CN204551587U - 分布式光伏雨水自动收集装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种分布式光伏雨水自动收集装置，包括：光伏装置，包括光伏组件、蓄电池、逆变器、变频器和升压器；雨水收集装置，包括：收集管路，将雨水逐级收集至一集中储水罐；灌溉管路，用于进行灌溉；供水管路，从所述集中储水罐供水至所述灌溉管路；以及开关组件，至少包括第一电磁阀、第二电磁阀；所述第一电磁阀设置于所述收集管路，所述第二电磁阀设置于所述供水管路；以及控制装置，包括控制器，所述控制器控制所述开关组件的打开或关闭，所述光伏装置为所述雨水收集装置和所述控制装置供电。本实用新型实现了雨水收集的自动化，并利用雨水，在光伏发电装置所发电能的带动下进行灌溉。

Description

分布式光伏雨水自动收集装置
技术领域
本实用新型涉及一种雨水收集装置，尤其涉及一种分布式光伏雨水自动收集装置。
背景技术
目前光伏技术的应用日新月异地发展，但是目前利用光伏技术的手段主要是储能和发电。
公开号为CN101550713A的中国发明专利申请公开了一种雨水收集器。其雨水收集技术主要集中在收集器本身的结构特点，并没有提及其所使用的能源形式及所收集到的雨水的利用。
公开号为CN103526798A的中国发明专利申请公开了一种雨水收集系统。其雨水收集技术主要集中在简单的蓄水池收集，也没有提及其所使用的能源形式及所收集到的雨水的利用。
综上，现有技术中的雨水收集设备并不能够实现自供能、封闭循环、自动控制，影响了雨水收集技术的推广，不能够有效利用雨水资源。
因此，需要开发一种新的雨水自动收集装置，以解决以上的技术问题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种分布式光伏雨水自动收集装置。
根据本实用新型的一个方面，公开了一种分布式光伏雨水自动收集装置，包括：光伏装置，包括光伏组件、蓄电池、逆变器、变频器和升压器；雨水收集装置，包括：收集管路，将雨水逐级收集至一集中储水罐；灌溉管路，用于进行灌溉；供水管路，从所述集中储水罐供水至所述灌溉管路；以及开关组件，至少包括第一电磁阀、第二电磁阀；所述第一电磁阀设置于所述收集管路，所述第二电磁阀设置于所述供水管路；以及控制装置，包括控制器，所述控制器控制所述开关组件的打开或关闭，所述光伏装置为所述雨水收集装置和所述控制装置供电。
本实用新型的分布式光伏雨水自动收集装置，优选的，所述开关组件还包括第一手动常闭阀、第二手动常闭阀，所述第一手动常闭阀与所述第一电磁阀并联连接后连接在所述收集管路上，所述第二手动常闭阀与所述第二电磁阀并联连接后连接在所述供水管路上。
本实用新型的分布式光伏雨水自动收集装置，优选的，所述灌溉管路包括滴灌管路和喷灌管路。
本实用新型的分布式光伏雨水自动收集装置，优选的，所述收集管路包括蓄水池、出水管路和集水管路，每一所述蓄水池连接一出水管路，各所述出水管路均连接于所述集水管路。
本实用新型的分布式光伏雨水自动收集装置，优选的，每一所述蓄水池的液位上限位置和液位下限位置均设置有液位传感器，所述集中储水罐的液位上限位置和液位下限位置也设置有液位传感器，喷灌或者滴灌的大田里还埋设有土壤湿度传感器。
本实用新型的分布式光伏雨水自动收集装置，优选的，所述喷灌管路上设置有由第一控制开关控制的喷灌水泵。
本实用新型的分布式光伏雨水自动收集装置，优选的，所述集水管路上设置有由第二控制开关控制的收集水泵。
本实用新型的分布式光伏雨水自动收集装置，优选的，所述开关组件还包括第三电磁阀至第八电磁阀；所述第三电磁阀设置于所述滴灌管路，所述第四电磁阀设置于所述喷灌管路，第五电磁阀至第八电磁阀分别设置于第一蓄水池至第四蓄水池的所述出水管路。
本实用新型的分布式光伏雨水自动收集装置，优选的，所述控制器包括PLC或单片机。
本实用新型的分布式光伏雨水自动收集装置，优选的，所述逆变器通过线缆与所述蓄电池和所述变频器连接，所述变频器的输出端分别和第一控制开关、第二控制开关连接，所述升压器通过线缆与各所述电磁阀、各所述手动常闭阀连接。
由上述技术方案可知，本实用新型的优点和有益效果在于：
本实用新型的分布式光伏雨水自动收集装置，将雨水收集装置与光伏发电装置有机结合，能够有效利用太阳能，并实现自动雨水收集，而且尽可能少地使用外部电源。整个分布式光伏雨水自动收集装置实现了雨水收集的自动化，并利用雨水，在光伏发电装置所发电能的带动下进行灌溉。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是本实用新型分布式光伏雨水自动收集装置的管路连接图；
图2是本实用新型分布式光伏雨水自动收集装置的控制原理图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
如图1及图2所示，本实用新型实施例公开了一种分布式光伏雨水自动收集装置，包括光伏装置、雨水收集装置和控制装置。以下分别进行介绍：
如图1所示，所述雨水收集装置包括收集管路、灌溉管路、供水管路及开关组件；收集管路将雨水逐级收集至集中储水罐401；灌溉管路，用于进行灌溉，分为滴灌管路902和喷灌管路903；供水管路901，则从集中储水罐401供水至灌溉管路。而收集管路包括蓄水池301、302、303、304，出水管路701、702、703、704和集水管路801。
本实施例中，以四个蓄水池为例，但本实用新型并不限定蓄水池的个数。
蓄水池301、302、303、304分布在某个区域的相对低洼处，例如厂区雨水管网的水井中；液位传感器521、522、523、524分别设置在蓄水池301、302、303、304的水位上限处，液位传感器531、532、533、534分别设置在蓄水池301、302、303、304的水位下限处；各个蓄水池301、302、303、304的出水口分别设置有出水管路701、702、703、704，电磁阀101、102、103、104和手动常闭阀201、202、203、204分别并联连接后连接在出水管路701、702、703、704，出水管路701、702、703、704汇集到集水管路801上；集水管路801连接在集中储水罐401的入水口；收集水泵601设置在集水管路801上，电磁阀105和手动常闭阀205并联连接后连接在集水管路801上；集中储水罐401的出水口连接供水管路901，电磁阀106和手动常闭阀206并联连接后连接在供水管路901上；喷灌管路903和滴灌管路902分别连接供水管路901，电磁阀107和手动常闭阀207并联连接后连接在滴灌管路902上，电磁阀108和手动常闭阀208并联连接后连接在喷灌管路903上，喷灌水泵602设置在喷灌管路903上。
蓄水池301、302、303、304可为敞口设置，方便于清理淤积的泥沙；各个蓄水池301、302、303、304在内壁的出水口位置设置有滤网，以阻止泥沙进入出水管路701、702、703、704。为了进一步方便清理淤积的泥沙，可以在每一个蓄水池301、302、303、304的前部分别设置一个沉淀池(图中未示出)，并通过管路连接到各自所述对应的蓄水池。
上述的雨水收集装置中，手动常闭阀对应各自并联的电磁阀，电磁阀正常工作时对应的手动常闭阀保持常闭，电磁阀故障时对应手动常闭阀打开。
通常情况下，集中储水罐401相对于滴灌管路902处于高位，集中储水罐401和滴灌管路902的压差能够满足滴灌对于压力的要求。
图2为本实用新型中分布式光伏雨水自动收集装置的控制原理图，如图2所示，光伏装置包括光伏组件及与光伏组件相关的蓄电池、升压器、逆变器和变频器等。光伏装置为雨水收集装置和控制装置供电，并不局限光伏组件的设置位置，可以设置在集水管路801附近、滴灌管路902附近或喷灌管路903附近。
光伏组件：通过线缆连接蓄电池，吸收太阳能，将太阳能转换为电能并输送到蓄电池进行存储。
逆变器：通过线缆连接蓄电池和变频器，将蓄电池中的直流电转换为交流电。
变频器：通过线缆连接逆变器和控制开关，根据光伏组件供电电压的变化调节频率，保证水泵正常运行。
升压器：通过线缆连接蓄电池和电磁阀，将蓄电池的直流电升压后作为各电磁阀和各手动常闭阀的电源。
水泵(包括收集水泵601和喷灌水泵602)是由光伏组件发出的直流电经逆变器逆变后的交流电供电，各个电磁阀和手动常闭阀采用蓄电池和升压器提供电源，为了保证稳定可靠运行，可采用市电作为保障电源。
如图2所示，控制装置包括：液位传感器、控制器(采用单片机或者可编程逻辑控制器PLC)、控制开关、土壤湿度传感器。
控制开关，包括第一控制开关和第二控制开关，通过线缆连接变频器、控制器和水泵，接收控制器的控制信号，将变频器分别和喷灌水泵602和收集水泵601接通。
液位传感器：液位传感器511安装在集中储水罐401的液位上限位置，液位传感器512安装在集中储水罐401的液位下限位置；液位传感器521、522、523、524分别安装在各个蓄水池301、302、303、304的液位上限位置，液位传感器531、532、533、534分别安装在各个蓄水池301、302、303、304的液位下限位置；液位传感器将检测到的液位信号传递给控制器。
土壤湿度传感器：埋设在喷灌或者滴灌的大田里，土壤湿度传感器实时检测土壤湿度，并将土壤湿度信号反馈给控制器，土壤湿度在正常范围内时，正常喷灌或者滴灌，一旦检测到土壤湿度过大，控制器会控制相应的电磁阀108和喷灌水泵602停止灌溉并报警。
控制器：接收各个液位传感器上传的信号，控制各个电磁阀101-108的开启与关闭，以及控制水泵的启停。
本实用新型的光伏雨水自动收集装置，工作过程具体如下：
手动常闭阀对应各自并联的电磁阀，并联的电磁阀正常工作时手动常闭阀保持常闭，并联的电磁阀故障时，对应的手动常闭阀打开。所有电磁阀在本实用新型的分布式光伏雨水自动收集装置启动前处于关闭状态，手动常闭阀处于关闭状态。
分布在各处的蓄水池301、302、303、304分别收集雨水，当蓄水池301的水位达到上限位置，液位传感器521发出信号给控制器；控制器接收到信号后下达指令打开电磁阀101、电磁阀105，下达指令给控制开关，控制开关接通收集水泵601的电源，启动收集水泵601，雨水经出水管路、集水管路801进入集中储水罐401存放待用；以蓄水池301为例，当蓄水池301的水位达到下限位置，液位传感器531发出信号给控制器，控制器接收到信号后下达指令关闭电磁阀101、电磁阀105，下达指令给控制开关，控制开关断开收集水泵601的电源，停止收集水泵601的工作。蓄水池302、303、304的雨水收集过程和蓄水池301相同。
当需要开启喷灌时，控制器发出指令打开电磁阀106和电磁阀108，发出开启指令给控制器，控制器接通喷灌水泵602的电源，喷灌水泵602启动，集中储水罐401流出的水经供水管路901、喷灌管路903送达喷灌设备；当需要停止喷灌时，控制器发出指令关闭电磁阀106和电磁阀108，发出关闭指令给控制器，控制器断开喷灌水泵602的电源。
当需要滴灌时，控制器发出指令打开电磁阀106和电磁阀107，集中储水罐401流出的水经供水管路901、滴灌管路902送达滴灌设备；当需要停止滴灌时，控制器发出指令关闭电磁阀106和电磁阀107，滴灌停止。
在整个灌溉过程中，控制器不断接收来自土壤湿度传感器的土壤湿度信号，当需要停止喷灌时，控制器控制断开电磁阀108及喷灌水泵602停止喷溉并报警。当需要停止滴灌时，关闭电磁阀107。
液位传感器511和512检测集中储水罐401内的液位，如果低于设定低液位，液位传感器512给控制器一反馈信号，控制器处理该反馈信号，控制电磁阀106关闭；当到达设定高液位时，液位传感器512给出反馈信号，控制器处理该反馈信号，控制电磁阀105关闭。
本实用新型实施例的分布式光伏雨水自动收集装置，能够有效利用太阳能，并实现自动雨水收集，而且尽可能少地使用外部电源。整个分布式光伏雨水自动收集装置实现了雨水收集的自动化，并利用雨水进行灌溉。
以上具体地示出和描述了本实用新型的示例性实施方式。应该理解，本实用新型不限于所公开的实施方式，相反，本实用新型意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (10)

1.一种分布式光伏雨水自动收集装置，其特征在于，包括：
光伏装置，包括光伏组件、蓄电池、逆变器、变频器和升压器；
雨水收集装置，包括：
收集管路，将雨水逐级收集至一集中储水罐；
灌溉管路，用于进行灌溉；
供水管路，从所述集中储水罐供水至所述灌溉管路；以及
开关组件，至少包括第一电磁阀、第二电磁阀；所述第一电磁阀设置于所述收集管路，所述第二电磁阀设置于所述供水管路；以及
控制装置，包括控制器，所述控制器控制所述开关组件的打开或关闭，所述光伏装置为所述雨水收集装置和所述控制装置供电。
2.如权利要求1所述的分布式光伏雨水自动收集装置，其特征在于，所述开关组件还包括第一手动常闭阀、第二手动常闭阀，所述第一手动常闭阀与所述第一电磁阀并联连接后连接在所述收集管路上，所述第二手动常闭阀与所述第二电磁阀并联连接后连接在所述供水管路上。
3.如权利要求2所述的分布式光伏雨水自动收集装置，其特征在于，所述灌溉管路包括滴灌管路和喷灌管路。
4.如权利要求3所述的分布式光伏雨水自动收集装置，其特征在于，所述收集管路包括蓄水池、出水管路和集水管路，每一所述蓄水池连接一出水管路，各所述出水管路均连接于所述集水管路。
5.如权利要求4所述的分布式光伏雨水自动收集装置，其特征在于，每一所述蓄水池的液位上限位置和液位下限位置均设置有液位传感器，所述集中储水罐的液位上限位置和液位下限位置也设置有液位传感器，喷灌或者滴灌的大田里还埋设有土壤湿度传感器。
6.如权利要求5所述的分布式光伏雨水自动收集装置，其特征在于，所述喷灌管路上设置有由第一控制开关控制的喷灌水泵。
7.如权利要求6所述的分布式光伏雨水自动收集装置，其特征在于，所述集水管路上设置有由第二控制开关控制的收集水泵。
8.如权利要求4所述的分布式光伏雨水自动收集装置，其特征在于，所述开关组件还包括第三电磁阀至第八电磁阀；所述第三电磁阀设置于所述 滴灌管路，所述第四电磁阀设置于所述喷灌管路，第五电磁阀至第八电磁阀分别设置于第一蓄水池至第四蓄水池的所述出水管路。
9.如权利要求1所述的分布式光伏雨水自动收集装置，其特征在于，所述控制器包括PLC或单片机。
10.如权利要求8所述的分布式光伏雨水自动收集装置，其特征在于，所述逆变器通过线缆与所述蓄电池和所述变频器连接，所述变频器的输出端分别和第一控制开关、第二控制开关连接，所述升压器通过线缆与各所述电磁阀、各所述手动常闭阀连接。
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