[發明專利]能源獨立型氫能發電系統一體型智能農場

在審

• 申請號: 202110893133.6
• 申請日: 2021-08-04
• 公開（公告）號: CN115705030A
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 權純杓
• 申請（專利權）人: 科瓦特奎夫有限責任公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;C02F9/00;C25B1/04;G01D21/02;H01M8/04;H01M8/22
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 周銳;祝春曉

本發明公開一種能源獨立型氫能發電一體型智能農場的管理系統及方法。本發明提出的能源獨立型氫能發電一體型智能農場的管理系統包括：能源獨立型氫能發電部，對取水后得到的用水進行凈水處理并通過水電解生成清潔氫，利用所生成的清潔氫并通過燃料電池生成并儲存能源；以及栽培環境控制部，通過從能源獨立型氫能發電部接收用于驅動多個傳感器及攝像頭的能源來控制栽培農作物所需環境。

技術領域

本發明涉及一種能源獨立型氫能發電系統一體型智能農場。

背景技術

在因農村人口的持續減少及高齡化而導致農戶的收入停滯不前的時間點上，用于將與第四次工業革命相關的技術應用到農業的各種研究正在積極開展。因此，隨著用于提高農業成產力的嘗試正積極開展，智能農場也變得活躍。智能農場通過物聯網、大數據、人工智能等技術來適當維護并管理農作物的生長環境，由于可通過個人計算機或智能手機等遠程自動管理，因此，可提高生產效率和便利性。但是，由于當前所有智能農場只能直接使用從發電廠供給的電力，因此，具有無法在電力供給存在限制的場所使用的問題。

發明內容

技術問題

本發明要實現的技術目的在于，提供如下的能源獨立型氫能發電系統一體型智能農場，即，在設置及運營提高農業生產力并增加農戶收入的智能農場的過程中能夠克服只能從發電廠接收供電的地域限制。

技術方案

根據一實施方式，本發明提出的能源獨立型氫能發電一體型智能農場的管理系統包括：能源獨立型氫能發電部，對取水后得到的用水進行凈水處理并通過水電解生成清潔氫，利用所生成的清潔氫并通過燃料電池生成并儲存能源；以及栽培環境控制部，通過從能源獨立型氫能發電部接收用于驅動多個傳感器及攝像頭的能源來控制栽培農作物所需環境。

能源獨立型氫能發電部包括：取水及高級凈水部，將取水后得到的用水儲存在儲水箱，通過去除沉淀物來進行凈水處理；太陽能水電解部，經過凈水處理的用水向其流入，利用由太陽能集熱板產生的能源并通過水電解生成氫，在對所生成的氫進行純化后儲存；以及能源生產和儲存部，所儲存的氫向其注入，利用由太陽能集熱板產生的能源并通過燃料電池生成能源，將所生成的能源儲存在能源儲存裝置，所儲存的能源還用于向太陽能水電解部供電。

栽培環境控制部通過包括溫濕度傳感器、土壤信息傳感器、培養液信息傳感器、二氧化碳(CO₂)信息傳感器、灌水控制傳感器在內的多個傳感器和攝像頭監控栽培環境，基于監控到的栽培環境來控制栽培農作物所需的智能農場的環境。

能源獨立型氫能發電部及栽培環境控制部通過移動終端或網絡進行監控，基于監控結果執行包括用水供給、儲水箱水位調節、用于水電解的電解質濃度調節、栽培環境的溫濕度調節、土壤成分管理、培養液供給和調節、二氧化碳濃度調節及灌水控制在內的遠程機械控制，將增加能源生產和儲存部的使用壽命，當燃料電池的水電解運行中斷或自身電力產生中斷時，可通過外部電力流入來執行遠程電力控制。

能源生產和儲存部利用由太陽能集熱板產生的能源并通過燃料電池將氫轉化為能源，通過回收剩余氫來使其經過氫純化裝置重新注入到燃料電池，燃料電池具有由多個燃料電池并聯連接的雙引擎結構，為了提高能源儲存裝置的使用壽命，具有充放電切換結構。

根據另一實施方式，本發明提出的能源獨立型氫能發電一體型智能農場的管理方法包括如下的步驟：通過能源獨立型氫能發電部對取水后得到的用水進行凈水處理并通過水電解生成清潔氫以及利用所生成的清潔氫并通過燃料電池生成并儲存能源；以及通過栽培環境控制部從能源獨立型氫能發電部接收用于驅動多個傳感器及攝像頭的能源來控制栽培農作物所需環境。

發明的效果