دفيئة شمسية مدمجة على شكل قوس ذات امتداد واحد

1. الملخص التنفيذي للصوبة الزجاجية الشمسية المدمجة، والصوبة الزجاجية الشمسية ذات الامتداد الواحد، والصوبة الزجاجية الشمسية على شكل قوس

تُمثل الدفيئة الشمسية المدمجة ذات الإطار الواحد، والمُصممة على شكل قوس، نقلة نوعية في مجال الزراعة المحمية على نطاق صغير، إذ تجمع بين كفاءة المساحة والأداء الحراري المتفوق والمرونة الهيكلية في تصميم اقتصادي. صُممت هذه الدفيئة للمزارعين التجاريين ومؤسسات البحث والهواة، حيث تُحقق 90% من وظائف الهياكل الأكبر حجمًا في 60% فقط من مساحتها.

وتشمل الابتكارات الرئيسية ما يلي:

• هندسة القوس المتقدمة لتحسين التقاط الضوء وتساقط الثلوج

• أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية المتكاملة تقلل متطلبات التدفئة بنسبة 65%

• البناء المعياري الذي يتيح النشر والتوسع السريع

• التوافق المناخي الذكي لتطبيقات الزراعة الدقيقة

2. التصميم المعماري والهندسة من الدفيئة الشمسية المدمجة والدفيئة الشمسية ذات الامتداد الواحد والدفيئة الشمسية على شكل قوس

2.1 الهندسة البنيوية

• إطار مقوس بدقة (ملف نصف دائري بزاوية 180 درجة)

• يقلل من العناصر الهيكلية مع زيادة الحجم الداخلي إلى أقصى حد

• معامل الديناميكية الهوائية (قرص مضغوط) البالغ 0.32 يقلل من أحمال الرياح

• تصميم ذو امتداد واحد (بدون دعامات داخلية)

• أقصى مساحة زراعة قابلة للاستخدام

• الوصول إلى الميكنة المبسطة

2.2 مواصفات الأبعاد

2.3 علم المواد

• الإطار: فولاذ مجلفن بسمك 1.5 مم (G550، طلاء Z275)

• الكسوة: بولي كربونات مقاوم للأشعة فوق البنفسجية بسمك 8 مم (ضمان لمدة 10 سنوات)

• الأساس: نظام المسمار الأرضي (تركيب يستغرق 3 ساعات)

3. أنظمة أداء الطاقة الشمسية من الدفيئة الشمسية المدمجة والدفيئة الشمسية ذات الامتداد الواحد والدفيئة الشمسية على شكل قوس

3.1 تحسين الإضاءة

• نفاذية 94% من بار من خلال الزجاج المطلي بالنانو

• انتشار الضوء 70% (تقليل تظليل النبات)

• طلاء أرضي عاكس (92% بياض) يعزز الإضاءة تحت الأوراق

3.2 الإدارة الحرارية

• الأنظمة النشطة:

• تخزين المياه الحرارية الشمسية بسعة 200 لتر (سعة حرارية 2.1 كيلو واط)

• أنابيب تدوير الهواء تحت الأرض (غاز ثاني أكسيد الكربون) (قطر 40 سم)

• الأنظمة السلبية:

• ألواح مواد تغيير الطور (نقطة انتقال 18 درجة مئوية)

• عزل مزدوج الطبقات قابل للسحب (قيمة R 3.4)

3.3 توازن الطاقة

4. الأداء الهيكلي من الدفيئة الشمسية المدمجة والدفيئة الشمسية ذات الامتداد الواحد والدفيئة الشمسية على شكل قوس

4.1 سعة التحميل

• حمل الثلوج: 50 كجم/م² (التصميم)، 75 كجم/م² (الحد الأقصى)

• مقاومة الرياح: 120 كم/ساعة (33م/ثانية) مستمرة

• الزلازل: متوافق مع المنطقة 4 (اي بي سي 2018)

4.2 مقاييس المتانة

• مقاومة التآكل: اختبار رش الملح لمدة 5000 ساعة

• مقاومة الصدمات: تتحمل 25 مم من البرد بسرعة 30 مترًا في الثانية

• عمر الخدمة: 20+ سنة (هيكلية)، 12 سنة (كسوة)

5. أنظمة التحكم في المناخ 

من الدفيئة الشمسية المدمجة والدفيئة الشمسية ذات الامتداد الواحد والدفيئة الشمسية على شكل قوس

5.1 التهوية  من الدفيئة الشمسية المدمجة والدفيئة الشمسية ذات الامتداد الواحد والدفيئة الشمسية على شكل قوس

• فتحات تهوية السقف الأوتوماتيكية (30% من مساحة الأرضية)

• فتحات جانبية مزودة بشبكات حشرات

• مراوح شفط تعمل بالطاقة الشمسية (سعة 200 متر مكعب/ساعة)

5.2 الأنظمة التكميلية

• إضاءة قاد المتداخلة (150 ميكرومول/م²/ثانية بي بي إف دي)

• إثراء ثاني أكسيد الكربون (التحكم 800-1200 جزء في المليون)

• الري بالتنقيط مع تغذية الرطوبة

6. الأداء الزراعي

6.1 بيانات تجارب المحاصيل

6.2 استخدام المساحة

• الأنظمة الرأسية: ما يعادل 3.2 متر مربع/متر مربع من الأرضية

• المقاعد المتنقلة: 85% من المساحة القابلة للاستخدام

• كفاءة الممر: الحد الأدنى للعرض 0.5 متر

7. التركيب والصيانة

7.1 الجدول الزمني للبناء

1. إعداد الموقع: 4 ساعات (التصنيف + العلامات)

2. الأساس: 3 ساعات (أكوام المسمار)

3. تركيب الإطار: 6 ساعات (طاقم مكون من شخصين)

4. الكسوة: 4 ساعات

5. تركيب الأنظمة: 8 ساعات

7.2 بروتوكول الصيانة

• يوميًا: التحقق من الأنظمة الآلية

• أسبوعيًا: تنظيف الأسطح الزجاجية

• شهريًا: تشحيم الأجزاء المتحركة

• سنوي: التفتيش الهيكلي

8. التحليل الاقتصادي

8.1 هيكل التكلفة

8.2 حساب عائد الاستثمار

• الاستثمار الأولي: 85 دولارًا أمريكيًا/م²

• المدخرات السنوية: $28\mathrm{/}{�}^2(������)+$+35/م² (العائد)

• فترة الاسترداد: 2.3 سنة (الخس التجاري)

9. دراسات الحالة

9.1 تركيب المزرعة الحضرية (تورنتو)

• التكوين: 6×4م (24م²)

• الإنتاج: 1.2 طن/سنة من الخضار الورقية

• استقلالية الطاقة: تم تحقيق 92٪

9.2 محطة الأبحاث (النرويج)

• الأداء الشتوي: -25 درجة مئوية خارجيًا، +8 درجة مئوية داخليًا

• نفاذية الضوء: 88% عند ارتفاع 15 درجة عن سطح الشمس

•