种植（养殖）温室项目

设

计

方

案

内蒙古***有限责任公司

*年*月

一、总体选型方案

1.1项目建设需求

本工程是内蒙古地区应用新能源种植养殖项目，结合当地气候、自然条件、生产运营等方面进行项目建设。选择投资合理型、运营节约型、生产适宜型的设计与建设方案。确保本方案满足以下十点需求：

1)种植环境需求

2)养殖环境需求

3)生态环保需求

4)经济适用需求

5）智能可控需求

6）规模标准需求

7)安全生产需求

8）持续发展需求

9）响应国家政策

10）符合规范条例

1.2温室主要功能

太阳能光伏发电是利用取之不尽、用之不竭的自然能源太阳光照，将其变成电力的一种技术，它已同风能和生物质能一起被国家列入《可再生能源中长期发展规划》。利用太阳能发电既节能又环保，是一种既不消耗资源又无污染排放的绿色清洁能源，具有农业绿色节能功能。

温室栽培是农业建设中技术密集、科技含量高的产业之一。而太

阳能光伏发电是新型绿色清洁能源之一，两者的结合有效解决了温室能耗高的缺点，考虑了光伏生态牛羊棚的保温、圈养需求，是一种技术上的创新。具有农业技术和能源技术的集成创新功能。

太阳能温室大棚使得农业生产具有全天候、全时段高效的连续生产及保温功能。

1.2.2项目地气候特点

内蒙古属典型的中温带季风气候，具有降水量少而不匀、寒暑变化剧烈的显著特点。冬季漫长而寒冷，多数地区冷季长达5个月到半年之久。其中1月份最冷，月平均气温从南向北由零下10℃递减到零下32摄氏度，夏季温热而短暂，多数地区仅有一至两个月，部分地区无夏季。最热月份在7月，月平均气温在16℃--27℃之间，最高气温为36℃--43℃。气温变化剧烈，冷暖悬殊甚大。降水量受地形和海洋远近的影响，自东向西由500毫米递减为50毫米左右。蒸发量则相反，自西向东由3000毫米递减到1000毫米左右。与之相应的气候带呈带状分布，从东向西由湿润、半湿润区逐步过渡到半干旱、干旱区。这里晴天多，阴天少，日照时数普遍都在2700小时以上，长时达3400小时。冬春季多风大，年平均风速在3米/秒以上，蕴藏着丰富的光热、风能资源。

1.3温室主体及主材选型

1.3.1主体结构形式

性能指标：

1）风载：9级风

2）最大排雨量：140mm/h

3）雪载：0.40KN/m2

4）吊挂载荷：15Kg/m2

5）恒载：15KG/m2

6)电参数：220/380V，50HZ

规格尺寸：檐高4.5m，脊高约5.4m，四周墙裙高0.5m；温室南、北为山墙，东、西两面为侧墙，跨度10.8m，山墙长10.8m×5跨+7.2m参观通道（参观通道将温室东西分成两个气候区）+10.8m×5跨＝115.2m；开间4m，侧墙长4.0m×11＝44m；轴线面积5068.8m2。

1.3.2覆盖选材

本温室项目根据种植方案不同需要调整覆盖材料以适用种植、畜牧业、观光等。项目建设内容包括温室土建、温室主体结构、覆盖材料、电动内遮阳保温幕系统、第二层电动内遮阳保温膜系统、电动外遮阳系统、顶部电动天窗自然通风系统、湿帘风机降温系统、采暖系统、室内供水系统、电气控制系统。禽畜养殖棚舍多为简易式的钢架结构，由钢立柱，横向钢梁，屋面檩条构成，屋顶铺设彩钢保温复合

板的轻型保温材料，四周墙体根据当地气候环境采用砖砌墙、水泥复合板或夹心彩钢板。在养殖棚舍的结构设计之初，将附加的电池板荷载考虑进去，沿屋顶光伏组件平行铺设光伏组件，采用利用夹具与彩钢瓦肋边固定，也就构成一座屋顶电站。

我们对这个项目的设计理念是“坚持科学、实用的原则；坚持提高土地资源利用率原则；坚持温室结构用材以及设备选购先进、可靠、适用的原则；我们在各系统关键部位上均选用国内最优的产品。温室顶部及四周墙覆盖体依据种植方案对光照的需求可采用浮法玻璃、台湾（中国）高峰农业用中空阳光板（防紫外线、防滴露。质保10年）或灰白彩钢复合板（覆盖材料厚度需根据实际使用另定）

1.3.3配套设备选型

智能化光伏农业大棚

光伏农业大棚是农业与光伏发电的有机结合，两者要兼顾，为了保证作物良好生长、取得较佳的经济效益，农业大棚的配套附属设施同样需要精心设计。主要包含内遮阳保温系统、加热补温系统、通风降温系统、补光系统、电气及智能控制系统等。智能化光伏农业大棚是利用终端传感器，采集大棚内土壤和空气温、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等环境参数,智能化控制空气增湿系统、滴灌系统、补光系统等。

1）电动内遮阳保温幕系统（参观通道不设置）

1.1）设计条件：

设置内遮阳是温室节能、遮阳、温度控制和湿度调节的有效手段。

遮阳保温幕的独特优点在于它将阳光反射而不是吸收阳光，有效降低温室内光照度，同时使作物和空气温度相应降低；独特的材料阻挡温室向外界发射的热辐射，可以保持幕布下的热量不散失；加湿时关闭遮阳幕将使温室内湿度迅速增加，同时，遮阳幕的下表面对从温室内发射过来的热幅射有很好的吸收能力，使幕布能保持较高的温度，幕布的较高温度可以防止冷凝，避免幕布下表面产生冷凝水滴。

1.2）齿轮齿条传动系统工作原理：

电机带动传动轴运转，传动轴上的齿轮/齿条副将圆周运动变成直线运动。与齿条连接的推拉杆通过十字连接带动铝合金活动推杆在幕线上平行移动，铝合金活动推杆拉动幕布一端缓慢展开、收拢，全部展开及收拢后分别触动开、合限位器开关，电机停止，运行结束。

1.3）系统基本组成

1.3.1）控制箱及电机：

该箱内装配有幕布展开与合拢两套接触器，即可手动开停，又可通过行程开关，实现自动停车。驱动电机、联轴器和减速电机为专用电气设备，与控制箱相连接，该电机输出轴处配备了行程开关，限位准确，使整套系统运行平稳可靠。

参数：1）行程：3.7m；2）电源：380v，三相，50HZ；3）转速：5.2R/min；4）扭矩：400N.m

1.3.2）齿条副Q235热镀锌材质,齿轮齿条，设计合理，质量可靠，运行平稳无噪音。沿温室跨度每3.6m间距均布。

齿条技术参数：1）模数：4;2）防腐形式：热镀锌;3）齿条长度

约：3940mm;4）齿条高度：40mm.

1.3.3）传动部分

传动轴采用1寸热镀锌钢管，电机安装在传动轴的中部，齿条付均布。推拉杆为6分.热镀锌钢管，每套齿条副连接1根，纵向与温室长度基本等长；铝合金活动推杆横向布置，拉动幕布展开、收拢，使幕布在运行中保持平展。

1.3.4）幕线

幕线选用Φ2.05mm透明聚酯线，上幕线间距1米均布，下幕线间距0.5m均布。

1.3.5）保温幕

采用阳柯铝箔保温幕，安装在桁架的上悬架。保质期5年。

2)第二层电动内遮阳保温膜系统（参观通道不设置）

设计与内遮阳保温幕系统相同，保温膜采用0.12mmPEP利得膜，安装时需要打孔。

3)电动外遮阳系统

3.1)系统主要功能及特点

在夏季，由于进入温室的太阳辐射热负荷太高，当使用外遮阳系统时，由于阻隔了大部分太阳辐射进入温室，在具有良好通风的温室中可将室内温度控制到只比室外高1℃的水平。如果和湿帘－风扇系统结合使用，能够创造出理想的温湿度环境，减少温室运行成本，节约能源消耗。

3.2)齿轮齿条传动系统工作原理

电机带动传动轴运转，传动轴上的齿轮/齿条副将圆周运动变成直线运动。与齿条连接的推拉杆通过十字连接带动铝合金活动推杆在幕线上平行移动，铝合金活动推杆拉动幕布一端缓慢展开、收拢，全部展开及收拢后分别触动开、合限位器开关，电机停止，运行结束。

3.3)系统基本组成

3.3.1)控制箱及电机：该箱内装配有幕布展开与合拢两套接触器，即可手动开停，又可通过行程开关，实现自动停车。驱动电机、联轴器和减速电机为专用电气设备，与控制箱相连接，该电机输出轴处配备了行程开关，限位准确，使整套系统运行平稳可靠。

电机参数：1）行程：约3.7m;2）电源：380v，三相，50HZ;

3）电机功率：0.55kw;4）减速比：1：500

3.3.2)齿条副：采用齿轮齿条传动，设计合理，质量可靠，运行平稳无噪音，沿温室跨度等间距均布。齿条技术参数：1）模数：4 2）防腐形式：热镀锌3）齿条长度约：3940mm4）齿条高度：40mm

3.3.3)传动部分：传动轴采用1寸热镀锌钢管，电机安装在传动轴的中部，齿条付均布。推拉杆为热镀锌钢管，每套齿条副连接1根，纵向与温室长度基本等长；铝合金活动推杆横向布置，拉动幕布展开、收拢，使幕布在运行中保持平展。

3.3.4)外遮阳骨架结构：1）立柱采用□40×80×2和□40×60×2矩形管，热镀锌防腐；2）横梁采用□30×50×2和□40×80×2矩形管，热镀锌防腐。

3.3.5)幕线：幕线选用φ2.6mm黑色聚酯线，上下两层幕线，间距0.5米均布。

3.3.6)幕布：采用阳柯黑色编织外遮阳网，遮荫率为80%，质保五年。

4)电动天窗系统（参观通道单独一套，屋脊单侧朝东开锯齿状天窗）

4.1)天窗形式：温室间隔屋脊设置朝东单坡锯齿状天窗。有利于温室内空气流通和温度、湿度的调节，天窗设30目防虫网。

4.2)天窗：窗体为专用铝合金型材。

4.3)天窗开启机构：每扇天窗开启机构有4根φ19铝合金支撑管组成，支撑管一端铰结安装在天窗上，另一端4根支撑管合并为一点铰接安装在推拉杆上，支撑杆随推拉杆的运动而转动，完成天窗开启。

4.4)天窗传动机构：天窗传动机构由电机、传动轴、齿轮齿条、推拉杆、支撑滚轮组成。传动轴为1寸热镀锌管，同电机连接在一起，垂直于桁架方向布置，齿轮固定在传动轴上。支撑滚轮固定在桁架上横梁上，推拉杆（6分热镀锌管）和齿条相连通过支撑滚轮可在桁架

上移动，传动轴的转动由齿轮齿条转变为推拉杆直线运动。

齿条参数：1）模数：4;2）防腐形式：热镀锌;3）长度约：1040mm;4）高度：30mm

电机参数：1）电源：380v，三相，50HZ;2）功率：0.37kw;3）减速比：1：500.

5)温室风机湿帘降温系统

5.1)设计原理

风机湿帘降温系统利用水的蒸发降温原理实现降温目的。降温系统的核心是能让水均匀地淋湿整个降温湿帘墙。空气穿透湿帘介质时，与湿润介质表面进行的水气交换空气的显热转化为汽化潜热，实现对空气的加湿与降温。是目前大型连栋温室内普遍使用的经济有效的降温方式。

湿帘安装在参观通道东、西两侧墙体上，风机安装在温室东、西墙体上。当需要降温时，启动风扇，将温室内的空气强制抽出，造成负压；同时水泵将水打在湿帘墙上。室外空气被负压吸入室内时，以一定的速度从湿帘的缝隙穿过，导致水分蒸发、降温，冷空气流经温室，吸收室内热量后，经风扇排出，从而达到降温目的。

5.2)系统基本配置

5.2.1)湿帘：参观通道东西两侧墙体上距室内地面高约1.8米，安装约1.94m高（含框架尺寸）、100mm厚湿帘，每侧墙体安装湿帘长度约为37m（分成2套）。在维护良好的情况下，使用寿命达5~8年。湿帘采用铝合金框架，不受温差影响而产生变形造成水帘漏水，影响

使用。湿帘外设30目白色尼龙防虫网。

5.2.2)水泵：共4台。6～10m3/台供水量，水泵电机功率1.1kw。

5.2.3)供水装置：4套UPVC管材，ф32mm上水管。

5.2.4)淋水装置：4套UPVC管材，由喷淋管和反水板组成；喷水管径ф25mm，喷水孔径3mm，喷水孔距75mm。

5.2.5)回水装置：4套ф75mmUPVC管材回水管。

5.2.6)循环水池：设置循环水池4个，置于温室每区内靠近水帘处。甲方需将室外达到市政自来水清洁程度的水源引至循环水池。

2.2.7)风机：温室东西两侧墙体上距室内地面高约1.8米高度安装22台大风量轴流风机（每侧墙体安装11台）。风机框架为镀锌钢板压制而成，不锈钢扇叶，从各个方面适应温室内湿热的环境。

风机技术参数：1）外形尺寸(长×宽×厚)约：1400×1400×400mm；2）扇叶直径：1250mm；3）功耗1.1KW/台；4）排风量：40000m3/h。

6）采暖系统

要求甲方室内供暖主管路的出水温度达到90度，回水温度65度。温室内部布置76型高频焊热浸镀锌翅片圆翼散热器，四周及室内水平布置采用手动放气阀。室内温室主管预留室外一米。温室主管采用钢制外覆发泡保温。设计采暖温度为-21℃，室内温度25℃。提升温度为36℃。（采暖设计温度参考实用供暖空调设计手册1993年6月份第一版呼和浩特市Ⅰ型标准。需甲方接入我方主管路供水温度90℃，回水温度65℃，同时甲方供暖设备管路直径为我方主管路的1.2-1.5倍，

要求采暖工作压力为2.5kg≤供水压力≤4kg。）

7）灌溉系统

7.1）设计条件

主管路（带筛网过滤器）及支管路采用PPR管材（主管DN50，支管路DN20），要求甲方进入灌溉主管路水质达到市政自来水洁净程度同时压力2.5kg-3.5kg。

温室每区自南向北第6开间北侧每跨设手动球阀及快速接头，便于单独取水和灌溉。

8）配电系统(控制柜安放在参观通道内)

8.1）本温室接地采用TN-S系统，温室内部N线与PE线分开敷设，在电缆进配电箱处按规范要求接地，接地电阻小于4Ω。

8.2）温室控制箱按照控制对象分别按手动及自动控制。手动时通过面板开关直接操纵接触器来控制。

8.3）每电控箱均配有电子漏电保护单元，灵敏度为30mA，可保证高湿环境下人身安全。

8.4）各电动机均配有过载保护及缺相保护，最大限度减少由电动机损坏而引起的风险。

8.5）按照标准采用线槽和线管布线。

8.6）主要用电设备及电负荷

序号名称配电功率（KW/台）数量1内遮阳电机380v50Hz0.552 2第二层电动保温膜380v50Hz0.552 3外遮阳电机380v50Hz0.552

4顶部天窗电机380v50Hz0.553

5湿帘水泵380v50Hz 1.14

6风机380v50Hz 1.122

8.7）主要材料

温室配置控制柜，安装在参观通道内。包括各种规格的绝缘导线，固定导线用钢丝绳夹、各种规格扎带、PVC穿线槽、绝缘胶布、电缆接头等。所有电线电缆及电控箱内的电器元件均采用温室专用产品。建设方需把主电源线接到温室的控制柜内。

9)太阳能光伏电站

采用并网发电系统为主并增加蓄电池以应对临时停电；光伏组件采用单层玻璃的多晶硅电池板、光伏薄膜。

10)补光系统

温室内设置LED植物生长补光灯系统。

二、设计方案

2.1总平面方案

说明

A)画图比例1000:1

B)种养殖区共占地面积3301.63亩，占地面积2201097.14m2，

C)设施区共3000亩（不含道路绿化），分为两种：

1.养殖区(1500亩，不含道路绿化，分三个区，各为500亩，每500亩建设36个设施大棚，

共为108个设施大棚，每个设施大棚占地面积8亩)

2.种植区(1500亩，不含道路绿化，分三个区，各为500亩，每500亩建设36个设施大棚，

共为108个设施大棚，每个设施大棚占地面积8亩)

D)共修建19（长度1214.7m）+13（长度1812.05m）=32条路

E)设施大棚上面根据要求按光伏板

2.1.1种植区平面布置方案（举例）

说明：项目地区为不规则地段，并非是正方形或长方形，下图为理想状态，主要说明道路、绿化等的部署。

A)画图比例1000:1

B)露天种植区共占地面积96826.34亩，占地面积64551833.06m2，

C)共分12*15=180个区，

D)共修建16（长度7188.2m）+13（长度8980.25m）=29条路

2.2土建设计方案

2.2.1土建工程内容

温室主体结构采用热镀锌管材及型材，保证使用年限25年以上。主体钢结构全部是标准化、工业化生产（包括小的连接件、配件），

提高了温室主体的标准化程度，装配合理，温室整体结构稳定性大大加强。采用热镀锌防腐螺栓和自攻钉联接，无焊点。

温室立柱采用□50×90×3mm（含镀锌层大约厚度，加工工艺：立柱卡件和天沟支座与立柱先焊接后整体浸锌防腐，温室墙体的横梁与立柱采用热镀锌螺栓连接。）矩形管，热镀锌防腐；温室的东、西、北侧墙体均采用□30×50×2mm（含浸锌层大约厚度）热镀锌管材，南墙体采用C40*80*20*2热镀锌C型檩条，脊檩为专用铝合金型材；温室的人字梁及屋檩采用25×40×1.7mm（含浸锌层大约厚度）矩形热镀锌管材；桁架由□40×60×2矩形钢管及φ16圆钢拉结筋组成，加工程序采用先焊接，后整体热镀锌防腐；温室雨槽采用2.0mm厚的热镀锌钢板冷弯罗拉成型（室内单根长度8米多，减少安装结点，增加温室强度及密封性）；屋面拉筋为φ12mm圆钢，热镀锌防腐；联接件采用热镀锌钢板冲压成型，外形美观；紧固件采用高强螺栓、热镀锌螺栓。

门：在温室参观通道南北各设一铝合金推拉门；通道与温室东西两区之间（自北向南第6开间中间处）各设置一套双扇铝合金推拉门。铝合金门尺寸为2.5m×2.4m，玻璃覆盖（其中通道南北两端采用中空玻璃，通道与两区温室间的门采用单玻），设滚轮、导轨，共4套门体。

道路：温室两区中间开间处东西向及参观通道南北向中间处设一条2米宽路（路采用暖沟形式和砼道路相结合）。

接露系统：V字型接露槽设计独特，设计成中间流水，容量相当

于目前其他厂家温室所用的扁平W型接露槽容量的3～4倍，露滴收集量明显增加，不会发生因接露槽侧倾现象而导致露水侧溢的现象；由于高度的增加解决了因安装误差造成的水平方向高低差影响导致的流水不畅（高低可调节），并且使结构稳定性大大加强，更美观、更实用；V字型接露槽具备排水量大的功能，如发生暴雨导致顶部渗漏出的所有积水可基本正常收集排到室内端部；V字型接露槽角度与屋面有很好的切合度，透光率有所增加，相比扁平W型接露槽可以阻挡顶部冷气下行，从而起到保温的作用。

屋面排水：采用室外自由排水，双面找坡坡度为2.5‰。

该接露槽采用冷弯技术生产。

工程建筑用地标高的确定及回填，温室基础的制作，包括四周条形基础和内部独立基础，温室外散水、排水沟和温室内道路、给排水、采暖和用电等管道的开挖和埋设。

2.2.2土建设计说明

1、温室用地的标高由设计方确定，待标高确定后根据土地的实际情况，计算温室内土方的回填或开挖工程量。

2、根据工程用地的土质耐力、地下水位及设计荷载等要求，在避免温室不均匀沉降、防止柱子扭曲和剪切变形条件下，温室四周条形基础采用240mm砖混结构墙体，为增加隔热效果，在基础内侧加50mm 厚聚苯板保温层。温室室内柱采用300×300mm钢筋混凝土独立基础，基础埋深1.20m（暂定，按实际情况取值大于冻土层厚度）。条形基础顶部起500mm短墙，短墙外饰由使用方确定。基础顶部预埋钢板，

与上部钢柱焊接。条形基础及独立基础上预埋件标高按南北单向找坡3‰。

3、本设计地基承载力标准值按fka≥100kPa,施工开槽后必须由甲方、施工单位及当地地质部门一起按有关施工规范验槽，如与设计不符必须通知有关设计人员洽商解决。

2.3钢结构设计方案

2.3.1钢结构设计说明

1、荷载设计依据：温室设计荷载，应满足温室结构和构件在承受最不利的可能的设计荷载组合时，构件中产生的应力不得超过所用允许应力。

2、骨架用材设计：温室主骨架采用国产热镀锌钢管和钢板。

3、生产及安装：所有钢构件均工厂化生产，现场组装。主体结构柱焊装在地基预埋铁件上，除少量配装件外，其它上部结构零部件的连接均采用螺栓或铆钉。

2.4覆盖设计方案

2.4.1覆盖设计说明

覆盖材料牛、羊棚采用晶硅电池，植物大棚采用薄膜跟玻璃、晶硅跟玻璃、薄膜与晶硅，具体根据当地气候光照条件及种植植物光照需求，进行分析及专业设计，分析薄膜透光率，薄膜板间隔距离。

举例如温室屋面及隔断覆盖材料采用全铝结构支撑的5mm浮法玻璃，玻璃透光率在85%以上，铝合金材料为6063T5配合抗老化的三元乙丙橡胶密封。

1、屋面使用专用铝合金窗户，窗规格为2000mm×800mm，单侧推杆开窗，建造实物见下图

2、为增强温室的观赏性，在温室的四周立面采用5mm单层玻璃和专用密封条。

2.5太阳能光伏并网电站设计方案

太光能光伏并网电站设计要根据具体设计方案进行专项设计，在这里仅举例说明此方案是采用并网发电系统；光伏组件采用单层玻璃的晶硅电池板；将光伏组件直接相嵌到铝材里，光伏组件的厚度为4-4.3mm。考虑到此光伏组件没有透光，为了不影响整个温室的种植，所以将其分开铺设，单座温室一共铺设684块，6座温室总铺设4104块单块功率为230Wp,共157320Wp。6座总共943920Wp.

表13太阳能温室日常负载用电情况分析

单座温室可铺设光伏板684块（单层玻璃晶硅片），单块功率230Wp，合计总装机容量157.32kWp。光伏系统采用低压并网形式，并配备60KW的蓄电池以应对临时停电情况，光伏组件所发的电量由

温室内部负荷消耗，多余电量可输送到上级电网；当光伏组件所发电量不够或夜间时，温室用电由市电电网提供。

由于温室光伏板铺设全部朝南，根据当地太阳辐射情况，光伏系统年发电量229.68kWh（平均每天按4小时发电），超过温室自身负荷量。如当地电力部门允许，多出来的电量可向上级电网输送，供园区其他温室使用；如电力部门不允许倒送，则需安装防逆流装置，防止多余的电输送至上级电网。

在设计中进行结构安全性计算、光照阴影分析、大棚经济性分析、投资分析、光伏发电监控系统设计、光伏发电并网设计等。

2.5.1光伏农业大棚建设的几种形式

常用光伏大棚组件有双玻晶硅透光组件和双玻薄膜组件两种：

1)晶硅透光组件

双玻晶硅透光组件在农业大棚应用中与其在地面电站的作用相似，低成本高发电量，但也要根据当地的日照条件而定，但其对植物生长没有任何帮助。

2)薄膜组件

薄膜组件的弱光性较好，在阴雨天的发电能力相对较强，而且从其光谱透过率上来看能隔离紫外线等有害光线，同时又能透过对植物生长有利的红蓝光线对植物的光合作用和光周期效应有显著效果。目前的光伏薄膜组件透光率为0%~50%，

具体介绍如下:太阳光入射到地球表面包括紫外线、可见光及红外线，紫外线占7% (改变植物物质结构、具有破坏性)，可见光占71%