太阳能光伏微灌系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能光伏微灌系统，包括将太阳能转化为电能的太阳能光伏阵列，所述太阳能光伏阵列通过第一切换开关Kl与双向变换器电连接，所述双向变换器分别通过第二切换开关K2与蓄电池电连接、通过并网开关K3与电网电连接；所述双向变换器还连接有扬水泵，所述扬水泵分别与蓄水池以及水源例如水井通过水管相连；所述蓄水池设有液位计，所述蓄水池通过电磁阀与微灌管道相连；本实用新型的优点在于：在蓄水池中无水且并网中没有供电的情况下，也能通过蓄电池供电实现灌溉，保证灌溉设备的常规化运行，显著节省了水资源，提高了灌溉效率，采用无线控制，减少了布线，使用方便，且操作简单。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种灌溉设备，具体地说是一种太阳能光伏微灌系统，属于灌溉 设备领域。 太阳能光伏微灌系统
【背景技术】
[0002] 以往田间灌溉所需的电力均采用的是交流电。存在电网架设、维护费用高，占地 面积多等缺点。近几年，出现了部分以太阳能提供电能的灌溉系统，但绝大多数是用于 菜园等小面积灌溉区域的小型灌溉系统。随着太阳能发电成本的降低，太阳能光伏扬水 灌溉朝着大面积农田灌溉方向发展。名称为"一种太阳能光伏扬水滴灌系统"申请号为 "CN201120147476. X"的中国实用新型专利提供了一种太阳能光伏扬水滴灌系统，由太阳能 光伏阵列、扬水逆变器、三相水泵、蓄水池组成，扬水逆变器的离网/并网自动切换可有效 提高太阳能光伏扬水滴灌系统的实用效能，蓄水池通过蓄水可以有效调节滴灌带水压。但 是，设备结构简单，功能单一，灌溉效果较差。而且电能只能通过扬水逆变器的离网/并网 切换，无法同时进行电能的存在，在蓄水池中无水且并网中没有供电的情况下，无法实现灌 溉。 实用新型内容
[0003] 为了解决上述问题，本实用新型设计了一种太阳能光伏微灌系统，在蓄水池中无 水且并网中没有供电的情况下，也能通过蓄电池供电实现灌溉，保证灌溉设备的常规化运 行。
[0004] 本实用新型的技术方案为：
[0005] -种太阳能光伏微灌系统，包括将太阳能转化为电能的太阳能光伏阵列，所述太 阳能光伏阵列通过第一切换开关K1与双向变换器电连接，所述双向变换器分别通过第二 切换开关K2与蓄电池电连接、通过并网开关K3与电网电连接；所述双向变换器还连接有扬 水泵，所述扬水泵分别与蓄水池以及水源例如水井通过水管相连；所述蓄水池设有液位计， 所述蓄水池通过电磁阀与微灌管道相连。太阳能光伏阵列所产生的电能通过双向变换器一 部分存储到蓄电池中备用，一部分可以进入到电网中供其它用户使用，另外，还可以直接供 给扬水泵进行蓄水池蓄水灌溉，当太阳能光伏阵列无法产生电能，同时蓄水池中无蓄水时， 再由存储到蓄电池中的电能作为电源供给扬水泵来进行蓄水灌溉；
[0006] 在作物灌溉处设有土壤湿度传感器，所述土壤湿度传感器的输出端与灌溉控制器 的输入端连接，优选地，所述土壤湿度传感器通过无线通讯连接方式，例如EMS无线信号传 输方式，与灌溉控制器通讯连接，所述灌溉控制器为可编程逻辑控制器或单片机控制器，所 述灌溉控制器的输出端与所述电磁阀控制相连。土壤湿度传感器将采集到的土壤含水量信 息传输给灌溉控制器，控制器根据接收到的土壤含水量信息对电磁阀发出灌溉指令进行灌 溉，显著节省了水资源，控制系统采用无线连接方式，减少了复杂的布线过程，使用方便，且 操作简单。所述土壤湿度传感器设置在地面以下l〇-3〇cm处。
[0007] 其中，所述双向变换器为双向DC/AC/DC功率变换器。所述扬水泵为三柱式活塞高 压水泵，所述蓄水池设置在微灌管道的微灌口以上3-10米处，从而在进行灌溉时不需要通 过泵送装置即可实现，不需要再消耗能源。
[0008] 更进一步地，所述微灌管道包括设置有滴头的外管，所述外管内套接有内管，所述 内管上开有与所述滴头相对应的微灌口；所述的外管与内管之间设有圆环形加强筋，通过 加强筋能够实现外管与内管之间的密封，不会出现漏水现象，所述加强筋与所述滴头间隔 设置。使用时，将内管上的微灌口与外管的滴头相对应，并用螺栓将内管与外管牢固固定即 可作为微灌管道使用；移动内管，使内管的微灌口与外管的滴头不再重叠对应，然后用螺 栓使内管与外管牢固固定即可作为普通管道使用。所述滴头的入水口端设有过滤网，用于 过滤杂质，防止阻塞滴头，所述滴头的微灌口端设有海绵，用于吸水保湿，提高灌溉效率。所 述过滤网上还设有过滤布，进一步提高过滤效果。通过在外管内套接有内管，并且内管与外 管通过螺栓连接固定，使用时可灵活调节，即可实现作为普通管道使用，又可实现作为微灌 管道使用，安装工序简单，省时省力。
[0009] 本实用新型的优点在于：在蓄水池中无水且并网中没有供电的情况下，也能通过 蓄电池供电实现灌溉，保证灌溉设备的常规化运行，显著节省了水资源，提高了灌溉效率， 采用无线控制，减少了布线，使用方便，且操作简单。
[0010] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；
[0012] 图2为本实用新型实施例微灌管道的结构示意图；
[0013] 图中：1_太阳能光伏阵列、2-双向变换器、3-扬水泵、4-蓄电池、5-蓄水池、6-水 源、7-电磁阀、8-微灌管道、9-配电柜、81-外管、82-滴头、83-内管、84-微灌口、85-海绵、 87-加强筋。
【具体实施方式】
[0014] 以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例 仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0015] 实施例1
[0016] 如图1所示，一种太阳能光伏微灌系统，包括将太阳能转化为电能的太阳能光伏 阵列1，所述太阳能光伏阵列1通过第一切换开关K1与双向变换器2电连接，所述双向变换 器2分别通过第二切换开关K2与蓄电池4电连接、通过并网开关K3与电网电连接；所述双 向变换器2还连接有扬水泵3,所述扬水泵3分别与蓄水池5以及水源6例如水井通过水管 相连；所述蓄水池5设有液位计，所述蓄水池5通过电磁阀7与微灌管道8相连。太阳能光 伏阵列所产生的电能通过双向变换器一部分存储到蓄电池中备用，一部分可以进入到电网 中供其它用户使用，另外，还可以直接供给扬水泵进行蓄水池蓄水灌溉，当太阳能光伏阵列 无法产生电能，同时蓄水池中无蓄水时，再由存储到蓄电池中的电能作为电源供给扬水泵 来进行蓄水灌溉。
[0017] 在作物灌溉处设有土壤湿度传感器，所述土壤湿度传感器通过无线通讯连接方 式，例如EMS无线信号传输方式，与灌溉控制器通讯连接，所述灌溉控制器为可编程逻辑控 制器或单片机控制器，所述灌溉控制器的输出端与所述电磁阀控制相连。土壤湿度传感器 将采集到的土壤含水量信息传输给灌溉控制器，灌溉控制器根据接收到的土壤含水量信息 对电磁阀发出灌溉指令进行灌溉，显著节省了水资源，控制系统采用无线连接方式，减少了 复杂的布线过程，使用方便，且操作简单。所述土壤湿度传感器设置在地面以下10-30cm 处。
[0018] 其中，所述双向变换器2为双向DC/AC/DC功率变换器。所述扬水泵3为三柱式活 塞高压水泵，所述蓄水池5设置在微灌管道的微灌口以上3-10米处，从而在进行灌溉时不 需要通过泵送装置即可实现，不需要再消耗能源。
[0019] 所述双向变换器2包括六个并联的功率变换单元，所述功率变换单元包括依次连 接的输入LC滤波器、三相逆变器、输出LC滤波器、输出变压器；所述功率变换单元的输入 LC滤波器的输入端均与第一切换开关和第二切换开关的一端连接；所述功率变换单元的 输出变压器的副边高压端分别与三相水泵以及并网开关K3相连；所述功率变换单元的输 出变压器的负边低压端均接地。所述三相逆变器是由两个自关断器件组成的电桥，所述电 桥的输入端接输入LC滤波器的输出端，所述电桥的输出端接输出LC滤波器的两个输入端。 实现了光伏并网发电、蓄电池并网储能、蓄电池并网放电、蓄电池孤岛放电等多种功能，结 构简单，节省了成本，通过三相功率变换单元的独立控制，保证了孤岛状态下由蓄电池给扬 水泵供电时三相输出电压的平衡，尤其是在三相水泵严重不平衡时。
[0020] 所述双向变换器2通过配电柜9与所述扬水泵3电连接，所述配电柜9设有测量 控制单元，所述测量控制单元为单片机微处理器，所述测量控制单元通过无线通信模块经 过无线通信网络与监控主站相连。所述测量控制单元采集太阳能光伏阵列的环境参数和系 统参数数据存储并处理，然后通过无线通信模块将数据经无线通信网络传送到监控主站， 监控主站收到信息后进行智能分析和决策，通过无线通信网络经无线通信模块下达到测量 控制单元。所述监控主站设有WEB后台，所述监控主站将从测量控制单元传递来的信息通 过WEB后台发布到Internet，从而实现远程实时监控。所述无线通信模块为3G无线通信模 块，所述无线通信网络为3G无线通信网络。另外，无线通信还可以是UWB等方式。
[0021] 如图2所示，所述微灌管道8包括设置有滴头82的外管81，所述外管81内套接有 内管83,所述内管83上开有与所述滴头82相对应的微灌口 84 ;所述的外管81与内管83 之间设有圆环形加强筋87,通过加强筋87能够实现外管81与内管83之间的密封，不会出 现漏水现象，所述加强筋87与所述滴头82间隔设置。使用时，将内管上的微灌口与外管的 滴头相对应，并用螺栓将内管与外管牢固固定即可作为微灌管道使用；移动内管，使内管 的微灌口与外管的滴头不再重叠对应，然后用螺栓使内管与外管牢固固定即可作为普通管 道使用。所述滴头82的入水口端设有过滤网，用于过滤杂质，防止阻塞滴头，所述滴头的微 灌口端设有海绵85,用于吸水保湿，提高灌溉效率。所述过滤网上还设有过滤布，进一步提 高过滤效果。通过在外管内套接有内管，并且内管与外管通过螺栓连接固定，使用时可灵活 调节，即可实现作为普通管道使用，又可实现作为微灌管道使用，安装工序简单，省时省力。
[0022] 另外，上述太阳能光伏阵列、双向变换器、扬水泵、蓄水池、蓄电池、灌溉控制器等 作为单独的设备，除本实用新型所指出的改进结构外，其余结构均属于现有技术，故不多 述。
[0023] 上述灌溉控制器等设备的连接电路均为常规电路设计，所属领域技术人员根据该 领域的普通技术常识即可得到，只要能实现本实用新型的连接功能即可，具体结构可根据 实际需要进行选择，故不再多述。
【权利要求】
1. 太阳能光伏微灌系统，其特征在于：包括将太阳能转化为电能的太阳能光伏阵列， 所述太阳能光伏阵列通过第一切换开关K1与双向变换器电连接，所述双向变换器分别通 过第二切换开关K2与蓄电池电连接、通过并网开关K3与电网电连接；所述双向变换器还连 接有扬水泵，所述扬水泵分别与蓄水池以及水源相连；所述蓄水池设有液位计，所述蓄水池 通过电磁阀与微灌管道相连；在作物灌溉处设有土壤湿度传感器，所述土壤湿度传感器的 输出端与灌溉控制器的输入端连接，所述灌溉控制器的输出端与所述电磁阀控制相连。
2. 根据权利要求1所述的光伏微灌系统，其特征在于：所述双向变换器为双向DC/AC/ DC功率变换器。
3. 根据权利要求1或2所述的光伏微灌系统，其特征在于：所述微灌管道包括设置有 滴头的外管，所述外管内套接有内管，所述内管上开有与所述滴头相对应的微灌口；所述的 外管与内管之间设有圆环形加强筋，通过加强筋能够实现外管与内管之间的密封，不会出 现漏水现象，所述加强筋与所述滴头间隔设置。
【文档编号】A01G25/16GK203884350SQ201420289650
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】王星 申请人:王星