โรงเรือนเกษตรรูปแบบใหม่

คำนิยาม

เรือนกระจก หรือที่รู้จักกันในชื่อเรือนกระจก คือโรงเรือนที่สามารถส่งผ่านแสง เก็บความอบอุ่น (หรือความร้อน) และใช้สำหรับเพาะปลูกพืช ในฤดูกาลที่พืชไม่เจริญเติบโต โรงเรือนนี้สามารถให้ระยะเวลาการเจริญเติบโตและเพิ่มผลผลิตได้ นิยมใช้สำหรับการเพาะพันธุ์พืชหรือเพาะต้นกล้าพืชผัก ดอกไม้ ป่าไม้ และอื่นๆ ที่ต้องการอุณหภูมิต่ำ เรือนกระจกสามารถทำงานอัตโนมัติแบบไร้คนควบคุม ควบคุมสภาพแวดล้อมภายในโรงเรือนโดยอัตโนมัติ และรับประกันการเจริญเติบโตของพืชผลเชิงพาณิชย์ ข้อมูลที่รวบรวมจากคอมพิวเตอร์สามารถแสดงผลและนับจำนวนได้อย่างแม่นยำ สามารถควบคุมอัตโนมัติให้เข้ากับสภาพแวดล้อมการเพาะปลูกที่ทันสมัยได้

พิมพ์

เรือนกระจกมีหลายประเภท ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็นสี่ประเภทตามวัสดุโครงหลังคา วัสดุให้แสงสว่าง รูปทรง และสภาวะความร้อนที่แตกต่างกัน

1. โรงเรือนพลาสติก

เรือนกระจกพลาสติกแบบหลายช่วงขนาดใหญ่เป็นเรือนกระจกประเภทหนึ่งที่ปรากฏขึ้นในช่วงสิบปีที่ผ่านมาและได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว เมื่อเทียบกับเรือนกระจกกระจกแล้ว เรือนกระจกชนิดนี้มีข้อดีคือน้ำหนักเบา ใช้วัสดุโครงสร้างน้อยกว่า อัตราการบังแดดของชิ้นส่วนโครงสร้างต่ำ ต้นทุนต่ำ อายุการใช้งานยาวนาน ฯลฯ ความสามารถในการควบคุมสภาพแวดล้อมโดยพื้นฐานแล้วคือ

สามารถเข้าถึงระดับเดียวกับเรือนกระจกได้ และการยอมรับจากผู้ใช้เรือนกระจกพลาสติกนั้นสูงกว่าเรือนกระจกกระจกทั่วโลกมาก และได้กลายเป็นกระแสหลักของการพัฒนาเรือนกระจกสมัยใหม่

2. เรือนกระจก

เรือนกระจกแบบกระจกคือเรือนกระจกที่มีกระจกเป็นวัสดุคลุมโปร่งใส ในการออกแบบฐานราก นอกจากจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความแข็งแรงแล้ว ควรมีความมั่นคงแข็งแรงเพียงพอและทนต่อการทรุดตัวที่ไม่เรียบ ฐานรากที่เชื่อมต่อกับส่วนรองรับระหว่างเสาควรมีความสามารถในการส่งผ่านแรงในแนวนอนและเสถียรภาพของพื้นที่เพียงพอ ฐานรากของเรือนกระจกควรอยู่ต่ำกว่าชั้นดินเยือกแข็ง และเรือนกระจกที่ให้ความร้อนสามารถพิจารณาอิทธิพลของความร้อนที่มีต่อความลึกของการเยือกแข็งของฐานรากตามสภาพภูมิอากาศและสภาพดิน ควรมีฐานรากที่เป็นอิสระ มักใช้คอนกรีตเสริมเหล็ก ฐานรากแบบแผ่น มักใช้โครงสร้างก่ออิฐ (อิฐ หิน) และการก่อสร้างยังดำเนินการโดยใช้การก่ออิฐในสถานที่ มักใช้คานวงแหวนคอนกรีตเสริมเหล็กติดตั้งบนฐานรากเพื่อติดตั้งชิ้นส่วนฝังตัวและเพิ่มความแข็งแรงของฐานราก เรือนกระจก โครงการเรือนกระจก ผู้ผลิตโครงเรือนกระจก

สาม โรงเรือนพลังงานแสงอาทิตย์

ส่วนทางลาดด้านหน้าถูกปกคลุมด้วยฉนวนกันความร้อนในเวลากลางคืน ส่วนทางทิศตะวันออก ตะวันตก และเหนือเป็นโรงเรือนพลาสติกแบบลาดเอียงเดี่ยวที่มีผนังล้อมรอบ ซึ่งเรียกรวมกันว่าโรงเรือนพลังงานแสงอาทิตย์ ต้นแบบของโรงเรือนนี้คือโรงเรือนกระจกแบบลาดเอียงเดี่ยว วัสดุคลุมแบบโปร่งใสของส่วนลาดด้านหน้าถูกแทนที่ด้วยฟิล์มพลาสติกแทนกระจก ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นโรงเรือนพลังงานแสงอาทิตย์ในยุคแรก โรงเรือนพลังงานแสงอาทิตย์นี้มีคุณสมบัติเด่นคือการเก็บรักษาความร้อนได้ดี การลงทุนต่ำ และประหยัดพลังงาน ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในพื้นที่ชนบทที่ด้อยพัฒนาทางเศรษฐกิจของประเทศ ในแง่หนึ่ง รังสีดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานสำคัญในการรักษาอุณหภูมิของโรงเรือนพลังงานแสงอาทิตย์หรือการรักษาสมดุลความร้อน ในอีกแง่หนึ่ง รังสีดวงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดแสงสำหรับการสังเคราะห์แสงของพืชผล การเก็บรักษาความร้อนของโรงเรือนพลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วยสองส่วน คือ โครงสร้างที่ปิดล้อมเก็บความร้อนและผ้าคลุมเก็บความร้อนแบบเคลื่อนย้ายได้ วัสดุฉนวนกันความร้อนที่ส่วนลาดด้านหน้าควรทำจากวัสดุที่มีความยืดหยุ่น เพื่อให้สามารถเก็บได้ง่ายหลังพระอาทิตย์ขึ้นและเก็บได้หลังพระอาทิตย์ตก การวิจัยและพัฒนาวัสดุฉนวนหลังคาหน้าใหม่ส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่ข้อกำหนดของการใช้งานด้วยเครื่องจักรที่ง่าย ราคาถูก น้ำหนักเบา ทนทานต่อการเสื่อมสภาพ กันน้ำ และตัวบ่งชี้อื่นๆ

สี่ โรงเรือนพลาสติก

โรงเรือนพลาสติกสามารถใช้พลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างเต็มที่ มีผลการรักษาความร้อนในระดับหนึ่ง และควบคุมอุณหภูมิและความชื้นในโรงเรือนให้อยู่ในช่วงที่กำหนดโดยการม้วนฟิล์ม

โรงเรือนพลาสติกในภาคเหนือ: มีบทบาทหลักในการเพาะปลูกพืชให้ความอบอุ่นในช่วงต้นฤดูใบไม้ผลิและปลายฤดูใบไม้ร่วง การปลูกพืชชนิดนี้อาจเร็วขึ้น 30-50 วันในฤดูใบไม้ผลิ และช้าลง 20-25 วันในฤดูใบไม้ร่วง ไม่อนุญาตให้ปลูกพืชในช่วงฤดูหนาว ภาคใต้: นอกจากการเก็บความร้อนของผักและดอกไม้ในฤดูหนาวและฤดูใบไม้ผลิแล้ว การปลูกพืชแบบใบยังสามารถนำมาใช้แทนร่มเงาได้อีกด้วย ซึ่งสามารถใช้สำหรับบังแดดและระบายความร้อน ป้องกันฝน ลม และลูกเห็บในฤดูร้อนและฤดูใบไม้ร่วง คุณสมบัติของโรงเรือนพลาสติก: ก่อสร้างง่าย ใช้งานง่าย ลงทุนน้อย เป็นโรงเรือนเพาะปลูกแบบป้องกันที่ใช้งานง่าย ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมพลาสติก โรงเรือนพลาสติกจึงได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากหลายประเทศทั่วโลก

อุปกรณ์หลัก

อุปกรณ์เพาะปลูกในโรงเรือนในร่ม ประกอบด้วย รางปลูก ระบบน้ำประปา ระบบควบคุมอุณหภูมิ ระบบไฟเสริม และระบบควบคุมความชื้น รางปลูกติดตั้งไว้ที่ด้านล่างของหน้าต่างหรือทำเป็นฉากสำหรับปลูกพืช ระบบจ่ายน้ำจะจ่ายน้ำโดยอัตโนมัติในปริมาณที่เหมาะสมและตรงเวลา ระบบควบคุมอุณหภูมิประกอบด้วยพัดลมดูดอากาศ พัดลมระบายอากาศ เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ และกล่องควบคุมระบบอุณหภูมิคงที่เพื่อปรับอุณหภูมิตามเวลา ระบบไฟเสริมประกอบด้วยไฟสำหรับปลูกพืชและตัวสะท้อนแสง ติดตั้งรอบรางปลูก ให้แสงสว่างเมื่อไม่มีแสงธรรมชาติ ช่วยให้พืชสามารถสังเคราะห์แสงได้ และการหักเหของแสงทำให้เกิดภูมิทัศน์ที่สวยงาม ระบบควบคุมความชื้นทำงานร่วมกับพัดลมดูดอากาศเพื่อปรับความชื้นและลดอุณหภูมิภายในอาคาร

ผลงาน

เรือนกระจกมีหน้าที่หลัก 3 ประการหลักๆ คือ การส่งผ่านแสง การเก็บรักษาความร้อน และความทนทาน

การประยุกต์ใช้โรงเรือน

เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (ขยาย)

ในความเป็นจริง เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (Internet of Things) คือการรวบรวมและประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการรับรู้ที่หลากหลาย เทคโนโลยีเครือข่ายสมัยใหม่ ปัญญาประดิษฐ์ และเทคโนโลยีอัตโนมัติ ในสภาพแวดล้อมเรือนกระจก เรือนกระจกเพียงแห่งเดียวสามารถใช้เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (Internet of Things) เพื่อเป็นพื้นที่ควบคุมการวัดของเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย โดยใช้โหนดและโหนดเซ็นเซอร์ต่างๆ ที่มีตัวกระตุ้นแบบง่ายๆ เช่น พัดลม มอเตอร์แรงดันต่ำ วาล์ว และอุปกรณ์อื่นๆ ที่ใช้กระแสไฟฟ้าต่ำ องค์กรนี้สร้างเครือข่ายไร้สายเพื่อวัดความชื้นของสารตั้งต้น องค์ประกอบ ค่า pH อุณหภูมิ ความชื้นในอากาศ ความดันอากาศ ความเข้มแสง ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ ฯลฯ จากนั้นวิเคราะห์แบบจำลองเพื่อควบคุมสภาพแวดล้อมของเรือนกระจก ควบคุมการชลประทานและการใส่ปุ๋ยโดยอัตโนมัติ เพื่อให้ได้สภาวะการเจริญเติบโตของพืช

สำหรับสวนเกษตรที่มีเรือนกระจก อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) ยังสามารถตรวจจับและควบคุมข้อมูลอัตโนมัติได้ ด้วยการติดตั้งโหนดเซ็นเซอร์ไร้สาย โหนดเซ็นเซอร์ไร้สายแต่ละตัวจึงสามารถตรวจสอบพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมต่างๆ ได้ การรับข้อมูลที่ส่งมาจากโหนดคอนเวอร์เจนซ์เซ็นเซอร์ไร้สาย การบันทึก การแสดงผล และการจัดการข้อมูล ช่วยให้สามารถรวบรวม จัดการ วิเคราะห์ และประมวลผลข้อมูลของจุดทดสอบพื้นฐานทั้งหมดได้ และสามารถแสดงข้อมูลเหล่านี้ให้ผู้ใช้ในเรือนกระจกแต่ละหลังเห็นในรูปแบบกราฟและเส้นโค้งที่เข้าใจง่าย ขณะเดียวกัน ยังมีการส่งข้อมูลสัญญาณเตือนด้วยเสียงและแสง รวมถึงข้อมูลสัญญาณเตือน SMS ที่หลากหลายตามความต้องการของต้นไม้ที่ปลูก เพื่อให้การจัดการเรือนกระจกจากระยะไกลเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพและเชื่อมโยงเครือข่าย

นอกจากนี้ เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (Internet of Things) ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับกระบวนการผลิตเรือนกระจกได้หลากหลายขั้นตอน เมื่อเรือนกระจกพร้อมสำหรับการผลิต การติดตั้งเซ็นเซอร์ต่างๆ ภายในเรือนกระจกจะช่วยให้สามารถวิเคราะห์ข้อมูลสภาพแวดล้อมภายในเรือนกระจกแบบเรียลไทม์ เพื่อเลือกพันธุ์พืชที่เหมาะสมกับการเพาะปลูกได้ดียิ่งขึ้น ในขั้นตอนการผลิต ผู้ปฏิบัติงานสามารถใช้เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (Internet of Things) เพื่อเก็บข้อมูลอุณหภูมิภายในเรือนกระจก เช่น ความชื้น เป็นต้น เพื่อการจัดการที่ดียิ่งขึ้น ยกตัวอย่างเช่น สามารถควบคุมเวลาเปิด-ปิดของตาข่ายบังแดดด้วยเซ็นเซอร์โดยอ้างอิงจากข้อมูลอุณหภูมิและแสงในเรือนกระจก และสามารถปรับเวลาเริ่มต้นของระบบทำความร้อนตามข้อมูลอุณหภูมิที่รวบรวมได้ หลังจากเก็บเกี่ยวผลผลิตแล้ว ข้อมูลที่รวบรวมได้จากอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งยังสามารถนำไปใช้วิเคราะห์ประสิทธิภาพและปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมของพืชในแต่ละขั้นตอน และนำข้อมูลเหล่านี้ไปใช้ในการผลิตรอบต่อไป เพื่อให้การจัดการแม่นยำยิ่งขึ้นและได้ผลผลิตที่ดีขึ้น

หลักการทำงาน

โรงเรือนใช้วัสดุคลุมแบบโปร่งใสและอุปกรณ์ควบคุมสภาพแวดล้อมเพื่อสร้างภูมิอากาศเฉพาะพื้นที่ และสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกพิเศษที่เอื้อต่อการเจริญเติบโตและพัฒนาการของพืช บทบาทของโรงเรือนคือการสร้างสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตและพัฒนาการของพืช เพื่อให้เกิดผลผลิตที่มีประสิทธิภาพ รังสีดวงอาทิตย์ซึ่งมีรังสีคลื่นสั้นเป็นส่วนใหญ่ จะเข้าสู่โรงเรือนผ่านวัสดุโปร่งใสของโรงเรือน โรงเรือนจะเพิ่มอุณหภูมิพื้นดินและอุณหภูมิภายในอาคาร แล้วแปลงเป็นรังสีคลื่นยาว

รังสีคลื่นยาวถูกปิดกั้นโดยวัสดุคลุมภายในเรือนกระจก ทำให้เกิดการสะสมความร้อนภายในอาคาร การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิห้องนี้เรียกว่า “ปรากฏการณ์เรือนกระจก” เรือนกระจกใช้ “ปรากฏการณ์เรือนกระจก” เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการเพาะปลูกพืชผล และสร้างสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตของพืชผลในช่วงฤดูที่พืชผลไม่เหมาะสมสำหรับการปลูกกลางแจ้ง โดยการปรับอุณหภูมิภายในอาคาร ซึ่งจะช่วยเพิ่มผลผลิตของพืชผล

ปัญหาการวางแนวและตำแหน่ง

ควรปลูกให้เกินชั้นน้ำแข็ง การออกแบบพื้นฐานของเรือนกระจกขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางธรณีวิทยาและสภาพภูมิอากาศในพื้นที่นั้นๆ ฐานรากค่อนข้างลึกในพื้นที่หนาวเย็นและพื้นที่ดินร่วน

การเลือกพื้นที่ควรราบเรียบที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การเลือกพื้นที่ของโรงเรือนปลูกพืชมีความสำคัญอย่างยิ่ง ระดับน้ำใต้ดินไม่ควรสูงเกินไป หลีกเลี่ยงภูเขาสูงและอาคารที่บดบังแสง และสำหรับผู้ใช้งานในการปลูกพืชและเพาะพันธุ์พืช ไม่ควรสร้างโรงเรือนในพื้นที่ที่มีมลพิษ นอกจากนี้ พื้นที่ที่มีลมมรสุมแรงควรพิจารณาถึงความต้านทานลมของโรงเรือนที่เลือก ความต้านทานลมของโรงเรือนปลูกพืชทั่วไปควรสูงกว่าระดับ 8

การวางแนวของเรือนกระจกมีอิทธิพลอย่างมากต่อความสามารถในการกักเก็บความร้อนในเรือนกระจกสำหรับเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ จากประสบการณ์พบว่า เรือนกระจกทางทิศใต้ควรหันหน้าไปทางทิศตะวันตก ซึ่งจะช่วยให้เรือนกระจกสะสมความร้อนได้มากขึ้น หากสร้างเรือนกระจกหลายหลัง ระยะห่างระหว่างเรือนกระจกไม่ควรน้อยกว่าความกว้างของเรือนกระจกหลังเดียว

การวางแนวของเรือนกระจกหมายความว่าส่วนหัวของเรือนกระจกจะอยู่ทางทิศเหนือและทิศใต้ตามลำดับ การวางแนวนี้ช่วยให้พืชผลในเรือนกระจกกระจายตัวได้อย่างสม่ำเสมอ

วัสดุผนังของโรงเรือนสามารถใช้งานได้ตราบใดที่มีคุณสมบัติในการเก็บความร้อนและกักเก็บความร้อนที่ดี ผนังด้านในของโรงเรือนที่กล่าวถึงนี้ต้องมีหน้าที่ในการกักเก็บความร้อน และผนังก่ออิฐของโรงเรือนพลังงานแสงอาทิตย์ต้องปรับให้เหมาะสมกับสภาพพื้นที่ เพื่อกักเก็บความร้อน ความร้อนนี้จะถูกปล่อยออกมาในเวลากลางคืนเพื่อรักษาสมดุลอุณหภูมิในโรงเรือน ผนังอิฐ ผนังปูนฉาบ และผนังดิน ล้วนมีความสามารถในการกักเก็บความร้อน โดยทั่วไปแล้วควรใช้โครงสร้างอิฐและคอนกรีตสำหรับผนังโรงเรือน