一种农村户用太阳能自来水供水系统的制作方法
【专利摘要】一种农村户用太阳能自来水供水系统，包括太阳能光伏发电系统、水路输送装置和自动控制装置，所述水路输送装置包括水塔、水阀和水泵，所述水塔通过进水管与水源连接，所述进水管上安装有水泵，所述水塔通过出水管连接到用水处，所述出水管的出水口安装有水阀；所述太阳能光伏发电系统的输出端与水泵和自动控制装置的供电端连接；所述自动控制装置包括水位传感器，所述水位传感器设置在所述水塔内，所述水位传感器的控制端与水泵连接，本实用新型解决了农村缺电缺水问题，缓解了农村能源紧张，符合国家节能减排的要求，实现了农村高效、低能耗、自动化的自来水供水，对实现新农村电气化具有重要作用。
【专利说明】一种农村户用太阳能自来水供水系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种农村户用太阳能自来水供水系统。
【背景技术】
[0002]1.农村家庭用水供水现状:
[0003]随着我国经济的发展，农民的生活状况发生了巨大改变，现在的农村家庭都普遍使用了户用型自来水供水方式，大大的方便了农村家庭用水，完全改变了过去人工挑水喝的现状。目前，农村户用型自来水主要是采用一种水塔式供水方式。其主要组成部件有水泵系统、水管和储水水桶，结构简易、成本低、维护简易；且采用人工手动操作抽水，当水用完时，人工打开水泵电源开关；水满了甚至溢出了，人工手动关闭水泵电源开关。这种供水方式需要人工不间断监测，导致了供水系统的操作不方便，造成人力、电力和水资源的极大浪费。
[0004]2.太阳能发电技术应用前景:
[0005]开发、利用清洁环保型新能源一直是全世界面临的重要课题。太阳能作为一种巨量的可再生能源，每天到达地球表面的辐射量相当于数亿桶石油燃烧的能量，且分布广泛，不污染环境，是国际公认的理想替代能源。研究开发相关的太阳能产品成为了当今社会研究的热点内容，目前国内外市场上出现很多太阳能产品。上个世纪八十年代以来，国内外开展了光伏水泵的研究开发，并在温室滴灌方面得到了推广和应用。
【发明内容】
[0006]本实用新型针对现有技术的不足提供一种结构简单、使用方便、解决了断水、溢水现象，节约人工和水资源，节能环保的农村户用太阳能自来水供水系统。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0008]一种农村户用太阳能自来水供水系统，包括太阳能光伏发电系统、水路输送装置和自动控制装置，所述水路输送装置包括水塔、水阀和水泵，所述水塔通过进水管与水源连接，所述进水管上安装有水泵，所述水塔通过出水管连接到用水处，所述出水管的出水口安装有水阀；所述太阳能光伏发电系统的输出端与水泵和自动控制装置的供电端连接；所述自动控制装置包括水位传感器，所述水位传感器设置在所述水塔内，所述水位传感器的控制端与水泵连接。
[0009]所述自动控制装置还包括信号处理电路、单片机系统、发光二极管和继电器驱动电路，所述单片机系统内集成了比较器、PID控制器和极限参数比较器，所述水位传感器与信号处理电路连接，所述水位传感器设置在所述水塔内，将水位信息转换为电信号，传送到信号处理电路，所述信号处理电路通过A/D转换器分别与比较器、PID控制器和极限参数比较器连接，所述比较器与发光二级管连接，根据比较器输出结果，通过发光二极管显示水塔水位，所述PID控制器根据得到的水位的实际值，发送给继电器驱动电路，继电器驱动电路与水泵连接，控制水泵的运行，所述极限参数比较器与报警器连接。[0010]所述自动控制装置还包括电压检测电路和液晶显示屏，所述电压检测电路通过A/D转换器依次与标称变换器和显示驱动器连接，所述显示驱动器与所述液晶显示屏连接，所述电压检测电路采集所述太阳能光伏发电系统的太阳能电池板的电压值，所述标称变换器和显示驱动器也集成在所述单片机系统内。
[0011]所述自动控制装置还包括按键控制面板，所述按键控制面板通过单片机系统与水泵连接，所述按键面板上设有“手动/自动”按键、“上水”按键和“复位”按键。
[0012]所述太阳能光伏发电系统通过降压模块与所述自动控制装置的供电端连接。
[0013]所述水泵为直流电压水泵。
[0014]由于采用上述结构，本装置将太阳能水泵应用于农村家庭自来水供水系统，实施自来水的自动控制，为解决农村缺电缺水问题提供了有效途径；缓解了农村能源紧张，对节能减排具有深远意义；对农村推广节能环保的新能源技术具有重要作用。同时为实现了农村高效、低能耗、自动化的自来水供水，对实现新农村电气化具有重要作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的结构示意图；
[0016]图2为本实用新型的控制部分的结构示意图；
[0017]图3为本实用新型太阳能供电装置示意图；
[0018]附图中，1-水源，2-太阳能供电装置，3-水塔，4-控制装置，5-水阀，6-水泵。【具体实施方式】
[0019]如图1至图3所示:一种农村户用太阳能自来水供水系统，包括水路输送装置、太阳能光伏发电系统和自动控制装置。
[0020]水路输送装置的功能将水从水源处输送至所需用户，包括水泵6、水塔3、水管和水阀5。水泵6将水从水源I处抽到水塔3蓄储；当用户需水时，开启水阀5，水从水塔3，经由水管送出给用户。
[0021]参见图2，自动控制装置包括水位传感器及其信号处理电路、电压检测电路、按键、单片机系统、液晶显示器(用于显示电源电压值)、发光二极管(用于显示水塔水位)和继电器驱动电路。
[0022]其工作原理:水位传感器采集水塔的水位，通过信号处理，经过A/D转换器后，一方面送入单片机系统的PID控制器，PID控制器根据得到的水位的实际值，作出启动/关闭水泵的决策，发送给继电器驱动电路，控制水泵的运行；另一方面，送入比较器，根据比较器输出结果，通过发光二极管显示水塔水位；同时将水位传感器采集的实际水位值与极限参数比较，当实际值超过极限参数时，驱动报警器，提醒用户。
[0023]此外，监控系统还能监测太阳能电池板的发电状况。通过电压监测电路实时采集太阳能电池板的电压值，经过A/D转换器，送入单片机系统，单片机系统经过标称变换器，送入显示驱动器，通过液晶显示将实际电压值展示给用户；若电压值较低，发出电压的警示信号，提醒用户及时切换电压源开关。
[0024]按键用于人工干预控制，设置了三个功能键:“手动/自动”按键、“上水”按键和“复位”按键。“手动/自动”按键用于抽水水泵的自动开启或手动开启的切换，“上水”按键用于手动抽水启动，“复位”按键用于报警后解除后，重新恢复系统工作。
[0025]本自动控制装置功能是监控整个系统的运行，实时监测水塔水位，根据水塔水位调节控制水泵的运行，当水塔水位超过极限值(太低或太高)时，并及时进行报警；实时监测太阳能电源的电压，以便安全、可靠的供电。
[0026]参见图3，太阳能光伏发电系统2功能是为水泵、自动控制电路提供电能。系统中的水泵6采用了太阳能专用直流水泵。太阳能电池板产生的电压，通过降压斩波电路，输出24V直流电压，输送给直流水泵；另外，通过降压模块，产生5V的直流电压，提供给控制部分的供电，MPPT用于负载最大功率点的跟踪控制。若遇上雨天，太阳能供电不足时，电源切换至220V的交流市电，220V的交流电压通过直流稳压电源转换为24V直流电压，为水泵、控制部分供电。
【权利要求】
1.一种农村户用太阳能自来水供水系统，包括太阳能光伏发电系统、水路输送装置和自动控制装置，其特征在于:所述水路输送装置包括水塔、水阀和水泵，所述水塔通过进水管与水源连接，所述进水管上安装有水泵，所述水塔通过出水管连接到用水处，所述出水管的出水口安装有水阀；所述太阳能光伏发电系统的输出端与水泵和自动控制装置的供电端连接；所述自动控制装置包括水位传感器，所述水位传感器设置在所述水塔内，所述水位传感器的控制端与水泵连接。
2.根据权利要求1所述的农村户用太阳能自来水供水系统，其特征在于:所述自动控制装置还包括信号处理电路、单片机系统、发光二极管和继电器驱动电路，所述单片机系统内集成了比较器、PID控制器和极限参数比较器，所述水位传感器与信号处理电路连接，所述水位传感器设置在所述水塔内，将水位信息转换为电信号，传送到信号处理电路，所述信号处理电路通过A/D转换器分别与比较器、PID控制器和极限参数比较器连接，所述比较器与发光二级管连接，根据比较器输出结果，通过发光二极管显示水塔水位，所述PID控制器根据得到的水位的实际值，发送给继电器驱动电路，继电器驱动电路与水泵连接，控制水泵的运行，所述极限参数比较器与报警器连接。
3.根据权利要求2所述的农村户用太阳能自来水供水系统，其特征在于:所述自动控制装置还包括电压检测电路和液晶显示屏，所述电压检测电路通过A/D转换器依次与标称变换器和显示驱动器连接，所述显示驱动器与所述液晶显示屏连接，所述电压检测电路采集所述太阳能光伏发电系统的太阳能电池板的电压值，所述标称变换器和显示驱动器也集成在所述单片机系统内。
4.根据权利要求2或3所述的农村户用太阳能自来水供水系统，其特征在于:所述自动控制装置还包括按键控制面板，所述按键控制面板通过单片机系统与水泵连接，所述按键面板上设有“手动/自动”按键、“上水”按键和“复位”按键。
5.根据权利要求1所述的农村户用太阳能自来水供水系统，其特征在于:所述太阳能光伏发电系统通过降压模块与所述自动控制装置的供电端连接。
6.根据权利要求1所述的农村户用太阳能自来水供水系统，其特征在于:所述水泵为直流电压水泵。
【文档编号】E03B11/16GK203639980SQ201320791871
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】匡迎春, 沈岳, 欧明文, 曾文辉 申请人:湖南农业大学