CN206575949U - 一种利用光伏‑雨水发电的大棚水肥一体化智能滴灌系统 - Google Patents

一种利用光伏‑雨水发电的大棚水肥一体化智能滴灌系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种利用光伏‑雨水发电的大棚水肥一体化智能滴灌系统，包括大棚、控制器、光伏板、水轮发电机、蓄电池和滴灌单元，天沟的出水口处设有雨水口，雨水口的下方安装有水轮发电机，水轮发电机的出水口与蓄水池连接，水轮发电机与蓄电池连接，光伏板与蓄电池连接，水轮发电机和光伏板所发的电均储存在蓄电池内，蓄电池与控制器连接，控制器与供水泵连接，供水泵与蓄水池连通，出水口并联有多个滴灌单元，每个滴灌单元的管路上依次安装有电磁阀和施肥器，在每个滴灌单元的末端还分别设置有土壤湿度传感器，电磁阀和土壤湿度传感器分别与控制器连接。本实用新型的优点在于：结合太阳能和雨水进行发电，能源利用率高，环保且成本低。

Description

一种利用光伏-雨水发电的大棚水肥一体化智能滴灌系统
技术领域
本实用新型涉及大棚灌溉技术领域，特别是一种利用光伏-雨水发电的大棚水肥一体化智能滴灌系统。
背景技术
随着人口增长及工业化、城镇化进程加速，我国耕地减少、水资源匮乏等资源环境约束趋紧，与此同时，大水漫灌、过量施肥现象在很多地方还比较普遍，水肥利用率较低。滴灌技术在大棚栽培蔬菜中发挥着重要的作用，不仅有节水、节能、降湿等优点，还是大棚蔬菜生产达到优质、高产、高效的重要技术保障设施。滴灌施肥体系比常规施肥节省肥料50%～70%，同时，大大降低了设施蔬菜和果园中因过量施肥而造成的水体污染问题，对作物的产量和品质都有很大的提高。
我国南方地区降水量较大，但由于降水较为集中，季节性干旱较为严重，而北方地区降水量较少，因此充分利用雨水进行灌溉是以后研究的一个重要方向。
在全球能源日益短缺的背景下，太阳能、风能作为一种可持续利用的清洁能源，引起了高度的关注，现在灌溉系统用的是太阳能、风能发电，然而太阳能发电受天气影响比较大，在雨天时基本没有发电量，因此发电效率亟待提高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种利用光伏-雨水发电的大棚水肥一体化智能滴灌系统。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种利用光伏-雨水发电的大棚水肥一体化智能滴灌系统，包括大棚、控制器、光伏板、水轮发电机、蓄电池和滴灌单元，所述大棚的棚顶为双坡式结构，在双坡式结构的下边缘处固定有天沟，天沟的出水口处设有雨水口，雨水口的下方安装有水轮发电机，雨水口的出水口与水轮发电机的进水口连接，水轮发电机的出水口与设置于大棚一侧的蓄水池连接，水轮发电机与蓄电池连接，所述光伏板与蓄电池连接，水轮发电机和光伏板所发的电均储存在蓄电池内，蓄电池与控制器连接，控制器与供水泵连接，供水泵的进水口与蓄水池连通，出水口并联有多个滴灌单元，每个滴灌单元的管路上依次安装有电磁阀和施肥器，在每个滴灌单元的末端还分别设置有土壤湿度传感器，电磁阀和土壤湿度传感器分别与控制器连接。
进一步地，所述蓄水池内安装有水位感应器，蓄水池的一侧还设置有水泵，水位感应器的信号输出端与控制器的信号输入端连接，水泵与控制器连接。
进一步地，所述蓄水池与供水泵之间的管路上还设置有原水过滤器。
进一步地，所述滴灌单元的管路上还设置有灌溉过滤器，所述灌溉过滤器位于施肥器的后端。
进一步地，所述施肥器为文丘里施肥器。
进一步地，所述雨水口的出水口处设置有雨水过滤器。
土壤湿度传感器、电磁阀、供水泵和水泵的阀门都装有无线控制设备。
本实用新型具有以下优点：
1、该系统在晴天时，可以通过光伏板发电，雨天时可以通过大棚顶上的雨水带动水轮发电机发电，实现了在不同天气环境下都能发电，提高了能源利用率，便于推广使用。同时将大棚顶上的雨水蓄集起来，在作物需水时候进行灌溉，节能环保，节约了水资源和成本。
2、将大棚分为几个滴灌单元，解决了大棚中不同位置土壤湿度不均匀的问题，根据不同的土壤湿度，进行灌溉，保证农作物生长的适宜环境。
3、将液体肥或可溶性肥加入大棚作物的滴灌系统中，节约施肥量，可以提高肥的利用量，提高作物产量和品质。
4、通过中央控制器和无线设施控制水泵和电磁阀的开启以及大棚作物的灌溉用水量，实现了灌溉系统的智能化操作。
附图说明
图1 为本实用新型的系统结构示意图；
图2 为本实用新型中的雨水收集与发电的结构示意图；
图中：1-大棚，2-控制器，3-光伏板，4-蓄电池，5-蓄水池，6-水泵，7-供水泵，8-天沟，9-雨水口，10-水轮发电机，11-原水过滤器，12-电磁阀，13-施肥器，14-灌溉过滤器，15-滴灌单元，16-土壤湿度传感器，17-雨水过滤器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1和图2所示，一种利用光伏-雨水发电的大棚水肥一体化智能滴灌系统，包括大棚1、控制器2、光伏板3、水轮发电机10、蓄电池4和滴灌单元15，所述大棚1的棚顶为双坡式结构，在双坡式结构的下边缘处固定有天沟8，雨水通过大棚1流入天沟8，为了保证天沟8能承受雨水的重量，天沟8支撑在大棚1的承重结构上，天沟8的出水口处设有雨水口9，雨水口9为圆弧形，雨水口9的下方安装有水轮发电机10，雨水口9的出水口与水轮发电机10的进水口连接，水轮发电机10的出水口与设置于大棚1一侧的蓄水池5连接，水轮发电机10与蓄电池4连接，所述光伏板3与蓄电池4连接，水轮发电机10和光伏板3所发的电均储存在蓄电池4内，供整个灌溉系统使用，蓄电池4与控制器2连接，控制器2与供水泵7连接，供水泵7的进水口与蓄水池5连通，出水口并联有多个滴灌单元15，解决了大棚1中不同位置土壤湿度不均匀的问题，根据不同的土壤湿度，进行灌溉，保证农作物生长的适宜环境，每个滴灌单元15的管路上依次安装有电磁阀12和施肥器13，在每个滴灌单元15的末端还分别设置有土壤湿度传感器16，电磁阀12和土壤湿度传感器16分别与控制器2连接。作为优选地，在每个土壤湿度传感器16上布设一个较小的太阳能组件，保证土壤湿度传感器16的正常工作。
进一步地，所述蓄水池5内安装有水位感应器，蓄水池5的一侧还设置有水泵6，水位感应器的信号输出端与控制器2的信号输入端连接，水泵6与控制器2连接。当水位到达蓄水池5底部时，水位感应器采集的水位信号传入控制器2，控制器2开启水泵6的阀门，将其他水源通过水泵6抽入蓄水池5中，保证灌溉所需的水量。
进一步地，为了避免蓄水池5中的杂质进入供水泵7内，所述蓄水池5与供水泵7之间的管路上还设置有原水过滤器11。
进一步地，为了防止肥料对管道的堵塞，所述滴灌单元15的管路上还设置有灌溉过滤器14，所述灌溉过滤器14位于施肥器13的后端。
进一步地，所述施肥器13为文丘里施肥器，施肥期时，文丘里施肥器配置的增压泵打开阀门，将液体肥或可溶性肥注入到滴灌单元15的管路中。
进一步地，为了避免雨水中的杂质进入水轮发电机10，所述雨水口9的出水口处设置有雨水过滤器17。
本实用新型的工作过程如下：该系统在晴天时，可以通过光伏板3发电，雨天时可以通过大棚1顶上的雨水带动水轮发电机10发电，所产生的电能储存在蓄电池4内，当某个滴灌单元15内的土壤湿度传感器16检测到土壤含水量不足时，控制器2控制供水泵7和电磁阀12打开，对滴灌单元15所在的土壤区域进行滴灌，直至土壤含水量达到设定值。雨天通过水轮发电机10发电的同时，雨水经过过滤后储存在蓄水池5内，供滴灌使用，当水位感应器检测到蓄水池5内的水位过低时，控制器2控制水泵6将其他水源抽入蓄水池5中，直至水位达到合适位置。施肥期时，将液体肥或可溶性肥注入到滴灌系统即可。

Claims (6)

1.一种利用光伏-雨水发电的大棚水肥一体化智能滴灌系统，其特征在于：包括大棚（1）、控制器（2）、光伏板（3）、水轮发电机（10）、蓄电池（4）和滴灌单元（15），所述大棚（1）的棚顶为双坡式结构，在双坡式结构的下边缘处固定有天沟（8），天沟（8）的出水口处设有雨水口（9），雨水口（9）的下方安装有水轮发电机（10），雨水口（9）的出水口与水轮发电机（10）的进水口连接，水轮发电机（10）的出水口与设置于大棚（1）一侧的蓄水池（5）连接，水轮发电机（10）与蓄电池（4）连接，所述光伏板（3）与蓄电池（4）连接，水轮发电机（10）和光伏板（3）所发的电均储存在蓄电池（4）内，蓄电池（4）与控制器（2）连接，控制器（2）与供水泵（7）连接，供水泵（7）的进水口与蓄水池（5）连通，出水口并联有多个滴灌单元（15），每个滴灌单元（15）的管路上依次安装有电磁阀（12）和施肥器（13），在每个滴灌单元（15）的末端还分别设置有土壤湿度传感器（16），电磁阀（12）和土壤湿度传感器（16）分别与控制器（2）连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用光伏-雨水发电的大棚水肥一体化智能滴灌系统，其特征在于：所述蓄水池（5）内安装有水位感应器，蓄水池（5）的一侧还设置有水泵（6），水位感应器的信号输出端与控制器（2）的信号输入端连接，水泵（6）与控制器（2）连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用光伏-雨水发电的大棚水肥一体化智能滴灌系统，其特征在于：所述蓄水池（5）与供水泵（7）之间的管路上还设置有原水过滤器（11）。
4.根据权利要求1所述的一种利用光伏-雨水发电的大棚水肥一体化智能滴灌系统，其特征在于：所述滴灌单元（15）的管路上还设置有灌溉过滤器（14），所述灌溉过滤器（14）位于施肥器（13）的后端。
5.根据权利要求1或4所述的一种利用光伏-雨水发电的大棚水肥一体化智能滴灌系统，其特征在于：所述施肥器（13）为文丘里施肥器。
6.根据权利要求1所述的一种利用光伏-雨水发电的大棚水肥一体化智能滴灌系统，其特征在于：所述雨水口（9）的出水口处设置有雨水过滤器（17）。
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