CN103477946A - 风光互补供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风光互补供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，属于新能源节能环保技术领域。太阳照射太阳能电池产生电流，电流通过导电线、光伏控制器、汇流器、汇流后控制器输入储能电池储存电能。风力吹动旋转叶片快速旋转、带动风力发电机产生电流，电流通过导电线、风电控制器、汇流器、汇流后控制器输入储能电池储存电能。雨水落进凹形顶面集雨水护栏的凹形顶面集雨水槽中汇集成水流，水流经过漏水孔、漏水管进入地下雨水收集池储蓄雨水。从储能电池输出的电流，通过导电线、汇流后控制器输入提水泵提供动力用电，提水泵工作时、通过提水管提升水流进入提水泵内增压，增压后的水流通过浇水管和浇水龙头向绿化树木浇灌水流。

Description

风光互补供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置

技术领域

本发明涉及风光互补供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，属于新能源节能环保技术领域。

背景技术

2013年6月下旬至8月中旬由于长时间受西北太平洋副热带高压或者是大陆高压的暖高压控制，造成中国南方出现大范围的持续高温天气。6月下旬江苏省无锡市就出现两个高温日，到7月15日已出现了15个高温日，其中有7个气温超过37℃的酷暑日，此后无锡气温一路升高到8月7日和8月9日的40.3度。8月5日中国超过35℃的高温覆盖面积约达150万平方公里，超过40℃以上的约7万平方公里，8月7日中国南方有9个省的气温超过40℃，重庆40.7℃、上海40.8℃、杭州41.2℃，浙江省奉化的气温达到43.5℃，江苏多地区高温天数破历史记录，8月12日浙江省绍兴市新昌县最高气温达到44.1℃。网友戏称：“南方包热，江浙沪包熟。”在多日高温烘烤下，江浙沪许多绿化树木叶片卷曲，枝条干枯甚至全株枯死。

高温伴随着少雨，大面积的持续高温，让中国南方的干旱形势更加严峻，截止8月6日，全国有6476万亩耕地受旱。由于全国的绿化带中，普遍没有收集雨水的设施，特别是城市建设中，排水系统不健全，雨水和污水不分流，绿化带建设中没有考虑到同时建设储水设施，加上近年来气候变化，暴雨增多，暴雨猛下发生内涝，排除积水后又逢烈日曝晒，绿化带干旱需要浇水，发动以柴油机或汽油机为动力的运水车开到远处的河道旁边抽取河水，然后运到绿化带旁，使用以柴油机或汽油机为动力的喷水机向绿化树木浇灌河水，这样做，不仅工作效率低，而且污染环境重，因为柴油机或汽油机在取水、运水、提水、喷水的工作过程中提供动力时排放了大量的二氧化碳和有害气体。

发生高温、干旱的根本原因是地球上的生态环境发生了退化，生态环境的平衡受到影响，人类在工业生产中燃烧大量的煤炭、排放大量的二氧化碳，人类制造的汽车在行驶中排放大量的尾气，大气中以二氧化碳为主的温室气体浓度的增加产生了温室效应，推动了气候变化，给地球上人类的生存和发展造成了越来越大的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供风光互补供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置。

2013年8月8日中国科学院院士、生态学家张新时应邀来无锡开讲：‘生态重建与生态恢复’，他很高兴的看到，无锡生态建设规划中有三个喜人的数据：一是非化石燃料占比要发展到9%，即太阳能、风能等新能源占比要达到9%，德国的能源结构中风力发电占14%，二是自然水体的保护要达到45%，三是无锡的绿化规模要达到39%、林木的覆盖率达到27%。

看来，加强植树造林，利用绿色植物的光合作用来固定二氧化碳，保持地球上适宜人类居住的温度和湿度，缓解气候变化，重建生态，才能减少高温和暴雨的发生，这是人类生存和可持续发展的努力方向。大力发展和应用太阳能、风能等清洁能源，减少化石燃料煤和石油的使用，减少二氧化碳的排放是保护地球生态环境的重大措施。千方百计回收利用、节约使用水资源可以保证绿化树木的健壮生长，使绿化树木固定更多的二氧化碳，释放更多的氧气来满足人类和哺乳动物的呼吸需求。在本发明中，种植绿化树木时，首先必须在绿化带下面建造地下雨水收集池，为绿化树木的正常生长储蓄雨水，改造现有的不能收集雨水的平顶或微凸形护栏顶面，制造可以收集雨水的凹形顶面集雨水护栏，在降雨时利用凹形顶面集雨水槽收集一部分雨水形成水流，水流经过凹形顶面集雨水槽的底部、漏水孔和漏水管流入地下雨水收集池储蓄雨水备用，在适宜的地方，也可以建造一部分地面雨水收集池。清除地下雨水收集池周围的石块和建筑垃圾，填埋既能排水、又能保水的土壤结构好的优质壤土，这样做有利于绿化树木的根部生长发育良好，顺利吸收水分和养分，供给绿化树木地上部分的枝叶生长。由于科学技术的迅速发展，利用太阳能发电和风力发电产生的电能互相补充来驱动提水泵工作，提水泵通过提水管提升地下雨水收集池中储蓄的雨水输入提水泵内加压后，通过浇水管和浇水龙头向绿化带中种植的乔木树和灌木树浇灌水分的动力来源采用清洁能源更好。因为多种太阳能电池的光电转换效率通过制造工艺的改进，其光电转换效率越来越高，在阳光照射下产生的电能越来越多。过去的风力发电机主要利用风速每秒6米到风速每秒9米的风力发电，随着风力发电机产品的多样化，产品的结构更加灵巧，利用风速每秒1.5米到风速每秒3米的风力发电机的工作效率不断提高。晴天，太阳光照射硅基太阳能电池产生较大量的电流，夜晚，月光照射铜铟镓硒太阳能电池或染料敏化太阳能电池能够产生较小量的电流。太阳能发电还受到空中云系变化的影响。风力发电在白天或夜间都可以进行，只要风力达到一定的级别，风力吹动旋转叶片快速旋转、就能带动风力发电机产生电流。太阳能发电与风力发电互为补充，可以达到向提水泵均衡供电的目的。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

由旋转叶片1、风力发电机2、风电控制器3、太阳能电池4、导电线5、光伏控制器6、汇流器7、汇流后控制器8、储能电池9、提水泵10、浇水管11、浇水龙头12、提水管13、凹形顶面集雨水护栏14、漏水孔15、漏水管16、护栏支柱17、道路绿化带护栏基础18、无线水位传感器19、地下雨水收集池20共同组成风光互补供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，在绿化带中种植有、灌木树21、乔木树22；

在道路绿化带护栏基础18上安装一根粗的供电杆，在供电杆的上段自上向下依次安装有太阳能电池4、导电线5、光伏控制器6、风电控制器3，在供电杆上段的一侧安装有供电支杆，在供电支杆的上部安装有旋转叶片1、风力发电机2，在供电杆中段自上向下安装有汇流器7、汇流后控制器8、储能电池9，在地下雨水收集池20上安装有提水管13，提水管13的下段伸进地下雨水收集池20中，提水管13的顶端安装有提水泵10、浇水管11和浇水龙头12，在道路绿化带护栏基础18上按照一定的间距安装护栏支柱17，在护栏支柱17的上端安装凹形顶面集雨水护栏14，在凹形顶面集雨水护栏14的凹形顶面集雨水槽的底部按照一定的间距开设漏水孔15，在漏水孔15的下方连接有漏水管16，漏水管16穿过道路绿化带护栏基础18伸进并悬吊在地下雨水收集池20内的中空位置，地下雨水收集池20建造在绿化带的下方，地下雨水收集池20上安装有无线水位传感器19，无线水位传感器19的下段伸进地下雨水收集池20的内部，在绿化带中种植有灌木树21和乔木树22；

太阳能电池4通过导电线5与光伏控制器6连接，光伏控制器6通过导电线5与汇流器7连接，汇流器7通过导电线5与汇流后控制器8连接，汇流后控制器8通过导电线5与提水泵10连接，汇流后控制器8通过导电线5与储能电池9连接，风力发电机2通过导电线5与风电控制器3连接，风电控制器3通过导电线5与汇流器7连接，汇流器7通过导电线5与汇流后控制器8连接，汇流后控制器8通过导电线5与提水泵10连接，汇流后控制器8通过导电线5与储能电池9连接。

太阳能电池4是单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池或化合物太阳能电池。

风力发电机2是垂直轴式风力发电机或水平轴式风力发电机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：①节能。在取水、运水，提水并向绿化树木浇灌水流的机械作业中不再依靠排放二氧化碳和有害气体的化石能源，改为使用不排放二氧化碳的光伏电力和风电互相补充的能源，完全节省了化石能源。②保护环境。由于在取水、运水的过程中不再使用以柴油机或汽油机为动力的运水车，在提水、浇水的过程中不再使用以柴油机或汽油机为动力的提水泵，解决了柴油机或汽油机在进行作业时排放二氧化碳和有害气体污染环境的问题。③节约水资源。从天空中降落的雨水是绿化树木的天然水源，由于现有的绿化带中缺少利用雨水的设施，雨水滋养绿化树木的生态系统受到影响，雨水资源得不到储存和利用，浪费严重。本发明能收集一部分雨水用于浇灌绿化树木，重新建立节约用水、回收利用好雨水的生态系统。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

太阳照射太阳能电池产生电流，电流通过导电线、光伏控制器、汇流器、汇流后控制器输入储能电池储存电能。风力吹动旋转叶片快速旋转、带动风力发电机产生电流，电流通过导电线、风电控制器、汇流器、汇流后控制器输入储能电池储存电能。雨水落进凹形顶面集雨水护栏的凹形顶面集雨水槽中汇集成水流，水流经过漏水孔、漏水管进入地下雨水收集池储蓄雨水。从储能电池输出的电流，通过导电线、汇流后控制器输入提水泵提供动力用电，提水泵工作时、通过提水管提升水流进入提水泵内增压，增压后的水流通过浇水管和浇水龙头向绿化树木浇灌水流。

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

       由旋转叶片1、风力发电机2、风电控制器3、太阳能电池4、导电线5、光伏控制器6、汇流器7、汇流后控制器8、储能电池9、提水泵10、浇水管11、浇水龙头12、提水管13、凹形顶面集雨水护栏14、漏水孔15、漏水管16、护栏支柱17、道路绿化带护栏基础18、无线水位传感器19、地下雨水收集池20共同组成风光互补供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，在绿化带中种植有灌木树21、乔木树22；

在道路绿化带护栏基础18上安装一根粗的供电杆，在供电杆的上段自上向下依次安装有太阳能电池4、导电线5、光伏控制器6、风电控制器3，在供电杆上段的一侧安装有供电支杆，在供电支杆的上部安装有旋转叶片1、风力发电机2，在供电杆中段自上向下安装有汇流器7、汇流后控制器8、储能电池9，在地下雨水收集池20上安装有提水管13，提水管13的下段伸进地下雨水收集池20中，提水管13的顶端安装有提水泵10、浇水管11和浇水龙头12，在道路绿化带护栏基础18上按照一定的间距安装护栏支柱17，在护栏支柱17的上端安装凹形顶面集雨水护栏14，在凹形顶面集雨水护栏14的凹形顶面集雨水槽的底部按照一定的间距开设漏水孔15，在漏水孔15的下方连接有漏水管16，漏水管16穿过道路绿化带护栏基础18伸进并悬吊在地下雨水收集池20内的中空位置，地下雨水收集池20建造在绿化带的下方，地下雨水收集池20上安装有无线水位传感器19，无线水位传感器19的下段伸进地下雨水收集池20的内部，在绿化带中种植灌木树21和乔木树22；

太阳能电池4通过导电线5与光伏控制器6连接，光伏控制器6通过导电线5与汇流器7连接，汇流器7通过导电线5与汇流后控制器8连接，汇流后控制器8通过导电线5与提水泵10连接，汇流后控制器8通过导电线5与储能电池9连接，风力发电机2通过导电线5与风电控制器3连接，风电控制器3通过导电线5与汇流器7连接，汇流器7通过导电线5与汇流后控制器8连接，汇流后控制器8通过导电线5与提水泵10连接，汇流后控制器8通过导电线5与储能电池9连接。

太阳能电池4是单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池或化合物太阳能电池。

风力发电机2是垂直轴式风力发电机或水平轴式风力发电机。

太阳光照射太阳能电池产生电流，电流通过导电线输入光伏控制器进行调整、接着通过导电线输入汇流器，风力吹动旋转叶片快速旋转、带动风力发电机产生电流，电流通过导电线输入风电控制器、接着通过导电线输入汇流器，光伏电力和风电两股电流在汇流器中汇合，汇合后的电流通过导电线输入汇流后控制器进一步调整、接着通过导电线输入提水泵、驱动提水泵工作，电能在提水泵内转换成机械能，提水泵耗用机械能通过提水管提升地下雨水收集池内储蓄的雨水进入提水泵内加压，加压后的雨水流通过浇水管和浇水龙头浇灌绿化带中的红花继木、月季、茉莉、紫丁香、水蜡、红叶石楠、四季锦带等灌木树和香樟、梧桐、桂花、雪松、马褂木、刺楸、紫花槐、香椿等乔木树。从汇流后控制器输出的电流也可以通过导电线输入储能电池储存电能。

现举出实施例如下：

实施例一：

太阳照射单晶硅太阳能电池产生电流，电流通过导电线、光伏控制器、汇流器、汇流后控制器输入储能电池储存电能。风力吹动旋转叶片快速旋转、带动垂直轴式风力发电机产生电流，电流通过导电线、风电控制器、汇流器、汇流后控制器输入储能电池储存电能。雨水落进凹形顶面集雨水护栏的凹形顶面集雨水槽中汇集成水流，水流经过漏水孔、漏水管进入地下雨水收集池储蓄雨水。从储能电池输出的电流，通过导电线、汇流后控制器输入提水泵提供动力用电，提水泵工作时、提水泵通过提水管提升水流进入提水泵内增压，增压后的水流通过浇水管和浇水龙头向绿化树木浇灌水流。

实施例二：

太阳照射多晶硅太阳能电池产生电流，电流通过导电线、光伏控制器、汇流器、汇流后控制器输入储能电池储存电能。风力吹动旋转叶片快速旋转、带动水平轴式风力发电机产生电流，电流通过导电线、风电控制器、汇流器、汇流后控制器输入储能电池储存电能。雨水落进凹形顶面集雨水护栏的凹形顶面集雨水槽中汇集成水流，水流经过漏水孔、漏水管进入地下雨水收集池储蓄雨水。从储能电池输出的电流，通过导电线、汇流后控制器输入提水泵提供动力用电，提水泵工作时、提水泵通过提水管提升水流进入提水泵内增压，增压后的水流通过浇水管和浇水龙头向绿化树木浇灌水流。

Claims (3)

1.风光互补供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，其特征是，由旋转叶片（1）、风力发电机（2）、风电控制器（3）、太阳能电池（4）、导电线（5）、光伏控制器（6）、汇流器（7）、汇流后控制器（8）、储能电池（9）、提水泵（10）、浇水管（11）、浇水龙头（12）、提水管（13）、凹形顶面集雨水护栏（14）、漏水孔（15）、漏水管（16）、护栏支柱（17）、道路绿化带护栏基础（18）、无线水位传感器（19）、地下雨水收集池（20）共同组成风光互补供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，在绿化带中种植有灌木树（21）、乔木树（22）；

在道路绿化带护栏基础（18）上安装一根粗的供电杆，在供电杆的上段自上向下依次安装有太阳能电池（4）、导电线（5）、光伏控制器（6）、风电控制器（3），在供电杆上段的一侧安装有供电支杆，在供电支杆的上部安装有旋转叶片（1）、风力发电机（2），在供电杆中段自上向下安装有汇流器（7）、汇流后控制器（8）、储能电池（9），在地下雨水收集池（20）上安装有提水管（13），提水管（13）的下段伸进地下雨水收集池（20）中，提水管（13）的顶端安装有提水泵（10）、浇水管（11）和浇水龙头（12），在道路绿化带护栏基础（18）上按照一定的间距安装护栏支柱（17），在护栏支柱（17）的上端安装凹形顶面集雨水护栏（14），在凹形顶面集雨水护栏（14）的凹形顶面集雨水槽的底部按照一定的间距开设漏水孔（15），在漏水孔（15）的下方连接有漏水管（16），漏水管（16）穿过道路绿化带护栏基础（18）伸进并悬吊在地下雨水收集池（20）内的中空位置，地下雨水收集池（20）建造在绿化带的下方，地下雨水收集池（20）上安装有无线水位传感器（19），无线水位传感器（19）的下段伸进地下雨水收集池（20）的内部，在绿化带中种植灌木树（21）和乔木树（22）；

太阳能电池（4）通过导电线（5）与光伏控制器（6）连接，光伏控制器（6）通过导电线（5）与汇流器（7）连接，汇流器（7）通过导电线（5）与汇流后控制器（8）连接，汇流后控制器（8）通过导电线（5）与提水泵（10）连接，汇流后控制器（8）通过导电线（5）与储能电池（9）连接，风力发电机（2）通过导电线（5）与风电控制器（3）连接，风电控制器（3）通过导电线（5）与汇流器（7）连接，汇流器（7）通过导电线（5）与汇流后控制器（8）连接，汇流后控制器（8）通过导电线（5）与提水泵（10）连接，汇流后控制器（8）通过导电线（5）与储能电池（9）连接。

2.根据权利要求1所述的风光互补供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，其特征是，所述的太阳能电池（4）是单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池或化合物太阳能电池。

3.根据权利要求1所述的风光互补供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，其特征是，所述的风力发电机（2）是垂直轴式风力发电机或水平轴式风力发电机。

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