[发明专利]一种岩溶区光伏电站场区土壤微环境监测预测系统和应用

权利要求书

1.一种岩溶区光伏电站场区土壤微环境监测预测系统，包括：

安装在岩溶区光伏电站场区中心的光伏场区监测系统(A)；以及

距岩溶区光伏电站场区边缘100m处平坦、无遮挡、无人类活动干扰区的光伏场外监测系统(B)；

该光伏场区监测系统(A)和光伏场外监测系统(B)包括：

支撑模块；

环境监测模块；

数据采集存储模块；

供能模块；以及

土壤生物学表征模块；

支撑模块包括：

安装在光伏组件行间中轴线上的场区支撑模块(A1)，高度高于光伏组件最高边缘1m；以及

场外支撑模块(B1)，高度高出地面3m；

环境监测模块包括：

场区环境监测模块(A2)；以及

场外环境监测模块(B2)；

数据采集存储模块包括：

场区数据采集存储模块(A3)、场外数据采集存储模块(B3)分别安装在场区支撑模块(A1)、场外支撑模块(B1)上；

供能模块包括：

场区供能模块(A4)和场外供能模块(B4)；

其中：土壤生物学表征模块通过对与环境监测模块所对应的临近点位和相同深度进行多时间尺度的土壤新鲜样品采集，实验室化验土壤生物学表征参数，建立光伏场区异质性土壤生物学表征指标与土壤连续自动监测环境特征的关系模型。

2.根据权利要求1所述监测预测系统，其中：

所述环境监测模块包括：数据传感器和数据传输线，数据传感器埋设在土壤层中，用于监测土壤温度、湿度、盐分、热通量数据，通过数据传输线传输数据至数据采集存储组件；

所述数据采集存储模块包括：保护壳体(31)、信号处理组件(32)、计算存储组件(33)、无线通讯组件(34)、在线存储云平台，通过数据传输线与环境监测模块进行数据通讯，通过无线通讯组件将数据上传至在线存储云平台；

所述供能模块包括：太阳能组件(41)和蓄电池(42)，太阳能组件安装在所述支撑模块(A1、B1)顶部，蓄电池安装在所述数据采集存储模块的保护壳体内，通过输电线(43)连接，为环境监测模块、数据采集存储模块提供工作电源。

3.根据权利要求2所述监测预测系统，其中：

所述数据传感器包括：

土壤温度传感器(21)、土壤湿度传感器(22)、土壤盐分传感器(23)以及土壤热通量传感器(24)；

土壤温度传感器(21)、土壤湿度传感器(22)、土壤盐分传感器(23)，按照“5×3”的“水平点位数量×垂向点位数量”梯度监测空间布局；

土壤热通量传感器(24)，按照“5×1”的“水平点位数量×垂向点位数量”梯度监测空间布局。

4.根据权利要求3所述监测预测系统，其中：

所述“5×3”的“水平点位数量×垂向点位数量”梯度监测空间布局为：

水平点位数量5包括：光伏组件行间中轴线和组件前檐、后檐、中垂线位置，以及场外监测系统点位；

垂向点位数量3按照表土层、心土层、底土层深度灵活布设；通过数据传输线与数据采集存储模块连接。

5.根据权利要求3所述监测预测系统，其中：

所述“5×1”的“水平点位数量×垂向点位数量”梯度监测空间布局为：

水平点位数量5包括：光伏组件行间中轴线和组件前檐、后檐、中垂线位置，以及场外监测系统点位；

垂向点位数量1布设在表土层中的耕作层内；通过数据传输线与数据采集存储模块(3)连接。

6.根据权利要求1所述监测预测系统，其中：

所述土壤生物学表征模块包括：

土壤新鲜样品采集空间布局(51)、土壤新鲜样品采集时间设定(52)、土壤生物学表征指标监测(53)以及土壤生物学表征指标预测(54)；

土壤新鲜样品采集空间布局(51)，按照“5×3”的“水平点位数量×垂向点位数量”梯度监测空间布局；

土壤生物学表征指标预测(54)，绘制土壤生物学表征指标时空动态曲线，与环境监测模块和数据采集存储模块所获得的数据进行拟合，预测土壤生物学表征时空分异规律。