北方光伏日光温室温湿度动态仿真模型构建与验证

摘要

光伏铺设方式会引起日光温室内温湿度等环境因素的变化，进而影响作物的生长。搭建光伏日光温室温湿度模型，以模拟不同光伏铺设方式下日光温室内温湿度的动态变化。采用上半铺、棋盘铺、全铺等三种铺设方式将光伏组件安装在日光温室南坡，采用能量平衡和质量平衡原理建立温湿度数学模型，使用Matlab/Simulink构建温湿度逐时动态仿真模型，采用实测数据对仿真模型进行验证，并分析讨论了光伏铺设方式对室内温湿度的影响。冬至日温室四个区域温湿度仿真的MAPE最大值为1.297%、平均值为1.16%,RMSE最大值分别为0.618℃、1.75%;30日温湿度MAPE最大值为1.176%、平均值为0.92%,30日温室四个区域温湿度仿真的RMSE最大值分别为0.171℃、1.882%。结果表明，构建的温湿度逐时动态仿真模型可较为全面、精确地反映光伏不同铺设方式下的日光温室内环境。光伏铺设面积越大温室内温度越低，光伏铺设对温室内相对湿度影响并不明显。三种光伏铺设方式中，上半铺方式可获得更高的温室内平均温度。研究可为温室内温湿度环境调控、光伏铺设方式选择和温室设计建造提供理论指导。

关键词

光伏铺设方式 / 日光温室 / 温湿度模型 / 环境调控

基金资助

河北省教育厅科学技术研究项目（KY2021020,KY2021118）