CN110984291A - 一种果林集水灌溉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种果林集水灌溉系统,包括光伏发电模块、集水模块、灌溉模块,所述光伏发电模块包括光伏板、第一支架、第二支架、第三支架、卡板、第一控制单元,所述光伏板的对称轴处设置为可折叠,所述第一控制单元能够控制所述光伏板根据水量情况进行偏移倾斜角和弯折程度;所述集水模块设置为与所述光伏板对称轴对齐,所述集水模块包括集水槽、档污层、升降挡水板;所述灌溉系统包括水泵、第二控制单元、喷淋器,所述第二控制单元能够根据果林灌溉需求和所述集水槽的水量控制所述喷淋器。本发明能够充分利用光伏板作为集水载体,进行果林集水和灌溉,同时充分利用自然能源。

Description

一种果林集水灌溉系统
技术领域
本发明涉及农林灌溉技术领域,特别涉及一种果林集水灌溉系统。
背景技术
如何克服干旱是果林长远发展的重要因素,现阶段,西北等地区人口密度相对较小,使这些地区有大量可耕种的土地,但是,这些地区又存在降雨量少,降水与作物生长需求关键时期错开的问题,导致这些可耕种的土地没法充分的利用,尤其是目前在发展水果种植时,这些地区如何充分利用降雨进行灌溉是目前进行的一种重要方式,这些地区,同时又存在充分的光照条件,对于果树的生长非常有利,在进行果树种植时,果林中一般也需要使用电量的需求,单独的架设电网到这些相对偏远的果林中,也是一笔很大的成本,如何充分利用自然能量也是当前发展的一个重点。
现有技术中,又使用光伏发电与集水灌溉进行一体设计的系统,如专利申请CN201810479353.2公开了一种分布式光伏集雨灌溉系统,其通过光伏板进行雨水收集,将收集的雨水对果树等进行灌溉,但是该系统是利用光伏板的固有倾斜方式进行雨水的引流,无法根据雨水的大小控制光伏板进行引流,也没有考虑光伏板在引流时如何最大限度的进行接收雨水,虽然其将光伏板与雨水收集结合,充分利用自然资源进行果树灌溉,但是雨水利用并不够。现有技术中,也有将光伏板做成倒着的雨伞状进行雨水收集的系统,如专利申请CN201711346709.7,这种方式虽然能够快速收集雨水,其一是没有充分利用光照进行光伏发电,二是无法根据雨水量调整光伏板收集雨水的能力。
发明内容
本申请涉及一种果林集水灌溉系统,包括光伏发电模块、集水模块、灌溉模块,所述光伏发电模块包括光伏板、第一支架、第二支架、第三支架、卡板、第一控制单元,所述第一支架、第二支架、第三支架、卡板均包括至少两个,所述光伏板的对称轴处设置为可折叠,所述第一支架和第二支架设置在所述光伏板的底面两侧,所述第三支架设置在靠近所述光伏板的对称轴的底面,所述第一控制单元能够控制所述光伏板根据水量情况进行偏移倾斜角和弯折程度;所述集水模块设置为与所述光伏板对称轴对齐,所述集水模块包括集水槽、档污层、升降挡水板;所述灌溉系统包括水泵、第二控制单元、喷淋器,所述第二控制单元能够根据果林灌溉需求和所述集水槽的水量控制所述喷淋器。
所述的果林集水灌溉系统,所述第一控制单元能够控制所述光伏板根据水量情况进行偏移倾斜角和弯折程度具体包括:通过所述第一支架和第二支架控制光伏板的倾斜角度,所述第一支架包括第一子支架和第二子支架,所述第二支架包括第三子支架和第四子支架,所述第一支架和第二支架可进行上下升降,通过控制第一子支架和第二子支架之间的高低差,第三子支架和第四子支架之间的高低差,使光伏板形成倾斜角;所述第三支架初始状态不与所述光伏板的底面连接,当第一控制单元根据检测模块检测到光伏板上侧的雨水超过预设雨水阈值时,则所述第一控制单元控制所述第一支架和第二支架改变倾斜角度或者控制第三支架向上升起,连接所述光伏板底面。
所述的果林集水灌溉系统,所述卡板包括方形凹槽、横杆、工字形开口,所述方形凹槽与所述工字形开口设置在所述横杆的两侧,所述横杆横跨所述光伏板的对称轴,所述方形凹槽与所述第三支架匹配;所述第三支架升起后,最上端升入到所述方形凹槽中。
所述的果林集水灌溉系统,所述方形凹槽的侧面至少设置有两个凹口,所述第三支架升入所述方形凹槽后,伸出两个突起进入到所述凹口中,以使的所述第三支架与所述卡板固定连接;所述三支架还能够进行旋转,当所述第三支架与所述卡板固定后,进行顺时针或逆时针旋转,以使得卡板解除卡接所述光伏板对称轴的状态。
所述的果林集水灌溉系统,所述当第一控制单元根据检测模块检测到光伏板上侧的雨水超过预设雨水阈值时,则所述第一控制单元控制所述第一支架和第二支架改变倾斜角度或者控制第三支架向上升起,连接所述光伏板底面具体包括:所述预设雨水阈值包括第一预设雨水阈值、第二预设雨水阈值、第三预设雨水阈值,所述第一预设雨水阈值小于第二预设雨水阈值,所述第二预设雨水阈值小于第三预设雨水阈值;
当所述第一控制单元判断当前光伏板上的雨水小于第一预设雨水阈值时,则说明此时雨水过小,无法进行收集,保持第一支架和第二支架当前状态不变;
当光伏板上的雨水大于第一预设雨水阈值且小于第二预设阈值时,则说明此时雨水达到一定量,可以进行收集,为了最大限度收集雨水,则控制减少第一支架、第二支架之间的高度差,减少光伏板的倾斜角,使光伏板的横截面积变大,以接收到更多的雨水;
当光伏板上的雨水大于第二预设雨水阈值且小于第三预设阈值时,则说明此时雨水较大,无需通过增加横截面来增加雨水收集,则控制增加第一支架、第二支架之间的高度差,增大光伏板的倾斜角,以加快雨水的流通速度;
当光伏板上的雨水大于第三预设雨水阈值时,则将第三支架升入到所述卡板中,并旋转打开所述卡板的卡接,其中一个第三支架顺时针旋转,另一个第三支架逆时针旋转,然后保持第三支架的高度不变,所述第一支架与所述第二支架均向上升高,以使得光伏板形成向内弯折一定角度,使雨水快速向通过对称轴的弯折处流动,并通过对称轴流向所述集水模块。
所述的果林集水灌溉系统,当所述第一控制单元控制所述第三支架动作时,发送警示信号给所述第二控制单元,所述第二控制单元接收到所述警示信号后,控制所述水泵、喷淋器关闭,同时,控制所述升降挡水板升起进行挡水,通过所述升降挡水板进行挡水,防止此时过大的地面雨水携带大量泥沙进入到集水槽中。
所述的果林集水灌溉系统,所述档污层设置在所述集水槽的上侧,包括过滤网、过滤石,所述过滤网通过可转动轴连接所述集水槽的侧边,所述可转动轴上设置张力检测器,当所述张力检测器检测所述可转动轴的张力超过阈值时,则通过第二控制单元控制所述可转动轴进行翻转,将过滤网上的污渍翻转到侧边,避免过滤网上的污渍过多,所述过滤石设置在所述过滤网下侧,所述集水槽侧壁上设置有开度可控的排水开关,当所述集水槽水位高于水位阈值时,则打开所述排水开关形成半开口状态,将该集水槽中的水流入另一个集水槽中,当所述第三支架动作时,则将所述排水开关全部打开,以加快集水槽中水流通速度。
所述的果林集水灌溉系统,所述集水槽侧边还设置有与所述灌溉系统连接的导管、阀门,通过所述导管将集水槽中的水输送到所述喷淋器中进行喷淋灌溉,通过所述阀门控制所述喷淋的水量,当光伏板上的雨水大于第一预设雨水阈值时,则关闭所述阀门。
所述的果林集水灌溉系统,所述光伏板连接有电池,将光伏板的发电量存储在电池中,所述电池给第一控制单元和所述第二控制单元供电。
所述的果林集水灌溉系统,所述灌溉系统还包括湿度检测单元,所述湿度检测单元设置果林的土壤中,将果林土壤的湿度反馈给所述第二控制单元,所述第二控制单元根据湿度信息控制所述喷淋器的喷淋水量。
为解决上述技术问题:本申请提出利用光伏板复用进行雨水收集以进行灌溉,充分利用自然能源。作为本发明的主要改进方向,是将光伏板设置为可弯折的形式,在雨水未达到预设值,光伏板跟踪太阳能进行发电,当雨水达到预设时,进入雨水收集模式,根据雨水的大小,控制光伏板调整倾斜角度以及弯折方式,尤其是,当雨水不是足够大时,减少光伏板的倾斜角,增大接触面积,提高雨水收集的能力;作为本发明的另一改进措施,是设置第三支架的工作模式,在进行太阳跟踪时,或者雨水未达到预设值时,保持第三支架与光伏板是不连接状态,即第三支架不动作,节省能源,当雨水达到设定值时,将第三支架与卡板连接,通过第三支架旋转控制卡板打开,以使光伏板能够进行弯折,通过卡板的卡接,能够根据光伏板集水需求控制光伏板是处于平面状态,还是可弯折状态。
附图说明
图1为现有技术中的集水灌溉系统示意图。
图2为本发明的集水灌溉系统的示意图。
图3为本发明的光伏板的俯视示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述,有必要在此指出的是,以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明,不能理解为对本申请保护范围的限制,该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
如图1所示,为现有技术中的集水灌溉系统示意图。包括光伏板1、果树2、雨水3、集水槽4;其中光伏板1是保持固有的状态进行集水,不会根据雨量等进行动态调整。
如图2所示,为本发明的集水灌溉系统的示意图。包括第一光伏板201、对称轴202、第二光伏板203、果林204、喷淋器205、集水槽206、雨水207、第一支架208、第二支架209、第三支架210、突起211;所述突起211初始状态为未伸出状态,在第三支架进入到方形凹槽后,通过控制单元控制突起211伸出。
如图3所示,为本发明的光伏板的俯视示意图。包括第一支架连接点301、305、第二支架连接点302、304、对称轴303、工字形开口306、横杆307、第三支架连接点308、工字形开口卡柱309。所述第三支架连接点308分别在对称轴的两个不同的侧边。第一支架连接点301、305、第二支架连接点302、304分别用于连接第一支架和第二支架。
本申请涉及一种果林集水灌溉系统,包括光伏发电模块、集水模块、灌溉模块,所述光伏发电模块包括光伏板、第一支架、第二支架、第三支架、卡板、第一控制单元,所述第一支架、第二支架、第三支架、卡板均包括至少两个,所述光伏板的对称轴处设置为可折叠,所述第一支架和第二支架设置在所述光伏板的底面两侧,所述第三支架设置在靠近所述光伏板的对称轴的底面,所述第一控制单元能够控制所述光伏板根据水量情况进行偏移倾斜角和弯折程度;所述集水模块设置为与所述光伏板对称轴对齐,所述集水模块包括集水槽、档污层、升降挡水板;所述灌溉系统包括水泵、第二控制单元、喷淋器,所述第二控制单元能够根据果林灌溉需求和所述集水槽的水量控制所述喷淋器。
优选的是,所述第一支架、第二支架用于在光照条件好时,控制光伏板进行最大功率跟踪,在光照条件不好,且雨水量达到一定值时,配合第三支架,进行最大范围的雨水收集。尤其是,在雨水量相对较小时,会减少倾斜角度,增大雨水接触面积,克服了现有的屋顶等方式中,为了排水速度,设置的倾斜角度尽量大的技术偏见。
所述的果林集水灌溉系统,所述第一控制单元能够控制所述光伏板根据水量情况进行偏移倾斜角和弯折程度具体包括:通过所述第一支架和第二支架控制光伏板的倾斜角度,所述第一支架包括第一子支架和第二子支架,所述第二支架包括第三子支架和第四子支架,所述第一支架和第二支架可进行上下升降,通过控制第一子支架和第二子支架之间的高低差,第三子支架和第四子支架之间的高低差,使光伏板形成倾斜角;所述第三支架初始状态不与所述光伏板的底面连接,当第一控制单元根据检测模块检测到光伏板上侧的雨水超过预设雨水阈值时,则所述第一控制单元控制所述第一支架和第二支架改变倾斜角度或者控制第三支架向上升起,连接所述光伏板底面。
所述的果林集水灌溉系统,所述卡板包括方形凹槽、横杆、工字形开口,所述方形凹槽与所述工字形开口设置在所述横杆的两侧,所述横杆横跨所述光伏板的对称轴,所述方形凹槽与所述第三支架匹配;所述第三支架升起后,最上端升入到所述方形凹槽中。
所述的果林集水灌溉系统,所述方形凹槽的侧面至少设置有两个凹口,所述第三支架升入所述方形凹槽后,伸出两个突起进入到所述凹口中,以使的所述第三支架与所述卡板固定连接;所述三支架还能够进行旋转,当所述第三支架与所述卡板固定后,进行顺时针或逆时针旋转,以使得卡板解除卡接所述光伏板对称轴的状态。
所述的果林集水灌溉系统,所述当第一控制单元根据检测模块检测到光伏板上侧的雨水超过预设雨水阈值时,则所述第一控制单元控制所述第一支架和第二支架改变倾斜角度或者控制第三支架向上升起,连接所述光伏板底面具体包括:所述预设雨水阈值包括第一预设雨水阈值、第二预设雨水阈值、第三预设雨水阈值,所述第一预设雨水阈值小于第二预设雨水阈值,所述第二预设雨水阈值小于第三预设雨水阈值;
当所述第一控制单元判断当前光伏板上的雨水小于第一预设雨水阈值时,则说明此时雨水过小,无法进行收集,保持第一支架和第二支架当前状态不变;
当光伏板上的雨水大于第一预设雨水阈值且小于第二预设阈值时,则说明此时雨水达到一定量,可以进行收集,为了最大限度收集雨水,则控制减少第一支架、第二支架之间的高度差,减少光伏板的倾斜角,使光伏板的横截面积变大,以接收到更多的雨水;
优选的是,光伏板四周外沿还设置有可伸展雨布,当减少光伏板的倾斜角时,所述可伸展雨布会自动打开,以进一步增加光伏板接收雨水的面积。在光布板处于正常发电状态时,所述可伸展雨布处于收缩在光伏板下侧的位置。
当光伏板上的雨水大于第二预设雨水阈值且小于第三预设阈值时,则说明此时雨水较大,无需通过增加横截面来增加雨水收集,则控制增加第一支架、第二支架之间的高度差,增大光伏板的倾斜角,以加快雨水的流通速度;
当光伏板上的雨水大于第三预设雨水阈值时,则将第三支架升入到所述卡板中,并旋转打开所述卡板的卡接,其中一个第三支架顺时针旋转,另一个第三支架逆时针旋转,然后保持第三支架的高度不变,所述第一支架与所述第二支架均向上升高,以使得光伏板形成向内弯折一定角度,使雨水快速向通过对称轴的弯折处流动,并通过对称轴流向所述集水模块。
所述的果林集水灌溉系统,当所述第一控制单元控制所述第三支架动作时,发送警示信号给所述第二控制单元,所述第二控制单元接收到所述警示信号后,控制所述水泵、喷淋器关闭,同时,控制所述升降挡水板升起进行挡水,通过所述升降挡水板进行挡水,防止此时过大的地面雨水携带大量泥沙进入到集水槽中。
优选的是,当第三支架动作时说明此时雨水量非常大,流速非常急,集水槽口周边的雨水有可能携带大量泥沙冲入到集水槽中,此时,则将升降挡水板升起,能够将大量泥沙阻挡在集水槽外面。
所述的果林集水灌溉系统,所述档污层设置在所述集水槽的上侧,包括过滤网、过滤石,所述过滤网通过可转动轴连接所述集水槽的侧边,所述可转动轴上设置张力检测器,当所述张力检测器检测所述可转动轴的张力超过阈值时,则通过第二控制单元控制所述可转动轴进行翻转,将过滤网上的污渍翻转到侧边,避免过滤网上的污渍过多,所述过滤石设置在所述过滤网下侧,所述集水槽侧壁上设置有开度可控的排水开关,当所述集水槽水位高于水位阈值时,则打开所述排水开关形成半开口状态,将该集水槽中的水流入另一个集水槽中,当所述第三支架动作时,则将所述排水开关全部打开,以加快集水槽中水流通速度。
所述的果林集水灌溉系统,所述集水槽侧边还设置有与所述灌溉系统连接的导管、阀门,通过所述导管将集水槽中的水输送到所述喷淋器中进行喷淋灌溉,通过所述阀门控制所述喷淋的水量,当光伏板上的雨水大于第一预设雨水阈值时,则关闭所述阀门。
所述的果林集水灌溉系统,所述光伏板连接有电池,将光伏板的发电量存储在电池中,所述电池给第一控制单元和所述第二控制单元供电。
优选的是,所述光伏板还可以通过变压器等将电能传输到电网,所述电池的电能还可以给果林的灭虫灯、照明灯等进行供电。
所述的果林集水灌溉系统,所述灌溉系统还包括湿度检测单元,所述湿度检测单元设置果林的土壤中,将果林土壤的湿度反馈给所述第二控制单元,所述第二控制单元根据湿度信息控制所述喷淋器的喷淋水量。
优选的是,也可以采用将喷淋器替换为滴管,将滴管设置在果林的果树下,进行滴管灌溉。
优选的是,所述集水槽设置有封口,在所述光布板处于光伏发电状态时,所述封口处于密封所述集水槽状态,减少所述水量的蒸发,当判断所述光伏板处于雨水收集模式时,所述封口打开,进行集水。
为解决上述技术问题:本申请提出利用光伏板复用进行雨水收集以进行灌溉,充分利用自然能源。作为本发明的主要改进方向,是将光伏板设置为可弯折的形式,在雨水未达到预设值,光伏板跟踪太阳能进行发电,当雨水达到预设时,进入雨水收集模式,根据雨水的大小,控制光伏板调整倾斜角度以及弯折方式,尤其是,当雨水不是足够大时,减少光伏板的倾斜角,增大接触面积,提高雨水收集的能力;作为本发明的另一改进措施,是设置第三支架的工作模式,在进行太阳跟踪时,或者雨水未达到预设值时,保持第三支架与光伏板是不连接状态,即第三支架不动作,节省能源,当雨水达到设定值时,将第三支架与卡板连接,通过第三支架旋转控制卡板打开,以使光伏板能够进行弯折,通过卡板的卡接,能够根据光伏板集水需求控制光伏板是处于平面状态,还是可弯折状态。
本申请的第三支架的动作与否能够作为灌溉阀门以及排水出口的触发信号,第三支架的动作既是控制集水方式的改变的动作触发信号,又是控制灌溉动作的触发动作信号,避免现有技术中利用光伏或者其他集水板的单一动作,增加了集水效果,避免雨水过大导致的浪费,又避免了雨水不够大导致的接收水的面积不够的缺陷。
在光照充足时,第三支架不动作,能够节省电能,在卡板的方形凹槽中设置凹槽,方便第三支架固定后,进行旋转,以带动卡板进行旋转,打开卡接状态。使第三支架能够具有多种用途。

Claims (10)

1.一种果林集水灌溉系统,其特征在于,包括光伏发电模块、集水模块、灌溉模块,所述光伏发电模块包括光伏板、第一支架、第二支架、第三支架、卡板、第一控制单元,所述第一支架、第二支架、第三支架、卡板均包括至少两个,所述光伏板的对称轴处设置为可折叠,所述第一支架和第二支架设置在所述光伏板的底面两侧,所述第三支架设置在靠近所述光伏板的对称轴的底面,所述第一控制单元能够控制所述光伏板根据水量情况进行偏移倾斜角和弯折程度;所述集水模块设置为与所述光伏板对称轴对齐,所述集水模块包括集水槽、档污层、升降挡水板;所述灌溉系统包括水泵、第二控制单元、喷淋器,所述第二控制单元能够根据果林灌溉需求和所述集水槽的水量控制所述喷淋器。
2.如权利要求1所述的果林集水灌溉系统,其特征在于,所述第一控制单元能够控制所述光伏板根据水量情况进行偏移倾斜角和弯折程度具体包括:通过所述第一支架和第二支架控制光伏板的倾斜角度,所述第一支架包括第一子支架和第二子支架,所述第二支架包括第三子支架和第四子支架,所述第一支架和第二支架可进行上下升降,通过控制第一子支架和第二子支架之间的高低差,第三子支架和第四子支架之间的高低差,使光伏板形成倾斜角;所述第三支架初始状态不与所述光伏板的底面连接,当第一控制单元根据检测模块检测到光伏板上侧的雨水超过预设雨水阈值时,则所述第一控制单元控制所述第一支架和第二支架改变倾斜角度或者控制第三支架向上升起,连接所述光伏板底面。
3.如权利要求2所述的果林集水灌溉系统,其特征在于,所述卡板包括方形凹槽、横杆、工字形开口,所述方形凹槽与所述工字形开口设置在所述横杆的两侧,所述横杆横跨所述光伏板的对称轴,所述方形凹槽与所述第三支架匹配;所述第三支架升起后,最上端升入到所述方形凹槽中。
4.如权利要求3所述的果林集水灌溉系统,其特征在于,所述方形凹槽的侧面至少设置有两个凹口,所述第三支架升入所述方形凹槽后,伸出两个突起进入到所述凹口中,以使的所述第三支架与所述卡板固定连接;所述三支架还能够进行旋转,当所述第三支架与所述卡板固定后,进行顺时针或逆时针旋转,以使得卡板解除卡接所述光伏板对称轴的状态。
5.如权利要求2所述的果林集水灌溉系统,其特征在于,所述当第一控制单元根据检测模块检测到光伏板上侧的雨水超过预设雨水阈值时,则所述第一控制单元控制所述第一支架和第二支架改变倾斜角度或者控制第三支架向上升起,连接所述光伏板底面具体包括:所述预设雨水阈值包括第一预设雨水阈值、第二预设雨水阈值、第三预设雨水阈值,所述第一预设雨水阈值小于第二预设雨水阈值,所述第二预设雨水阈值小于第三预设雨水阈值;
当所述第一控制单元判断当前光伏板上的雨水小于第一预设雨水阈值时,则说明此时雨水过小,无法进行收集,保持第一支架和第二支架当前状态不变;
当光伏板上的雨水大于第一预设雨水阈值且小于第二预设阈值时,则说明此时雨水达到一定量,可以进行收集,为了最大限度收集雨水,则控制减少第一支架、第二支架之间的高度差,减少光伏板的倾斜角,使光伏板的横截面积变大,以接收到更多的雨水;
当光伏板上的雨水大于第二预设雨水阈值且小于第三预设阈值时,则说明此时雨水较大,无需通过增加横截面来增加雨水收集,则控制增加第一支架、第二支架之间的高度差,增大光伏板的倾斜角,以加快雨水的流通速度;
当光伏板上的雨水大于第三预设雨水阈值时,则将第三支架升入到所述卡板中,并旋转打开所述卡板的卡接,其中一个第三支架顺时针旋转,另一个第三支架逆时针旋转,然后保持第三支架的高度不变,所述第一支架与所述第二支架均向上升高,以使得光伏板形成向内弯折一定角度,使雨水快速向通过对称轴的弯折处流动,并通过对称轴流向所述集水模块。
6.如权利要求5所述的果林集水灌溉系统,其特征在于,当所述第一控制单元控制所述第三支架动作时,发送警示信号给所述第二控制单元,所述第二控制单元接收到所述警示信号后,控制所述水泵、喷淋器关闭,同时,控制所述升降挡水板升起进行挡水,通过所述升降挡水板进行挡水,防止此时过大的地面雨水携带大量泥沙进入到集水槽中。
7.如权利要求5所述的果林集水灌溉系统,其特征在于,所述档污层设置在所述集水槽的上侧,包括过滤网、过滤石,所述过滤网通过可转动轴连接所述集水槽的侧边,所述可转动轴上设置张力检测器,当所述张力检测器检测所述可转动轴的张力超过阈值时,则通过第二控制单元控制所述可转动轴进行翻转,将过滤网上的污渍翻转到侧边,避免过滤网上的污渍过多,所述过滤石设置在所述过滤网下侧,所述集水槽侧壁上设置有开度可控的排水开关,当所述集水槽水位高于水位阈值时,则打开所述排水开关形成半开口状态,将该集水槽中的水流入另一个集水槽中,当所述第三支架动作时,则将所述排水开关全部打开,以加快集水槽中水流通速度。
8.如权利要求5所述的果林集水灌溉系统,其特征在于,所述集水槽侧边还设置有与所述灌溉系统连接的导管、阀门,通过所述导管将集水槽中的水输送到所述喷淋器中进行喷淋灌溉,通过所述阀门控制所述喷淋的水量,当光伏板上的雨水大于第一预设雨水阈值时,则关闭所述阀门。
9.如权利要求1所述的果林集水灌溉系统,其特征在于,所述光伏板连接有电池,将光伏板的发电量存储在电池中,所述电池给第一控制单元和所述第二控制单元供电。
10.如权利要求9所述的果林集水灌溉系统,其特征在于,所述灌溉系统还包括湿度检测单元,所述湿度检测单元设置果林的土壤中,将果林土壤的湿度反馈给所述第二控制单元,所述第二控制单元根据湿度信息控制所述喷淋器的喷淋水量。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114294550A (zh) * 2022-01-05 2022-04-08 北京京诚泽宇能源环保工程技术有限公司 煤气柜及漂油收集装置
CN115142515A (zh) * 2022-07-19 2022-10-04 中国科学院西北生态环境资源研究院 光伏集水系统
WO2023021503A1 (en) * 2021-08-16 2023-02-23 Trigo Solar Ltd A system for enhancing rain irrigation water for growing plants by rain diversion surfaces

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130276862A1 (en) * 2012-04-23 2013-10-24 Topper Sun Energy Technology Co., Ltd. Automatic solar tracking adjustment/control apparatus of solar generation system
DE102013002825A1 (de) * 2013-02-15 2014-08-21 Friedrich Grimm Agrar- und pv-installation mit einer integrierten wasserversorgung
CN205134425U (zh) * 2015-11-26 2016-04-06 兰州理工大学 一种生态光伏雨水收集及回用务农系统
CN205617678U (zh) * 2016-04-12 2016-10-05 邹安南 一种房顶用节能装置
CN206267229U (zh) * 2016-12-01 2017-06-20 河北卓邦建设工程有限公司 一种新型雨水收集装置
CN107119748A (zh) * 2017-05-19 2017-09-01 同济大学 一种形态活动可变的硬杆式雨水回收利用系统
KR20180094164A (ko) * 2017-02-13 2018-08-23 서울대학교산학협력단 접이식 집수면 및 접이식 부상형 저장조를 이용한 수면 위 빗물 집수처리, 운반 시스템
WO2018173021A2 (en) * 2018-05-29 2018-09-27 Universidad Tecnológica De Panamá Adjustable roof in the form of an umbrella for greenhouses
KR101964365B1 (ko) * 2018-12-20 2019-04-01 농업회사법인 주식회사 올인한국 태양광을 이용한 식물공장
CN110344220A (zh) * 2018-04-08 2019-10-18 柯德辉 一种可收集雨水的晾衣架

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130276862A1 (en) * 2012-04-23 2013-10-24 Topper Sun Energy Technology Co., Ltd. Automatic solar tracking adjustment/control apparatus of solar generation system
DE102013002825A1 (de) * 2013-02-15 2014-08-21 Friedrich Grimm Agrar- und pv-installation mit einer integrierten wasserversorgung
CN205134425U (zh) * 2015-11-26 2016-04-06 兰州理工大学 一种生态光伏雨水收集及回用务农系统
CN205617678U (zh) * 2016-04-12 2016-10-05 邹安南 一种房顶用节能装置
CN206267229U (zh) * 2016-12-01 2017-06-20 河北卓邦建设工程有限公司 一种新型雨水收集装置
KR20180094164A (ko) * 2017-02-13 2018-08-23 서울대학교산학협력단 접이식 집수면 및 접이식 부상형 저장조를 이용한 수면 위 빗물 집수처리, 운반 시스템
CN107119748A (zh) * 2017-05-19 2017-09-01 同济大学 一种形态活动可变的硬杆式雨水回收利用系统
CN110344220A (zh) * 2018-04-08 2019-10-18 柯德辉 一种可收集雨水的晾衣架
WO2018173021A2 (en) * 2018-05-29 2018-09-27 Universidad Tecnológica De Panamá Adjustable roof in the form of an umbrella for greenhouses
KR101964365B1 (ko) * 2018-12-20 2019-04-01 농업회사법인 주식회사 올인한국 태양광을 이용한 식물공장

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023021503A1 (en) * 2021-08-16 2023-02-23 Trigo Solar Ltd A system for enhancing rain irrigation water for growing plants by rain diversion surfaces
CN114294550A (zh) * 2022-01-05 2022-04-08 北京京诚泽宇能源环保工程技术有限公司 煤气柜及漂油收集装置
CN114294550B (zh) * 2022-01-05 2024-01-09 北京京诚泽宇能源环保工程技术有限公司 煤气柜及漂油收集装置
CN115142515A (zh) * 2022-07-19 2022-10-04 中国科学院西北生态环境资源研究院 光伏集水系统

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