一種太陽(yáng)能光伏揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種太陽(yáng)能光伏揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)，包括將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的太陽(yáng)能光伏陣列，所述太陽(yáng)能光伏陣列與雙向變換器電連接，所述的太陽(yáng)能光伏陣列與雙向變換器之間設(shè)有第一切換開(kāi)關(guān)Kl，所述雙向變換器分別通過(guò)第二切換開(kāi)關(guān)K2與蓄電池電連接、通過(guò)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)K3與電網(wǎng)電連接；所述雙向變換器還連接有揚(yáng)水泵，所述揚(yáng)水泵分別與蓄水池以及水源例如水井通過(guò)水管相連；所述蓄水池設(shè)有液位計(jì)，所述蓄水池通過(guò)電磁閥與滴灌管道相連；本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：在蓄水池中無(wú)水且并網(wǎng)中沒(méi)有供電的情況下，也能通過(guò)蓄電池供電實(shí)現(xiàn)灌溉，保證灌溉設(shè)備的常規(guī)化運(yùn)行，顯著節(jié)省了水資源，提高了滴灌效率，采用無(wú)線控制，減少了布線，使用方便，且操作簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】一種太陽(yáng)能光伏揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種揚(yáng)水灌溉設(shè)備，具體地說(shuō)是一種太陽(yáng)能光伏揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)，屬于揚(yáng)水灌溉設(shè)備領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]以往田間滴灌所需的電力均采用的是交流電。存在電網(wǎng)架設(shè)、維護(hù)費(fèi)用高，占地面積多等缺點(diǎn)。近幾年，出現(xiàn)了部分以太陽(yáng)能提供電能的滴灌系統(tǒng)，但絕大多數(shù)是用于菜園等小面積灌溉區(qū)域的小型滴灌系統(tǒng)。隨著太陽(yáng)能發(fā)電成本的降低，太陽(yáng)能光伏揚(yáng)水滴灌朝著大面積農(nóng)田滴灌方向發(fā)展。名稱為“一種太陽(yáng)能光伏揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)”申請(qǐng)?zhí)枮椤癈N201120147476.X”的中國(guó)實(shí)用新型專利提供了一種太陽(yáng)能光伏揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)，由太陽(yáng)能光伏陣列、揚(yáng)水逆變器、三相水泵、蓄水池組成，揚(yáng)水逆變器的離網(wǎng)/并網(wǎng)自動(dòng)切換可有效提高太陽(yáng)能光伏揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)的實(shí)用效能，蓄水池通過(guò)蓄水可以有效調(diào)節(jié)滴灌帶水壓。但是，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能單一，灌溉效果較差。而且電能只能通過(guò)揚(yáng)水逆變器的離網(wǎng)/并網(wǎng)切換，無(wú)法同時(shí)進(jìn)行電能的存在，在蓄水池中無(wú)水且并網(wǎng)中沒(méi)有供電的情況下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)灌溉。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種太陽(yáng)能光伏揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)，在蓄水池中無(wú)水且并網(wǎng)中沒(méi)有供電的情況下，也能通過(guò)蓄電池供電實(shí)現(xiàn)灌溉，保證灌溉設(shè)備的常規(guī)化運(yùn)行。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0005]一種太陽(yáng)能光伏揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)，包括將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的太陽(yáng)能光伏陣列，所述太陽(yáng)能光伏陣列與雙向變換器電連接，所述的太陽(yáng)能光伏陣列與雙向變換器之間設(shè)有第一切換開(kāi)關(guān)K1，所述雙向變換器分別通過(guò)第二切換開(kāi)關(guān)K2與蓄電池電連接、通過(guò)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)K3與電網(wǎng)電連接；所述雙向變換器還連接有揚(yáng)水泵，所述揚(yáng)水泵分別與蓄水池以及水源例如水井通過(guò)水管相連；所述蓄水池設(shè)有液位計(jì)，所述蓄水池通過(guò)電磁閥與滴灌管道相連。太陽(yáng)能光伏陣列所產(chǎn)生的電能通過(guò)雙向變換器一部分存儲(chǔ)到蓄電池中備用，一部分可以進(jìn)入到電網(wǎng)中供其它用戶使用，另外，還可以直接供給揚(yáng)水泵進(jìn)行蓄水池蓄水灌溉，當(dāng)太陽(yáng)能光伏陣列無(wú)法產(chǎn)生電能，同時(shí)蓄水池中無(wú)蓄水時(shí)，再由存儲(chǔ)到蓄電池中的電能作為電源供給揚(yáng)水泵來(lái)進(jìn)行蓄水灌溉。
[0006]其中，所述雙向變換器為雙向DC/AC/DC功率變換器。所述揚(yáng)水泵為三柱式活塞高壓水泵，所述蓄水池設(shè)置在滴灌管道的滴灌口以上3-10米處，從而在進(jìn)行滴灌時(shí)不需要通過(guò)泵送裝置即可實(shí)現(xiàn)，不需要再消耗能源。
[0007]所述雙向變換器包括六個(gè)并聯(lián)的功率變換單元，所述功率變換單元包括依次連接的輸入LC濾波器、三相逆變器、輸出LC濾波器、輸出變壓器；所述功率變換單元的輸入LC濾波器的輸入端均與第一切換開(kāi)關(guān)和第二切換開(kāi)關(guān)的一端連接；所述功率變換單元的輸出變壓器的副邊高壓端分別與三相水泵以及并網(wǎng)開(kāi)關(guān)K3相連；所述功率變換單元的輸出變壓器的負(fù)邊低壓端均接地。所述三相逆變器是由兩個(gè)自關(guān)斷器件組成的電橋，所述電橋的輸入端接輸入LC濾波器的輸出端，所述電橋的輸出端接輸出LC濾波器的兩個(gè)輸入端。實(shí)現(xiàn)了光伏并網(wǎng)發(fā)電、蓄電池并網(wǎng)儲(chǔ)能、蓄電池并網(wǎng)放電、蓄電池孤島放電等多種功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省了成本，通過(guò)三相功率變換單元的獨(dú)立控制，保證了孤島狀態(tài)下由蓄電池給揚(yáng)水泵供電時(shí)三相輸出電壓的平衡，尤其是在三相水泵嚴(yán)重不平衡時(shí)。
[0008]所述雙向變換器通過(guò)配電柜與所述揚(yáng)水泵電連接，所述配電柜設(shè)有測(cè)量控制單元，所述測(cè)量控制單元為單片機(jī)微處理器，所述測(cè)量控制單元通過(guò)無(wú)線通信模塊經(jīng)過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控主站相連。所述測(cè)量控制單元采集太陽(yáng)能光伏陣列的環(huán)境參數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并處理，然后通過(guò)無(wú)線通信模塊將數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控主站，監(jiān)控主站收到信息后進(jìn)行智能分析和決策，通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)無(wú)線通信模塊下達(dá)到測(cè)量控制單元。所述監(jiān)控主站設(shè)有WEB后臺(tái)，所述監(jiān)控主站將從測(cè)量控制單元傳遞來(lái)的信息通過(guò)WEB后臺(tái)發(fā)布到Internet，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。所述無(wú)線通信模塊為3G無(wú)線通信模塊，所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)為3G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。另外，無(wú)線通信還可以是UWB等方式。
[0009]所述滴灌管道上設(shè)有滴灌口，所述滴灌口設(shè)置在作物根系處，對(duì)于其上部的作物根系進(jìn)行滴灌，所述滴灌口處設(shè)有過(guò)濾布，用于過(guò)濾雜質(zhì)防止阻塞，所述滴灌口處還設(shè)有保水綿，用于吸水保濕，提高滴灌效率。
[0010]更進(jìn)一步地，所述滴灌管道包括設(shè)置有滴頭的外管，所述外管內(nèi)套接有內(nèi)管，所述內(nèi)管上開(kāi)有與所述滴頭相對(duì)應(yīng)的滴灌口 ；所述的外管與內(nèi)管之間設(shè)有圓環(huán)形加強(qiáng)筋，通過(guò)加強(qiáng)筋能夠?qū)崿F(xiàn)外管與內(nèi)管之間的密封，不會(huì)出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，所述加強(qiáng)筋與所述滴頭間隔設(shè)置。使用時(shí)，將內(nèi)管上的滴灌口與外管的滴頭相對(duì)應(yīng)，并用螺栓將內(nèi)管與外管牢固固定即可作為滴灌管道使用；移動(dòng)內(nèi)管，使內(nèi)管的滴灌口與外管的滴頭不再重疊對(duì)應(yīng)，然后用螺栓使內(nèi)管與外管牢固固定即可作為普通管道使用。所述滴頭的入水口端設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)，用于過(guò)濾雜質(zhì)，防止阻塞滴頭，所述滴頭的滴灌口端設(shè)有海綿，用于吸水保濕，提高滴灌效率。所述過(guò)濾網(wǎng)上還設(shè)有過(guò)濾布，進(jìn)一步提高過(guò)濾效果。通過(guò)在外管內(nèi)套接有內(nèi)管，并且內(nèi)管與外管通過(guò)螺栓連接固定，使用時(shí)可靈活調(diào)節(jié)，即可實(shí)現(xiàn)作為普通管道使用，又可實(shí)現(xiàn)作為滴灌管道使用，安裝工序簡(jiǎn)單，省時(shí)省力。
[0011]進(jìn)一步地，在作物滴灌處設(shè)有土壤濕度傳感器，所述土壤濕度傳感器通過(guò)無(wú)線通訊連接方式，例如EMS無(wú)線信號(hào)傳輸方式，與灌溉控制器通訊連接，所述灌溉控制器為可編程邏輯控制器，所述灌溉控制器的輸出端與所述電磁閥控制相連。土壤濕度傳感器將采集到的土壤含水量信息傳輸給灌溉控制器，灌溉控制器根據(jù)接收到的土壤含水量信息對(duì)電磁閥發(fā)出灌溉指令進(jìn)行灌溉，顯著節(jié)省了水資源，控制系統(tǒng)采用無(wú)線連接方式，減少了復(fù)雜的布線過(guò)程，使用方便，且操作簡(jiǎn)單。所述土壤濕度傳感器設(shè)置在地面以下20cm、40cm和60m處。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:在蓄水池中無(wú)水且并網(wǎng)中沒(méi)有供電的情況下，也能通過(guò)蓄電池供電實(shí)現(xiàn)灌溉，保證灌溉設(shè)備的常規(guī)化運(yùn)行，顯著節(jié)省了水資源，提高了滴灌效率，采用無(wú)線控制，減少了布線，使用方便，且操作簡(jiǎn)單。
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例微灌管道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖中:1_太陽(yáng)能光伏陣列、2-雙向變換器、3-揚(yáng)水泵、4-蓄電池、5-蓄水池、6-水源、7-電磁閥、8-滴灌管道、9-配電柜、81-外管、82-滴頭、83-內(nèi)管、84-微灌口、85-海綿、87-加強(qiáng)筋。

【具體實(shí)施方式】
[0017]以下對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0018]實(shí)施例1
[0019]如圖1所示，一種太陽(yáng)能光伏揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)，包括將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的太陽(yáng)能光伏陣列1，所述太陽(yáng)能光伏陣列I與雙向變換器2電連接，所述的太陽(yáng)能光伏陣列I與雙向變換器2之間設(shè)有第一切換開(kāi)關(guān)K1，所述雙向變換器2分別通過(guò)第二切換開(kāi)關(guān)K2與蓄電池4電連接、通過(guò)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)K3與電網(wǎng)電連接；所述雙向變換器2還連接有揚(yáng)水泵3，所述揚(yáng)水泵3分別與蓄水池5以及水源6例如水井通過(guò)水管相連；所述蓄水池5設(shè)有液位計(jì)，所述蓄水池5通過(guò)電磁閥7與滴灌管道8相連。太陽(yáng)能光伏陣列所產(chǎn)生的電能通過(guò)雙向變換器一部分存儲(chǔ)到蓄電池中備用，一部分可以進(jìn)入到電網(wǎng)中供其它用戶使用，另外，還可以直接供給揚(yáng)水泵進(jìn)行蓄水池蓄水灌溉，當(dāng)太陽(yáng)能光伏陣列無(wú)法產(chǎn)生電能，同時(shí)蓄水池中無(wú)蓄水時(shí)，再由存儲(chǔ)到蓄電池中的電能作為電源供給揚(yáng)水泵來(lái)進(jìn)行蓄水灌溉。
[0020]其中，所述雙向變換器2為雙向DC/AC/DC功率變換器。所述揚(yáng)水泵3為三柱式活塞高壓水泵，所述蓄水池5設(shè)置在滴灌管道的滴灌口以上3-10米處，從而在進(jìn)行滴灌時(shí)不需要通過(guò)泵送裝置即可實(shí)現(xiàn)，不需要再消耗能源。
[0021]所述雙向變換器2包括六個(gè)并聯(lián)的功率變換單元，所述功率變換單元包括依次連接的輸入LC濾波器、三相逆變器、輸出LC濾波器、輸出變壓器；所述功率變換單元的輸入LC濾波器的輸入端均與第一切換開(kāi)關(guān)和第二切換開(kāi)關(guān)的一端連接；所述功率變換單元的輸出變壓器的副邊高壓端分別與三相水泵以及并網(wǎng)開(kāi)關(guān)K3相連；所述功率變換單元的輸出變壓器的負(fù)邊低壓端均接地。所述三相逆變器是由兩個(gè)自關(guān)斷器件組成的電橋，所述電橋的輸入端接輸入LC濾波器的輸出端，所述電橋的輸出端接輸出LC濾波器的兩個(gè)輸入端。實(shí)現(xiàn)了光伏并網(wǎng)發(fā)電、蓄電池并網(wǎng)儲(chǔ)能、蓄電池并網(wǎng)放電、蓄電池孤島放電等多種功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省了成本，通過(guò)三相功率變換單元的獨(dú)立控制，保證了孤島狀態(tài)下由蓄電池給揚(yáng)水泵供電時(shí)三相輸出電壓的平衡，尤其是在三相水泵嚴(yán)重不平衡時(shí)。
[0022]所述雙向變換器2通過(guò)配電柜9與所述揚(yáng)水泵3電連接，所述配電柜9設(shè)有測(cè)量控制單元，所述測(cè)量控制單元為單片機(jī)微處理器，所述測(cè)量控制單元通過(guò)無(wú)線通信模塊經(jīng)過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控主站相連。所述測(cè)量控制單元采集太陽(yáng)能光伏陣列的環(huán)境參數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并處理，然后通過(guò)無(wú)線通信模塊將數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控主站，監(jiān)控主站收到信息后進(jìn)行智能分析和決策，通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)無(wú)線通信模塊下達(dá)到測(cè)量控制單元。所述監(jiān)控主站設(shè)有WEB后臺(tái)，所述監(jiān)控主站將從測(cè)量控制單元傳遞來(lái)的信息通過(guò)WEB后臺(tái)發(fā)布到Internet，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。所述無(wú)線通信模塊為3G無(wú)線通信模塊，所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)為3G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。另外，無(wú)線通信還可以是UWB等方式。
[0023]所述滴灌管道8上設(shè)有滴灌口，所述滴灌口設(shè)置在作物根系處，對(duì)于其上部的作物根系進(jìn)行滴灌，所述滴灌口處設(shè)有過(guò)濾布，用于過(guò)濾雜質(zhì)防止阻塞，所述滴灌口處還設(shè)有保水綿，用于吸水保濕，提高滴灌效率。
[0024]如圖2所示，所述微灌管道8包括設(shè)置有滴頭82的外管81，所述外管81內(nèi)套接有內(nèi)管83，所述內(nèi)管83上開(kāi)有與所述滴頭82相對(duì)應(yīng)的微灌口 84 ;所述的外管81與內(nèi)管83之間設(shè)有圓環(huán)形加強(qiáng)筋87，通過(guò)加強(qiáng)筋87能夠?qū)崿F(xiàn)外管81與內(nèi)管83之間的密封，不會(huì)出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，所述加強(qiáng)筋87與所述滴頭82間隔設(shè)置。使用時(shí)，將內(nèi)管上的微灌口與外管的滴頭相對(duì)應(yīng)，并用螺栓將內(nèi)管與外管牢固固定即可作為微灌管道使用；移動(dòng)內(nèi)管，使內(nèi)管的微灌口與外管的滴頭不再重疊對(duì)應(yīng)，然后用螺栓使內(nèi)管與外管牢固固定即可作為普通管道使用。所述滴頭82的入水口端設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)，用于過(guò)濾雜質(zhì)，防止阻塞滴頭，所述滴頭的微灌口端設(shè)有海綿85，用于吸水保濕，提高灌溉效率。所述過(guò)濾網(wǎng)上還設(shè)有過(guò)濾布，進(jìn)一步提高過(guò)濾效果。通過(guò)在外管內(nèi)套接有內(nèi)管，并且內(nèi)管與外管通過(guò)螺栓連接固定，使用時(shí)可靈活調(diào)節(jié)，即可實(shí)現(xiàn)作為普通管道使用，又可實(shí)現(xiàn)作為微灌管道使用，安裝工序簡(jiǎn)單，省時(shí)省力。
[0025]另外，在作物滴灌處設(shè)有土壤濕度傳感器，所述土壤濕度傳感器通過(guò)無(wú)線通訊連接方式，例如EMS無(wú)線信號(hào)傳輸方式，與灌溉控制器通訊連接，所述灌溉控制器為可編程邏輯控制器或單片機(jī)控制器，所述灌溉控制器的輸出端與所述電磁閥控制相連。土壤濕度傳感器將采集到的土壤含水量信息傳輸給灌溉控制器，灌溉控制器根據(jù)接收到的土壤含水量信息對(duì)電磁閥發(fā)出灌溉指令進(jìn)行灌溉，顯著節(jié)省了水資源，控制系統(tǒng)采用無(wú)線連接方式，減少了復(fù)雜的布線過(guò)程，使用方便，且操作簡(jiǎn)單。所述土壤濕度傳感器設(shè)置在地面以下20cm、40cm 和 60m 處。
[0026]另外，上述太陽(yáng)能光伏陣列、雙向變換器、揚(yáng)水泵、蓄水池、蓄電池、灌溉控制器等作為單獨(dú)的設(shè)備，除本實(shí)用新型所指出的改進(jìn)結(jié)構(gòu)外，其余結(jié)構(gòu)均屬于現(xiàn)有技術(shù)，故不多述。
[0027]上述灌溉控制器等設(shè)備的連接電路均為常規(guī)電路設(shè)計(jì)，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)該領(lǐng)域的普通技術(shù)常識(shí)即可得到，只要能實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的連接功能即可，具體結(jié)構(gòu)可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，故不再多述。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能光伏揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)，其特征在于:包括將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的太陽(yáng)能光伏陣列，所述太陽(yáng)能光伏陣列與雙向變換器電連接，所述的太陽(yáng)能光伏陣列與雙向變換器之間設(shè)有第一切換開(kāi)關(guān)K1，所述雙向變換器分別通過(guò)第二切換開(kāi)關(guān)K2與蓄電池電連接、通過(guò)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)K3與電網(wǎng)電連接；所述雙向變換器還連接有揚(yáng)水泵，所述揚(yáng)水泵分別與蓄水池以及水源相連；所述蓄水池設(shè)有液位計(jì)，所述蓄水池通過(guò)電磁閥與滴灌管道相連；所述滴灌管道上設(shè)有滴灌口，所述滴灌口設(shè)置在作物根系處，所述滴灌口處設(shè)有過(guò)濾布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)，其特征在于:所述雙向變換器為雙向DC/AC/DC功率變換器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)，其特征在于:所述雙向變換器通過(guò)配電柜與所述揚(yáng)水泵電連接，所述配電柜設(shè)有測(cè)量控制單元，所述測(cè)量控制單元為單片機(jī)微處理器，所述測(cè)量控制單元通過(guò)無(wú)線通信模塊經(jīng)過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控主站相連。
【文檔編號(hào)】A01G29/00GK203985374SQ201420289356
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】王星 申請(qǐng)人:王星