CN206713664U - 基于太阳光伏发电的山区农田水肥滴灌系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种基于太阳光伏发电的山区农田水肥滴灌系统，光伏发电汲水系统和滴灌系统两部分；所述光伏发电汲水系统包括主管道及与所述主管道连接的若干支管道，所述主管道上依次设置有水源、水泵、一级净水装置、蓄水罐、水肥混合装置、二级过滤装置，所述支管道的尾部设置有滴灌毛细管管线；还包括相互连接的太阳电池板和光伏控制器，所述光伏控制器的蓄电池端与蓄电池连接，负载端与汲水逆变器连接，所述汲水逆变器与所述水泵连接；所述滴灌系统包括中央控制器、主路电磁阀、田间控制器、支路电磁阀、温度传感器、湿度传感器和流量传感器。本实用新型解决了铺设长距离输电线的难题，大大降低了成本。

Description

基于太阳光伏发电的山区农田水肥滴灌系统
技术领域
本实用新型涉及一种基于太阳光伏发电的山区农田水肥滴灌系统。
背景技术
随着社会和经济等各项事业的发展，能源问题日益严重，尤其是不可再生资源诸如石油、天然气等的日益枯竭以及化石燃料燃烧产生的废气污染，无不限制着社会的可持续发展。此外，我国幅员辽阔，在偏远山区的农业和居民用电非常不便。因此，寻找清洁高效且可再生的能源，成了目前人们解决能源问题的首要任务。太阳能是目前利用率最高的可再生能源，因而被首先列入开发计划。太阳能发电从利用到回收的整个过程都不涉及污染问题，是真正意义上的绿色能源。在我国的偏远山区，尤其是西南部和西北部，降雨较少，水源分布不均，主要是利用开凿水渠和汲取地下水的方式进行灌溉，更有居民采用最原始的挑水方式进行农田的灌溉，不仅浪费了大量的人力物力，而且效率低下。此外，目前公认的抽水水泵的电源多为传统电源，没有电源就没有办法正常工作，而且需要将供电线延伸到水源处。在偏远地区，水源通常距离农田较远，水管和电线的架设难度比较大，而且远距离铺设电线也增加了成本，对用户的使用和操作都带来了不便。但西南部和西北部日照充足，因此可以用太阳能来弥补以上的不足。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于太阳光伏发电的山区农田水肥滴灌系统，解决了铺设长距离输电线的难题，大大降低了成本。
为实现上述目的本实用新型采用以下技术方案实现：
一种基于太阳光伏发电的山区农田水肥滴灌系统，其特征在于：光伏发电汲水系统和滴灌系统两部分；
所述光伏发电汲水系统包括主管道及与所述主管道连接的若干支管道，所述主管道上依次设置有水源、水泵、一级净水装置、蓄水罐、水肥混合装置、二级过滤装置，所述支管道的尾部设置有滴灌毛细管管线；还包括相互连接的太阳电池板和光伏控制器，所述光伏控制器的蓄电池端与蓄电池连接，负载端与汲水逆变器连接，所述汲水逆变器与所述水泵连接；
所述滴灌系统包括中央控制器、主路电磁阀、田间控制器、支路电磁阀、温度传感器、湿度传感器和流量传感器；所述中央控制器设置在主控室用于接收田间控制器传送过来的数据并下发控制命令，所述主路电磁阀和田间控制器设置在主管道上，所述支路电磁阀、温度传感器、湿度传感器和流量传感器设置在支管道上，分别用于控制支管道的流通、采集温度信息、湿度信息和流量信息。
进一步的，所述滴灌毛细管管线上设置有若干毛细管滴灌头。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型采用光伏控制器控制，可将光能转换为电能供给系统使用；本实用新型无需铺设电缆线，使用方便，操作简单，在光伏供电系统的电路保障下，太阳电池的光伏板可以对系统进行充电，保证系统的正常工作；本实用新型在阴雨天及夜间无光照时，可以利用储存的电能继续为系统供电，此时电能主要用于滴灌系统堵塞情况的监测和土壤的温度、湿度及流量控制线路正常工作提供保障，还可提供抽水泵工作所需电力。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的系统结构示意图。
图中1、太阳电池板；2、光伏控制器；3、主路电磁阀；4、蓄电池；5、田间控制器；6、主管道；7、温度传感器；8、湿度传感器；9、流量传感器；10、毛细管滴灌头；11、汲水逆变器；12、二级过滤装置；13、水肥混合装置；14、蓄水罐；15、一级净水装置；16、水泵；17、水源；18、支路电磁阀；19-支管道；20-滴灌毛细管管线。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
请参照图1，本实施例提供一种基于太阳光伏发电的山区农田水肥滴灌系统，其特征在于：光伏发电汲水系统和滴灌系统两部分；
所述光伏发电汲水系统包括主管道6及与所述主管道的尾端连接的若干支管道19，所述主管道上从首端至尾端依次设置有水源17、水泵16、一级净水装置15、蓄水罐14、水肥混合装置13、二级过滤装置12，所述支管道19的尾部设置有滴灌毛细管管线20；还包括相互连接的太阳电池板1和光伏控制器2，所述光伏控制器2的蓄电池端与蓄电池4连接，负载端与汲水逆变器11连接，所述汲水逆变器11与所述水泵16连接；水源17中的水经水泵16汲取后通过一级净水装置15的净化流入蓄水罐14中，再经水肥混合装置13将一定比例的营养液溶入水中并经过二级过滤装置12的过滤作用后经主管道6流入各个支管道19，最后流入滴灌毛细管管线20中，最终通过滴灌毛细管管线20上设置的若干毛细管滴灌头10灌入农田。
所述滴灌系统包括中央控制器、主路电磁阀3、田间控制器5、支路电磁阀18、温度传感器7、湿度传感器8和流量传感器9；所述中央控制器设置在主控室用于接收田间控制器5传送过来的数据并下发控制命令，包括主路电磁阀和支路电磁阀的启停；所述主路电磁阀3和田间控制器5设置在主管道6上，主路电磁阀3控制整个滴灌系统的启停，田间控制器5电磁阀驱动设备及田间信息采集监测设备的中转站；所述支路电磁阀18、温度传感器7、湿度传感器8和流量传感器9设置在支管道19上，分别用于控制支管道19的流通、采集温度信息、湿度信息和流量信息。值得注意的是，图1中，虚线表示光伏供电系统的输电线，实线表示的是水肥滴灌管道。
工作时，通过太阳电池板1在白天接受光照，将光能转换为电能，然后将其所产生的电能输送给光伏控制器2，将电能储存在蓄电池4中，蓄电池4再将电能传输给汲水逆变器11，再通过汲水逆变器11将直流电转换为交流电驱动水泵16进行汲水。再通过一级净水装置15的过滤将杂质滤除，将清洁的水贮存在蓄水罐14中，再经水肥混合装置13混合一定比例的肥料，称为水肥营养液流经二级过滤装置12进行进一步的经过，去除水中残留的大颗粒杂质，将水肥依次通过主管道6、支管道，最后经过滴头对作物的根系部位进行滴灌。
温度传感器7和湿度传感器8将采集的作物生长土壤的温、湿指标参数传递给田间控制器5，田间控制器5处理后传递给总控制中心，总控制中心再将处理信号反馈给田间控制器5，田间控制器5再控制电磁阀3的开闭，以便在作物需要水肥时及时进行供水。此外，滴灌管道上集成了流量控制器9，通过流量控制器9采集每一条支管道滴管头10的实时流量信息，以便对每一条管道的堵塞情况进行监测，从而控制中心对每一条支管道的情况有全局掌控，如若发现堵塞情况，可以及时进行问题排除。
为了让一般技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，以下结合具体实现方法进行详细介绍，包括以下步骤：
步骤S1：温度传感器和湿度传感器将采集到的作物生长土壤的温度信息和湿度信息发送至田间控制器；
步骤S2：田间控制器将温度信息和湿度信息传递给处于主控室的中央控制器；
步骤S3：所述中央控制器将接收到的温度信息和湿度信息与对应的阈值相比较，若温度信息或湿度信息低于对应的阈值，判断出农田需要进行滴灌作业，驱动蓄水罐中的水肥混合液进入滴灌系统进行滴灌作业，中央控制器发出控制命令开启主路电磁阀和对应的支路电磁阀，水肥混合液进入对应的支管道。
滴灌系统由于其本身的滴头口径较小，灌溉所用水肥中含有的杂质、泥沙以及微生物都会使得滴头堵塞。虽然灌溉系统本身具有净化过滤功能，但是由于过滤网络的口径尺寸，只能过滤掉特定大小的杂质，较小尺寸的杂质并没有被过滤掉，因而，在长期的工作过程中，这些较小尺寸的杂质会不断积累聚集在滴头处，从而导致滴头的堵塞。针对堵塞情况，在所述步骤S3后还包括步骤S4：流量传感器对每条支管道上的流量进行实时监测，将流量数据发送至中央控制器，中央控制器将接收到的流量数据与对应的阈值相比较，若流量小于阈值，则判断对应支管道发生堵塞，中央控制器发送控制命令关闭对应的支路电磁阀并发出警报。
进一步的，所述步骤S3中若蓄水罐中水量小于预先设定的水量阈值时，控制水泵进行汲水作业，并将水输送至一级净水装置进行净化处理，同时驱动净化后的水与蓄水罐中的肥料进行混合。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (2)

1.一种基于太阳光伏发电的山区农田水肥滴灌系统，其特征在于：光伏发电汲水系统和滴灌系统两部分；
所述光伏发电汲水系统包括主管道及与所述主管道连接的若干支管道，所述主管道上依次设置有水源、水泵、一级净水装置、蓄水罐、水肥混合装置、二级过滤装置，所述支管道的尾部设置有滴灌毛细管管线；还包括相互连接的太阳电池板和光伏控制器，所述光伏控制器的蓄电池端与蓄电池连接，负载端与汲水逆变器连接，所述汲水逆变器与所述水泵连接；
所述滴灌系统包括中央控制器、主路电磁阀、田间控制器、支路电磁阀、温度传感器、湿度传感器和流量传感器；所述中央控制器设置在主控室用于接收田间控制器传送过来的数据并下发控制命令，所述主路电磁阀和田间控制器设置在主管道上，所述支路电磁阀、温度传感器、湿度传感器和流量传感器设置在支管道上，分别用于控制支管道的流通、采集温度信息、湿度信息和流量信息。
2.根据权利要求1所述的基于太阳光伏发电的山区农田水肥滴灌系统，其特征在于：所述滴灌毛细管管线上设置有若干毛细管滴灌头。
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