一种高效率光伏水泵系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高效率光伏水泵系统，包括太阳能光伏阵列，光伏阵列通过蓄电池与光伏扬水逆变器电连接，蓄电池设有太阳能控制器，光伏扬水逆变器通过选择开关分别与扬水泵和并网接口电连接；扬水泵分别与蓄水池以及深水源相连；扬水泵的出水口端设有水压传感器，水压传感器的输出端与所述太阳能控制器的输入端相连；蓄水池通过电磁阀与灌溉管道相连，蓄水池与灌溉管道之间连接有U型管组，U型管组一侧设有促进U型管内水与环境之间热交换的风机；本实用新型的优点在于：能根据水压情况来控制蓄电池充放电，提高了效率，调节灌溉水温，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，并根据土壤含水量进行灌溉。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种水泵灌溉设备，具体地说是一种高效率光伏水泵系统，属于 水泵灌溉设备领域。 一种高效率光伏水泵系统
【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高效率光伏水泵系统，能够根据水压 情况来控制蓄电池的充放电，从而来提高系统的效率，调节灌溉的水温，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，能够根据土壤的含水量来进行 灌溉。
[0004] 本实用新型的技术方案为：
[0005] -种高效率光伏水泵系统，包括将太阳能转化为电能的太阳能光伏阵列，所述光 伏阵列通过蓄电池与将电能转换为三相电输出的光伏扬水逆变器电连接，所述蓄电池设有 太阳能控制器，所述光伏扬水逆变器通过选择开关分别与扬水泵和并网接口电连接；所述 并网接口与电网相连；所述扬水泵分别与蓄水池以及深水源例如深水井通过水管相连；所 述的扬水泵的出水口端设有水压传感器，所述水压传感器的输出端与所述太阳能控制器的 输入端相连，太阳能控制器通过水压传感器实现对水泵出水口端水压的实时监测，并根据 水压情况来控制蓄电池的充放电，从而来提高系统的效率；所述蓄水池设有液位计，所述蓄 水池通过电磁阀与灌溉管道相连，所述的蓄水池与灌溉管道之间连接有U型管组。其中，所 述U型管组由若干个U型管彼此串联而成。所述U型管组一侧设有促进U型管内水与环境 之间热交换的风机，从而可以调节灌溉的水温，使水温不至于过高或过低，避免因水温过高 或过低对作物生长产生影响，提高了灌溉质量。
[0006] 所述太阳能控制器采用双向DC/DC变换器，既能控制蓄电池的充电速度和深度， 又能控制其发电速度和深度，双向DC/DC变换器开关器件采用IPM模块；所述水压传感器采 用全数字式水压传感器。
[0007] 太阳能光伏阵列提供电能，并由太阳能控制器控制蓄电池的充电和放电，控制蓄 电池存储一部分电能备用；光伏扬水逆变器接收蓄电池的直流电并将其转化成三相交流 电，同时通过选择开关的启闭实现光伏扬水逆变器并网/离网运行。并网时，电能接入电 网，不为水泵供电；离网时，电能脱离电网，驱动三相水泵抽取地下水。
[0008] 其中，所述扬水泵为三柱式活塞高压水泵，所述蓄水池设置在滴灌装置以上3-10 米处，从而在进行滴灌时不需要通过泵送装置即可实现，不需要再消耗能源。
[0009] 所述U型管组内设有温度传感器，所述温度传感器的输出端与水温控制器的输入 端相连接，所述水温控制器的输出端与调节水温的压缩机控制相连，控制压缩机的启闭，从 而达到辅助调节水温的目的。所述水温控制器为温控器或可编程逻辑控制器。所述压缩机 设置在所述U型管组的出口端。
[0010] 另外，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，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20cm-4〇 Cm处。
[0011] 本实用新型的优点在于：能够根据水压情况来控制蓄电池的充放电，从而来提高 系统的效率；同时，调节灌溉的水温，使水温不至于过高或过低，避免因水温过高或过低对 作物生长产生影响，提高了灌溉质量；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；能够根据土壤的 含水量来进行灌溉，使用方便，且操作简单。
[0012] 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】
[0013] 图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；
[0014] 图中：1-光伏阵列、2-蓄电池、3-扬水逆变器、4-太阳能控制器、5-选择开关、 6-扬水泵、7-并网接口、8-蓄水池、9-水源、10-灌溉管道、11-U型管组、12-风机、13-水压 传感器、14-压缩机、15-水温控制器。
【具体实施方式】
[0015] 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。
[0016] 实施例1
[0017] 如图1所示，一种高效率光伏水泵系统，包括将太阳能转化为电能的太阳能光伏 阵列1，所述光伏阵列1通过蓄电池2与将电能转换为三相电输出的光伏扬水逆变器3电连 接，所述蓄电池2设有太阳能控制器4,所述光伏扬水逆变器3通过选择开关5分别与扬水 泵6和并网接口 7电连接；所述并网接口 7与电网相连；所述扬水泵6分别与蓄水池8以及 深水源9例如深水井通过水管相连；所述的扬水泵6的出水口端设有水压传感器13,所述 水压传感器13的输出端与所述太阳能控制器4的输入端相连，太阳能控制器通过水压传感 器实现对水泵出水口端水压的实时监测，并根据水压情况来控制蓄电池2的充放电，从而 来提高系统的效率；所述蓄水池8设有液位计，所述蓄水池8通过电磁阀与灌溉管道10相 连，所述的蓄水池8与灌溉管道10之间连接有U型管组11。其中，所述U型管组11由若干 个U型管彼此串联而成。所述U型管组11 一侧设有促进U型管内水与环境之间热交换的 风机12,从而可以调节灌溉的水温，使水温不至于过高或过低，避免因水温过高或过低对作 物生长产生影响，提高了灌溉质量。
[0018] 所述太阳能控制器4采用双向DC/DC变换器，既能控制蓄电池的充电速度和深度， 又能控制其发电速度和深度，双向DC/DC变换器开关器件采用三菱高速智能功率模块（IPM 模块);所述水压传感器13采用全数字式水压传感器，输出与水压对应的0-4V电压信号，经 信号处理电路后送往TMS320F2812芯片进行A/D采样分析。
[0019] 太阳能光伏阵列提供电能，并由太阳能控制器控制蓄电池的充电和放电，控制蓄 电池存储一部分电能备用；光伏扬水逆变器接收蓄电池的直流电并将其转化成三相交流 电，同时通过选择开关的启闭实现光伏扬水逆变器并网/离网运行。并网时，电能接入电 网，不为水泵供电；离网时，电能脱离电网，驱动三相水泵抽取地下水。
[0020] 其中，所述扬水泵6为三柱式活塞高压水泵，所述蓄水池8设置在滴灌装置以上 3-10米处，从而在进行滴灌时不需要通过泵送装置即可实现，不需要再消耗能源。
[0021] 所述U型管组11内设有温度传感器，所述温度传感器的输出端与水温控制器15 的输入端相连接，所述水温控制器15的输出端与调节水温的压缩机14控制相连，控制压缩 机的启闭，从而达到辅助调节水温的目的。所述水温控制器15为温控器或可编程逻辑控制 器或单片机控制器。所述压缩机14设置在所述U型管组11的出口端。
[0022] 另外，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，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20cm-40cm 处。
[0023] 所述的扬水逆变器3和扬水泵6之间还电连接有定时模块。所述定时模块可以为 一具定时功能的集成控制电路，包括定时控制电路、开关按钮及调节按钮，所述定时控制电 路电连接在所述扬水逆变器和扬水泵之间，所述的开关按钮和调节按钮分别对应连接于所 述定时控制电路的电源端和调节输入端，开关按钮用于通断扬水逆变器所提供的电源，调 节按钮用于调节定时的时间。为了方便调节定时时间，还可以在定时模块上连接有用于显 示其定时时间的显示屏。根据实际需要的扬水时间，通过调节按钮，设置定时模块的定时时 间，通过该定时模块的自动控制作用，使灌溉蓄水做到定时又适量的最佳扬水作用，扬水效 果较佳，而且还省去了人工操作的繁琐，使用方便。另外，还可以在该定时模块上连接一能 够远程控制该定时模块的控制卡，省去到各现场对扬水装置的定时模式进行更换调节，更 具自动、智能化的便捷控制效果。
[0024] 另外，上述太阳能光伏阵列、扬水逆变器、扬水泵、蓄水池、蓄电池、水压传感器、太 阳能控制器、水温控制器、灌溉控制器、控制卡等作为单独的设备，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。
[0025] 上述太阳能控制器、水温控制器、灌溉控制器、控制卡、定时控制电路等设备的连 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. 一种高效率光伏水泵系统，其特征在于：包括将太阳能转化为电能的太阳能光伏阵 列，所述光伏阵列通过蓄电池与将电能转换为三相电输出的光伏扬水逆变器电连接，所述 蓄电池设有太阳能控制器，所述光伏扬水逆变器通过选择开关分别与扬水泵和并网接口电 连接；所述扬水泵分别与蓄水池以及深水源相连；所述的扬水泵的出水口端设有水压传感 器，所述水压传感器的输出端与所述太阳能控制器的输入端相连；所述蓄水池通过电磁阀 与灌溉管道相连，所述的蓄水池与灌溉管道之间连接有U型管组，所述U型管组一侧设有促 进U型管内水与环境之间热交换的风机。
2. 根据权利要求1所述的光伏水泵系统，其特征在于：所述灌溉管道上设有灌溉口，所 述灌溉口设置在作物根系处，所述灌溉口处设有过滤布，所述灌溉口处还设有保水绵。
3. 根据权利要求1或2所述的光伏水泵系统，其特征在于：所述U型管组内设有温度 传感器，所述温度传感器的输出端与水温控制器的输入端相连接，所述水温控制器的输出 端与调节水温的压缩机控制相连；所述水温控制器为温控器或可编程逻辑控制器；所述压 缩机设置在所述U型管组的出口端。
【文档编号】A01G25/00GK203884338SQ201420289708
【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