CN104895141B - 一种适用于山区的光伏式逐级抽水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适用于山区的光伏式逐级抽水系统，自然水源抽水组件中的抽水池挖设在自然水源处，杂质过滤网下方的抽水池中设有一组第一水泵；第一光伏组合转化而来的电能对第一水泵供电；用户取水组件中的容器设置海拔高度高于自然水源抽水组件，容器上接通有一根取水管；自然水源抽水组件和用户取水组件之间设有至少2个抽水中继组件；抽水中继组件中的中间水池中设有第二水泵，第二水泵由第二光伏组合转化而来的电能驱动；中间水箱设置的海拔高度高于中间水池，中间水箱通过中间支架支撑在地面上。本发明采用逐级抽水方式，本发明利用太阳能来供能，清洁环保，价格低廉、易于实施和可靠性高。

Description

一种适用于山区的光伏式逐级抽水系统

技术领域

本发明属于用水输送领域，尤其涉及一种适用于山区的光伏式逐级抽水系统。

背景技术

水是生产生活必须的物质资源之一，但是在我国很多地方都存在着生产生活用水供应不足的问题，比如属于喀斯特地貌的渝东南、黔东北和湘西南地区，这类地区中自然水源地与用户地不仅有高度差，而且也存在距离差。生活在山区的很多居民居住分散、距离自然水源距离远是一种常见的缺水情况。虽然近年来政府花大力气通过各种方式想要解决这部分居民的生产生活用水问题，但由于生活习惯、耕地分布等原因，问题并没有得到根本解决。

此外，有部分特色农产品分布在高山区域，季节性缺水现象制约了种植规模扩大和经济效益的提升，进而制约了当地社会经济的发展。虽然通过提灌技术可以解决缺水的问题，但由于上述地区处于电力网络末端，供电稳定性差，加之当地道路交通情况差，施工难度大成本高，经济效益无从谈起。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种价格低廉、易于实施和可靠性高的适用于山区的光伏式逐级抽水系统。

本发明的技术方案如下：一种适用于山区的光伏式逐级抽水系统，其特征在于：包括自然水源抽水组件(C)和用户取水组件(Y)，其中自然水源抽水组件(C)包括抽水池(1)和第一光伏组合(5)，其中：所述抽水池(1)挖设在自然水源(Z)处，该抽水池上部水平设有杂质过滤网(2)，在杂质过滤网下方的抽水池(1)中设有一组第一水泵(3)，这些第一水泵(3)的出水口均与汇流管(4)相连；所述第一光伏组合(5)转化而来的电能对第一水泵(3)供电，并将水抽到蓄水箱(6)中，该蓄水箱设置的海拔高度高于抽水池(1)；所述蓄水箱(6)通过支架(7)支撑在地面上，该蓄水箱上自带有一根出水管(8)；

所述用户取水组件(Y)包括容器(9)和阀门(11)，其中容器(9)设置的海拔高度高于自然水源抽水组件(C)，该容器上接通有一根取水管(10)，并在取水管(10)的出水端装有一个所述阀门(11)；

所述自然水源抽水组件(C)和用户取水组件(Y)之间设有至少2个抽水中继组件(J)，这些抽水中继组件根据海拔高度的增大依次设置，并从水平距离上逐级靠近所述用户取水组件(Y)；

所述抽水中继组件(J)包括中间水池(12)和中间支架(15)，其中中间水池(12)中设有第二水泵(13)，该第二水泵由第二光伏组合(20)转化而来的电能驱动，并将水抽到中间水箱(14)中；所述中间水箱(14)设置的海拔高度高于中间水池(12)，该中间水箱通过所述中间支架(15)支撑在地面上，且中间水箱(14)上自带有一根中间出水管(16)；

所述自然水源抽水组件(C)中蓄水箱(6)设置的海拔高度高于第一个抽水中继组件(J)中的中间水池(12)，蓄水箱(6)通过自带的出水管(8)对该中间水池供水；前面一个所述抽水中继组件(J)中中间水箱(14)设置的海拔高度高于后面一个抽水中继组件(J)中的中间水池(12)，这个中间水箱(14)通过自带的中间出水管(16)对该中间水池供水；最后一个所述抽水中继组件(J)中中间水箱(14)设置的海拔高度高于用户取水组件(Y)中的容器(9)，这个中间水箱(14)通过自带的中间出水管(16)对该容器供水。

在上述技术方案中，本发明采用逐级抽水方式，抽水中继组件(J)的数目根据实际情况相应增减，且本发明利用太阳能来供能，清洁环保，价格低廉、易于实施和可靠性高，很好地克服了传统技术采用市电来抽水缺陷，特别适用于解决山区供水问题。

作为本案重要的优选设计，所述容器(9)中投入有杀菌灯组件(S)，该杀菌灯组件包括石英管(21)和下盖(25)，其中石英管(21)内封装有紫外灯管(22)，该紫外灯管下端与带配重的下电极固定座(23)相连，紫外灯管(22)上端与上电极固定座(24)相连；所述下盖(25)固设在石英管(21)上端，该下盖与上盖(26)扣合在一起，这两个盖之间设有密封件，且这两个盖扣合后形成的内腔中装有紫外灯控制电路板(27)，该紫外灯控制电路板上的防水电源线(28)伸到所述上盖(26)外面。

采用以上结构，所述杀菌灯组件(S)可以对容器(9)中的水杀菌，以便改善卫生情况。

作为优选，所述抽水中继组件(J)的数目为2-5个。

在上述技术方案中，抽水中继组件(J)的具体数目根据实际情况做相应调整。在用户距离水源落差较大、距离较远时可以适当多增加几个抽水中继组件，其数目并不一定局限于本实施例中所述的2-5个。

在本案中，所述支架(7)和中间支架(15)的结构形式相同，并为塔架式结构或立柱式结构。

在上述技术方案中，大容积的中间水箱(14)采用塔架式来支撑，牢固性好，但施工难度和成本较高。立柱式支撑结构适合支撑小容量的中间水箱(14)，施工容易且成本低廉，由于有防倾倒钢拉索保护，安全性有足够的保证。

为了便于实时监测液位，以便后续控制第一、二水泵的工作状态，特在所述抽水池(1)、中间水池(12)、中间水箱(14)和容器(9)内的顶部均装有液位传感器(17)。

有益效果：本发明采用逐级抽水方式，抽水中继组件的数目根据实际情况相应增减，且本发明利用太阳能来供能，清洁环保，价格低廉、易于实施和可靠性高，很好地克服了传统技术采用市电来抽水缺陷，特别适用于解决山区供水问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中抽水池的示意图。

图3为图1中中间水池泵的示意图。

图4为本发明支架和中间支架的第一种实施例。

图5为本发明支架和中间支架的第二种实施例。

图6为图1中容器的示意图。

图7为图6中容器内的杀菌灯组件示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1--7所示，一种适用于山区的光伏式逐级抽水系统，主要由自然水源抽水组件C、抽水中继组件J和用户取水组件Y构成。其中，自然水源抽水组件C主要包括抽水池1、杂质过滤网2、第一水泵3、汇流管4、第一光伏组合5、蓄水箱6、支架7和出水管8构成，其中抽水池1挖设在自然水源Z处，该抽水池上部水平设有杂质过滤网2，在杂质过滤网下方的抽水池1中设有一组第一水泵3，这些第一水泵3的出水口均与汇流管4相连。第一光伏组合5转化而来的电能对第一水泵3供电，并将水抽到蓄水箱6中，该蓄水箱6设置的海拔高度高于抽水池1。蓄水箱6通过支架7支撑在地面上，该蓄水箱6上自带有一根出水管8。在本案中，第一光伏组合5的结构为现有技术，在此不做赘述。

用户取水组件Y设在用户处，主要由容器9、取水管10和阀门11构成。其中，容器9设置的海拔高度高于自然水源抽水组件C设置的海拔高度，该容器9上接通有一根取水管10，并在取水管10的出水端装有一个阀门11。用户在需要用水的时候，开启阀门11就可以使用。

在容器9中投入有一个杀菌灯组件S，该杀菌灯组件S包括石英管21和下盖25，其中石英管21内封装有紫外灯管22，该紫外灯管22下端与带配重的下电极固定座23相连，紫外灯管22上端与上电极固定座24相连。下盖25固设在石英管21上端，该下盖与上盖26扣合在一起，这两个盖之间设有密封件，且这两个盖扣合后形成的内腔中装有紫外灯控制电路板27，该紫外灯控制电路板27上的防水电源线28伸到上盖26外面。在本案中，紫外灯控制电路板27采用现有技术，而防水电源线28可利用第二光伏组合20转化而来的电能。

如图1--6所示，自然水源抽水组件C和用户取水组件Y之间设有至少2个抽水中继组件J，这些抽水中继组件J根据海拔高度的增大依次设置，并从水平距离上逐级靠近用户取水组件Y。在本发明中，低海拔高度的抽水中继组件J为前面一个抽水中继组件，高海拔高度的抽水中继组件J为后面一个抽水中继组件。在本案中，抽水中继组件J的数目为2-5个。

抽水中继组件J主要由中间水池12、第二水泵13、中间水箱14、中间支架15和中间出水管16构成。其中，中间水池12中设有第二水泵13，该第二水泵13由第二光伏组合20转化而来的电能驱动，并将水抽到中间水箱14中。在本案中，第二光伏组合20的结构为现有技术，第二光伏组合20中光伏阵列的容量和布局方式根据用水量、当地光伏资源条件、水泵规格等因素综合确定，蓄电池组容量也做类似考虑。如果距离电网较近，可以充分利用电网，采用并离网混合工作模式，如带有市电旁路的离网光伏模式，或者并网优先的离网模式等等。中间水箱14设置的海拔高度高于中间水池12设置的海拔高度，该中间水箱14通过中间支架15支撑在地面上，且中间水箱14上自带有一根中间出水管16。支架7和中间支架15的结构形式相同，并为塔架式结构或立柱式结构。

如图1--6所示，蓄水箱6设置的海拔高度高于第一个抽水中继组件J中的中间水池12设置的海拔高度，蓄水箱6通过自带的出水管8对该中间水池12供水。前面一个抽水中继组件J中中间水箱14设置的海拔高度高于后面一个抽水中继组件J中的中间水池12设置海拔高度，这个中间水箱14通过自带的中间出水管16对该中间水池12供水。最后一个抽水中继组件J中中间水箱14设置的海拔高度高于用户取水组件Y中容器9设置的海拔高度，这个中间水箱14通过自带的中间出水管16对该容器9供水。采用上述结构，这样就便于利用水自身的重力，使蓄水箱6中的水自动流到中间水池12中，前面一个抽水中继组件J中中间水箱14的水自动流到后面一个抽水中继组件J中中间水箱14，最后一个抽水中继组件J中中间水箱14的水自动流到容器9中。

为了便于实时监测液位，抽水池1、中间水池12、中间水箱14和容器9内的顶部均装有液位传感器17。

需要特别说明的是，本案采用太阳能供电。如果需要，也可以引入风力发电技术供电。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种适用于山区的光伏式逐级抽水系统，其特征在于：包括自然水源抽水组件(C)和用户取水组件(Y)，其中自然水源抽水组件(C)包括抽水池(1)和第一光伏组合(5)，其中：所述抽水池(1)挖设在自然水源(Z)处，该抽水池上部水平设有杂质过滤网(2)，在杂质过滤网下方的抽水池(1)中设有一组第一水泵(3)，这些第一水泵(3)的出水口均与汇流管(4)相连；所述第一光伏组合(5)转化而来的电能对第一水泵(3)供电，并将水抽到蓄水箱(6)中，该蓄水箱设置的海拔高度高于抽水池(1)；所述蓄水箱(6)通过支架(7)支撑在地面上，该蓄水箱上自带有一根出水管(8)；

所述用户取水组件(Y)包括容器(9)和阀门(11)，其中容器(9)设置的海拔高度高于自然水源抽水组件(C)，该容器上接通有一根取水管(10)，并在取水管(10)的出水端装有一个所述阀门(11)；

所述自然水源抽水组件(C)和用户取水组件(Y)之间设有至少2个抽水中继组件(J)，这些抽水中继组件根据海拔高度的增大依次设置，并从水平距离上逐级靠近所述用户取水组件(Y)；

所述抽水中继组件(J)包括中间水池(12)和中间支架(15)，其中中间水池(12)中设有第二水泵(13)，该第二水泵由第二光伏组合(20)转化而来的电能驱动，并将水抽到中间水箱(14)中；所述中间水箱(14)设置的海拔高度高于中间水池(12)，该中间水箱通过所述中间支架(15)支撑在地面上，且中间水箱(14)上自带有一根中间出水管(16)；

所述自然水源抽水组件(C)中蓄水箱(6)设置的海拔高度高于第一个抽水中继组件(J)中的中间水池(12)，蓄水箱(6)通过自带的出水管(8)对该中间水池供水；前面一个所述抽水中继组件(J)中中间水箱(14)设置的海拔高度高于后面一个抽水中继组件(J)中的中间水池(12)，这个中间水箱(14)通过自带的中间出水管(16)对该中间水池供水；最后一个所述抽水中继组件(J)中中间水箱(14)设置的海拔高度高于用户取水组件(Y)中的容器(9)，这个中间水箱(14)通过自带的中间出水管(16)对该容器供水；

所述容器(9)中投入有杀菌灯组件(S)，该杀菌灯组件包括石英管(21)和下盖(25)，其中石英管(21)内封装有紫外灯管(22)，该紫外灯管下端与带配重的下电极固定座(23)相连，紫外灯管(22)上端与上电极固定座(24)相连；所述下盖(25)固设在石英管(21)上端，该下盖与上盖(26)扣合在一起，这两个盖之间设有密封件，且这两个盖扣合后形成的内腔中装有紫外灯控制电路板(27)，该紫外灯控制电路板上的防水电源线(28)伸到所述上盖(26)外面；所述支架(7)和中间支架(15)的结构形式相同，并为塔架式结构或立柱式结构。

2.根据权利要求1所述适用于山区的光伏式逐级抽水系统，其特征在于：所述抽水中继组件(J)的数目为2-5个。

3.根据权利要求1或2所述适用于山区的光伏式逐级抽水系统，其特征在于：所述抽水池(1)、中间水池(12)、中间水箱(14)和容器(9)内的顶部均装有液位传感器(17)。