CN109006653A - 一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置。耐盐雾腐蚀的太阳能光伏面板，以适宜倾角采用倒刺三桩腿方式固定安装在养殖池塘2米以深的水域，占据水域面积的1/3至3/5，三桩腿之间以三角形铰链相连接可抵御十年一遇风暴的侵袭。三桩腿水面以上至光伏面板之间安装蓄电池及控制器、超声波雾化器、增氧充气泵，光伏面板向蓄电池供电，蓄电池向超声波雾化器、增氧充气泵供电，具备防水功能。控制器与置于水底的水温及溶解氧含量探头相连接，并可设定控制超声波雾化器、增氧充气泵的工作。本发明具有太阳能光伏面板与超声波雾化双重遮阳降温的效果，可有效避免池塘水温在夏季高温季节过度升高、溶解氧过度降低，绿色环保，应用前景广阔。

Description

一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置

技术领域

本发明属于水域环境与资源领域，涉及一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置，有助于夏季高温季节渔业生产养殖池塘避免阳光直射暴晒，同时利用光伏发电的电力进行喷雾降温与增氧，保障养殖池塘中的渔业生物顺利度过高温严酷季节，提高生产成功率与生产效益。

背景技术

近年来全球变暖日趋严重，虽然全球变暖是否属实尚存在着争议，但各种极端天气事件愈加频繁与严重地发生也是不争的事实，如夏季热浪往往席卷全球，造成各种异常事件及生产损失。例如在2018年夏季，热浪侵袭全球，北半球各地的异常高温屡见不鲜。水是世界上热容量最大的物质，因而大面积水域的水温变化通常比较缓慢，不易出现似气温剧烈变化那样的极端事件。纵然如此，对于水深相对较浅、水域面积相对不大的养殖池塘而言，其水温在夏季高温季节往往也会过高，甚至超过所养殖渔业生物的耐受极限，如果持续很长时间，极易导致巨大经济损失。关于2018年养殖池塘水温过高所导致的水产养殖损失尚无完备的统计资料，仅仅以海水养殖行业中海参养殖一个品种为例，山东、辽宁沿海地区海参池塘养殖生产的企业及个体经营者，普遍在2018年夏季高温季节中遭受极为惨重的损失。很多地区海参池塘养殖几乎遭到毁灭性打击，据报道一些地区的海参养殖池塘80％以上全军覆没、颗粒无收，夏眠中的海参对于33摄氏度以上的高水温毫无抵抗力，几乎全部被“烫死”，损失极为惨烈，据评估相关直接经济损失愈数百亿元人民币。

当人们面对夏季极端高温天气这样异常事件时，基本上是束手无策，属于不可抗拒力的自然灾害性因素。在夏季高温季节海参池塘养殖生产中，当人们眼睁睁地看着巨大损失发生时，只能采取倾倒碎冰降温、遮阳降温、抓紧时间抢收等极为有限的措施，往往是杯水车薪、螳臂当车，基本不可能有效地降低养殖池塘的水温，其效果与作用微乎其微，几乎可以忽略不计。本发明针对这种现实情况与迫切需求，设计了一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置，可以有效地在夏季高温季节为养殖池塘提供不耗能的降温装备与措施，有助于提高池塘养殖生产成功的可能性，具有良好的市场应用前景。

发明内容

为应对全球变暖趋势及相应的夏季严酷高温季节对于水产养殖池塘的不利影响，本专利创新性地提出了一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置，可利用太阳能光伏面板进行水面的遮阳降温，同时光伏发电所产生的电能，可以进行喷雾降温和增氧，从而能够有效地避免养殖池塘水面被阳光直射暴晒，阻止水产养殖池塘水体的水温过度升高，避免所养殖的渔业生物遭受夏季高温季节过高水温的危害，保障养殖生产的顺利进行，提高生产效益。

本发明的技术方案是：

一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置，包括耐盐雾腐蚀的太阳能光伏面板、固定支撑桩腿、自动清扫刷、蓄电池及控制器、超声波雾化器、增氧充气泵，太阳能光伏面板通过固定支撑桩腿安装在养殖池塘水深2.0米以上的水域，固定支撑桩腿下部为倒刺结构，便于固定于池塘底部；太阳能光伏面板的安装倾角随养殖池塘所在纬度而有所变化，但不低于15°，不高于60°；太阳能光伏面板顶端设置自动清扫刷；固定支撑桩腿水面以上与太阳能光伏面板之间的空间中，以焊接或者铆接方式安装蓄电池及控制器、超声波雾化器、增氧充气泵，太阳能光伏面板向蓄电池供电，蓄电池向超声波雾化器、增氧充气泵供电，所有电路具备防水功能；控制器与置于水底的水温及溶解氧含量探头相连接，并向超声波雾化器、增氧充气泵发送控制信号，进而控制超声波雾化器汲取池塘水进行雾化喷雾、增氧充气泵向水底的充气石供气增氧。

上述养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置，采用经过盐雾腐蚀耐受实验的太阳能光伏面板，按照《光伏发电站设计规范》GB50797-2012相关要求安装在高于养殖池塘水面0.5米以上的位置。具体安装方式是，采用三桩腿式直接安装于养殖池塘底质上，桩腿采用不锈钢钢材或者钢筋混凝土杆件，三根桩腿的倒刺桩脚埋入池塘底质中0.5米以上，三根桩腿之间用三角形固定支持铰链相连接，其稳定强度可以抵抗当地10年一遇风暴的侵袭。遮阳太阳能光伏装置安装处的水深不低于2米，加上深入底泥、露出水面的高度，所以支撑桩腿的高度其中2根不低于3米，另一根桩腿高度根据光伏面板的安装倾角而进行适宜地调整。

本发明中的太阳能光伏面板主要功能为养殖池塘遮阳降温，避免养殖池塘水体被夏季阳光直射暴晒而温度过高，也就是说，尽力获得更多的水面遮阳阴影面积，因此其安装倾角不宜过大，不超过60°，以免所形成的阴影面积过小。可根据相关标准，依据养殖池塘所在地理纬度而有所变化；为获得更多的光伏面板阴影部分面积，安装倾角适宜偏低。但为清除雨水、水滴的需要，本发明中太阳能光伏面板的安装倾角也不宜过小，以免雨水、灰尘等杂物难以在重力作用下自动掉落，其安装倾角不宜低于15°。本发明太阳能光伏面板上还设有面板自动清扫刷，由电动机驱动其在太阳能光伏面板上扫过，以定时自动清扫其上的雾滴、灰尘等杂物，避免其对于光伏发电的影响。

在本发明遮阳光伏面板下方、池塘水面以上的桩腿支撑架空间中，设置有蓄电池及控制器、超声波雾化器、增氧充气泵。太阳能光伏面板所产生的电力提供给蓄电池进行充电和蓄电，然后蓄电池为超声波雾化器、增氧充气泵提供电力供应，必要时蓄电池也可以接入市电进行变压充电。池塘溶解氧含量、水温数据由本装置安装在池塘底部的感应探头实时监测，并根据养殖生物不同而设定相应的监测与启动标准，当水温高于某一数值时启动超声波雾化器，当溶解氧含量低于某一数值时启动增氧充气泵。超声波雾化器直接抽取池塘中的养殖用水，利用太阳能光伏面板充电的蓄电池电力驱动，雾化水滴并向外喷出，其雾气喷嘴伸出太阳能光伏面板之外，尽量扩散所喷雾的面积；雾化水滴的粒径不超过200微米，在阳光的暴晒下，这些微小的雾滴很容易被气化，其气化吸热可以带走热量，从而阻止池塘水温的进一步升高并危及养殖生物的安全。超声波雾化器与增氧充气泵的功率均不低于5瓦特，增氧充气能力不低于5升/分钟。因此，本发明装置的实际遮阳面积不仅仅是太阳能光伏面板所形成的阴影面积，还包括其中超声波雾化器形成雾气所笼罩的面积，并且超声波雾化的微小水滴被阳光照射气化带走大量的热量，大大提高了遮阳降温效果。该装置的运行控制方式根据实际情况，由控制器设定；根据实际养殖生物种类的不同以及地域情况，利用水温与溶解氧含量探头反馈的信号，设定温度超过预警值时启动超声波雾化器喷雾进行遮阳降温，设定溶解氧含量低于预警值时启动增氧充气泵进行充气增氧。

为防止水鸟在本装置上停留、筑巢，或者捕食池塘养殖生物，在本装置上设置若干驱鸟专用的风动小风车，当有风吹动时，或者鸟类试图降落在本发明装置上而引起的空气扰动时，均会驱动防鸟风动小风车的迅速转动，从而对鸟类起到恐吓与吓阻作用，迫使水鸟或者其他鸟类不会在本发明装置上降落和停留，避免对本装置太阳能光伏面板的侵害，预防水鸟对池塘养殖生物的危害。

本发明遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置在养殖池塘中可以多组并联使用，也可以每一组各自独立工作，一组独立的装置其有效光伏发电面积不低于0.2平方米。或者对于一个池塘中的各组遮阳降温太阳能光伏装置，调整其控制器进行，共享联动温度、溶解氧监测信息，进行联动工作，统一启动或停止喷雾降温动作，统一启动或停止充气增氧动作。任意一个池塘中，安装的遮阳喷雾降温太阳能光伏面板总遮挡面积所占池塘水域面积的比例在1/3至3/5之间，既能够有效地在夏季高温季节进行遮阳降温，也不对池塘养殖生产造成太大的影响。

本发明所公开的一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置，可以有效地遮挡阳光，避免部分养殖池塘水面被阳光直射暴晒，光伏面板所产生的电力可以进行水面超声波雾化工作，以及充气增氧工作，超声波雾化器产生的浓雾可以遮挡阳光折射，所雾化的水滴可以吸收阳光的能量而被气化，进一步阻止水面温度的升高。因此，本发明对于养殖池塘水体具有良好的遮阳和阻止升温效果，有利于养殖池塘水温在夏季高温季节的过度升高，预防池塘养殖生物被夏季过高的水温所伤害并造成经济损失，防止养殖池塘溶解氧含量过低，具有良好的市场应用前景。

附图说明

图1是单个喷雾降温太阳能光伏装置的整体示意图，图1中：1光伏面板自动清扫刷；2太阳能光伏面板；3固定支撑桩腿；4增氧充气泵；5池塘水面；6充气增氧泵释放的气泡；7充气增氧管及数据线；8三角形固定支撑铰链；9水温与溶解氧监测探头及充气石；10池塘底质；11：插入池塘底质部分的倒刺桩腿；12超声波雾化器汲水管；13超声波雾化器；14超声波雾化器喷出的雾滴；15蓄电池及控制器；16防鸟风动小风车。

图2是多个喷雾降温太阳能光伏装置在养殖池塘中应用示意图。图2中：17单个的喷雾降温太阳能光伏装置；18养殖池塘。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。

根据养殖池塘所在的地理位置、水深等实际条件，选择经过耐盐雾腐蚀试验的太阳能光伏面板2，以三桩腿3方式固定在池塘底质10中，安装在水深2米以上的养殖池塘水域。一组独立的装置其有效光伏发电面积不低于0.2平方米，整个池塘中太阳能光伏面板总面积所占池塘水域面积的比例在1/3至3/5之间。支撑三桩腿的倒刺腿脚11深入池塘底质10中0.5米以上，其稳定性可以抵御当地十年一遇的风暴侵袭，三桩腿之间以三角形固定铰链8相连接。太阳能光伏面板2依据《光伏发电站设计规范》GB50797-2012相关要求进行安装，安装倾角在15°至60°之间，光伏面板自动清扫刷1定时自动清扫太阳能光伏面板2。

三桩腿露出池塘水面以上至太阳能面板之间的距离不低于0.5米，其中的空间安装蓄电池与控制器15以及合适功率的超声波雾化器13、增氧充气泵4，它们以焊接或者铆接的方式固定在三桩腿水面以上的位置，并做好防水措施，电路部分以高压防水胶带、树脂或其他防水材料进行覆盖或者浇筑，保障风浪、水滴侵袭不会影响其正常工作。太阳能面板2向蓄电池及控制器15供电，蓄电池及控制器15向超声波雾化器13及增氧充气泵4供电。

在池塘底质附近的水体中布放水温与溶解氧监测探头及充气石9，并与增氧充气泵4、蓄电池及控制器15相连接。水温与溶解氧探头9监测数据提供给控制器15，在控制器15中设定水温与溶解氧预警限值，当水温高于限定值时启动超声波雾化器进行遮阳降温，当溶解氧低于限定值时，启动增氧充气泵进行充气增氧。或者设定时间控制模式，在一定的时间段内启动超声波雾化器，或者启动增氧充气泵。

在本专利装置合理位置上设置驱鸟专用的风动小风车16，当有风吹动时，或者鸟类试图降落在本专利装置上而引起的空气扰动时，均会驱动防鸟风动小风车16的迅速转动，从而对鸟类启动恐吓与吓阻作用，迫使水鸟或者其他鸟类不会在本专利装置上降落和停留，避免鸟类对本装置太阳能光伏面板的侵害，预防水鸟对池塘养殖生物的危害。

本专利并不意味着被示意图及说明书所局限，在没有脱离本发明技术原理及其宗旨的前提下可以有所变化。本发明所制造的一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置，具有太阳能光伏面板与超声波雾化器双重遮阳降温效果，可以有效避免养殖池塘水温在夏季高温季节因阳光直射暴晒而水温过高，进而危及养殖生物。同时，本专利中的增氧充气功能也可以避免夏季高温季节气压过低溶解氧过低的风险与危害，具有良好的实际应用价值。有实施实例如后。

实施实例1，使用本专利装置进行淡水池塘河蟹养殖的遮阳降温。

某淡水河蟹养殖池塘位于北纬34.5°，平均水深1.5米，面积为9亩。选用经过耐盐雾试验的太阳能光伏面板，成品面板单块面积0.4平方米。在池塘四周，距离池塘堤坝2米的区域沿池塘堤坝进行挖掘，将水深为加深至2米以上，面积不低于3亩。在这水深2米以深的水域，按照《光伏发电站设计规范》GB50797-2012相关要求，安装前述选用的太阳能光伏面板，为获得更大的阴影面积，安装倾角为20°，太阳能光伏面板上端安装清扫刷，每15天自动清扫一次。装置顶端设置驱鸟的风动小风车2个。采用不锈钢材质的三桩腿方式进行支撑太阳能光伏面板，倒刺腿脚深入池塘底泥中0.6米，三桩腿之间以三角形铰链进行固定连接。桩腿高于池塘水面0.5米，水面之上至太阳能光伏面板之间的空间中，以焊接方式安装一套蓄电池控制器，超声波雾化器及增氧充气泵、水温溶解氧探头及充气式石，超声波雾化器及增氧充气泵的功率均为5瓦特。太阳能光伏面板给蓄电池充电，蓄电池给超声波雾化器、增氧充气泵供电，所有电路及连接部分以防水高压胶带进行全覆盖以具备良好的防水性能，超声波雾化器直接汲取池塘水进行雾化。在控制器中设定，当水温高于27℃时，启动超声波雾化器进行喷雾遮阳降温；当溶解氧含量低于5毫克/升时，启动增氧充气泵进行增氧。上述遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置以间隔0.5-1.0米的距离安装在河蟹养殖池塘2米以深的水域中，各组独立工作，可以确保河蟹养殖生产整个周期中，其所遮挡的水域底层水温不超过28℃，溶解氧含量不低于5毫克/升，为养殖河蟹的正常生长提高可靠保障，不会遭受夏季高温季节过高水温的伤害。

实施实例2，使用本专利装置进行海水池塘海参养殖的遮阳降温。

某海水海参养殖池塘位于北纬36°附近，平均水深1.7米，面积为20亩。选用经过耐盐雾试验的太阳能光伏面板，成品面板单块面积0.5平方米。在池塘四周，距离池塘堤坝2米的区域沿池塘堤坝进行挖掘，将水深为加深至2米以上，面积不低于7亩。在这水深2米以深的水域，按照《光伏发电站设计规范》GB50797-2012相关要求，安装前述选用的太阳能光伏面板，为获得更大的阴影面积，安装倾角为25°，太阳能光伏面板上端安装清扫刷，每10天自动清扫一次。装置上合理设置驱鸟的风动小风车2个。采用钢筋混凝土材质的三桩腿方式进行支撑太阳能光伏面板，倒刺腿脚深入池塘底泥中0.5米，三桩腿之间以三角形铰链进行固定连接。桩腿高于池塘水面0.6米，水面之上至太阳能光伏面板之间的空间中，以螺钉铆接方式安装一套蓄电池控制器，超声波雾化器及增氧充气泵、水温溶解氧探头及充气式石，超声波雾化器及增氧充气泵的功率均分别为8瓦特、7瓦特。太阳能光伏面板给蓄电池充电，蓄电池给超声波雾化器、增氧充气泵供电，所有电路及连接部分以环氧树脂进行全覆盖浇筑以具备良好的防水性能，超声波雾化器直接汲取池塘水进行雾化。在控制器中设定，当水温高于28℃时，启动超声波雾化器进行喷雾遮阳降温；当溶解氧含量低于5毫克/升时，启动增氧充气泵进行增氧。上述遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置以间隔0.5-1.0米的距离安装在海参养殖池塘2米以深的水域中，各组并网联合工作，共享一套水温与溶解氧含量监测数据。并接入市电经过变过变压后接入到蓄电池中，控制器中设定，当蓄电池电量低于10％且太阳能光伏面板因天气原因无法供电时，利用市电变压后进行蓄电池的充电，以保障装置的电力供应，不再额外安装其他专业性的增氧装备。采用本专利装置，可以确保海参养殖生产整个周期中，其所遮挡的水域底层水温不超过29℃，溶解氧含量不低于5毫克/升，为养殖海参的正常生长提高可靠保障，不会遭受夏季高温季节过高水温的危害。

Claims (9)

1.一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置，其特征在于，包括耐盐雾腐蚀的太阳能光伏面板、固定支撑桩腿、自动清扫刷、蓄电池及控制器、超声波雾化器、增氧充气泵，太阳能光伏面板通过固定支撑桩腿安装在养殖池塘水深2.0米以上的水域，固定支撑桩腿下部为倒刺结构，便于固定于池塘底部；太阳能光伏面板的安装倾角随养殖池塘所在纬度而有所变化，但不低于15°，不高于60°；太阳能光伏面板顶端设置自动清扫刷；固定支撑桩腿水面以上与太阳能光伏面板之间的空间中，以焊接或者铆接方式安装蓄电池及控制器、超声波雾化器、增氧充气泵，太阳能光伏面板向蓄电池供电，蓄电池向超声波雾化器、增氧充气泵供电，所有电路具备防水功能；控制器与置于水底的水温及溶解氧含量探头相连接，并向超声波雾化器、增氧充气泵发送控制信号，进而控制超声波雾化器汲取池塘水进行雾化喷雾、增氧充气泵向水底的充气石供气增氧。

2.根据权利要求1所述的一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置，其特征还在于，所述的固定支撑桩腿采用钢材、钢筋混凝土或其他抗腐蚀材料制作，每块太阳能光伏面板下固定三根固定支撑桩腿，三桩腿之间以三角形铰链进行固定和链接，三桩腿露出水面0.5米以上，倒刺桩脚埋入池塘底质中0.5米以上，可以抵抗养殖池塘所在地域10年一遇风暴的侵袭。

3.根据权利要求1或2所述的一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置，其特征还在于，所述的超声波雾化器功率不低于5瓦特，所产生的雾滴粒径不大于200微米，其雾气喷嘴伸出太阳能光伏面板之外，尽量扩散所喷雾的面积；所述增氧充气泵功率不低于5瓦特，增氧充气能力不低于5升/分钟。

4.根据权利要求1或2所述的一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置，其特征还在于，所述的太阳能光伏面板安装倾角可根据相关标准，依据养殖池塘所在地理纬度而有所变化；为获得更多的光伏面板阴影部分面积，安装倾角适宜偏低。

5.根据权利要求1或2所述的一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置，其特征还在于，其所有电路及电器元件表面，采用绝缘材料进行全面覆盖或者浇注，使其具备防水能力。

6.根据权利要求1或2所述的一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置，其特征还在于，多组本装置各自独立使用或多组本装置并联使用，太阳能光伏面板总遮挡面积占据养殖池塘水域面积的比例在1/3至3/5之间。

7.根据权利要求1或2所述的一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置，其特征还在于，设定蓄电池电力不足时接入市电变压向蓄电池供电。

8.根据权利要求1或2所述的一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置，其特征还在于，其运行控制方式根据实际情况，由控制器设定；根据实际养殖生物种类的不同以及地域情况，利用水温与溶解氧含量探头反馈的信号，设定温度超过预警值时启动超声波雾化器喷雾进行遮阳降温，设定溶解氧含量低于预警值时启动增氧充气泵进行充气增氧。

9.根据权利要求1或2所述的一种养殖池塘遮阳喷雾降温的太阳能光伏装置，其特征还在于，在本装置太阳能光伏面板顶端，以及本装置太阳能光伏面板之下与池塘水面之上的空间中，设置若干驱鸟的风动小风车，防止鸟类在本装置上歇息、停留或筑巢，避免鸟类所带来的负面影响。