CN207491718U - 一种太阳能自动化节灌系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于农业灌溉设备技术领域，公开了一种太阳能自动化节灌系统，设置有蓄水池，所述蓄水池埋设于地下，所述蓄水池的入水口安装有雨水收集装置；所述蓄水池的内部安装有水泵，所述水泵的输出端连通供水管，所述供水管的末端安装有喷头；所述蓄水池的外部安装有控制箱，所述控制箱的信号输出端与水泵相连接；所述控制箱的信号输入端连接有温湿度传感器；太阳能电池板通过螺栓固定安装在立柱上，所述立柱的内部安装有蓄电池组，所述太阳能电池板与蓄电池组电连接，所述蓄电池组与控制箱的供电端电连接。采用太阳能供电，可以适用于荒野；收集雨水用于灌溉，减少高温或干旱气候影响，不需要修建大型水利工程，自动化程度高。

Description

一种太阳能自动化节灌系统

技术领域

本实用新型属于农业灌溉设备技术领域，尤其涉及一种太阳能自动化节灌系统。

背景技术

目前，我国人口众多、耕地少，耕地面积仅为1.3亿公顷，约占全球的7％，并且耕地面积逐年减少，却要养活全世界五分之一的人口，农业是国家安全的基石，因此，农业的发展至关重要，而现代农业的发展离不开灌溉技术的发展。

我国水资源的突出特点是时空分布不均，水土资源不匹配，农业用水中的浪费现象非常严重，农田灌溉水的利用率低，平均仅为45％左右；农业用水的效率不高，农田灌溉水的利用效率仅有1.0kg/m³；而我国西北地区，地处内陆，除陕西中部、甘肃东部和南部，以及青海的部分地区外，区域内的大部分土地都属于干旱、半干旱气候区，区内气候干旱，降雨稀少，多年平均降水量，除陕西外，其它省区在270～320mm之间，年蒸发量却高达1000-2600mm或以上，云贵高原许多地区属于喀斯特地貌，无法涵养降水，虽然降水丰富却极易发生干旱。所以，有效利用降雨资源，可以部分缓解该类区域的水资源短缺情况，有效缓解干旱对种植业的危害。根据水利部、中国工程院等部门的预测，我国农业用水必须维持零增长或负增长，才能保证我国用水安全和生态安全。因此，发展节灌技术对我国农业，特别是西北地区农业发展具有非常重要的意义。

目前，我国北方大部分地区的农业灌溉方式为抽水灌溉，即打深井采取地下水，利用农村电网或柴油发电机供电，水泵抽水的方式。这种方式受地下水量、地形、电力供应等多种因素的影响，一般只适合平原和丘陵地带，对于黄土高原等地形或无法供电的区域，只能靠天吃饭。

传统灌溉技术还需要消耗人力物力，需要投入大量资金建设水利设施或铺设电网，或购买柴油发电机等设备，同时还需要消耗人力照看等，自动化程度低，可控性差，不能及时了解作物需水状况，需要农民种植经验。

综上所述，现有技术存在的问题是：我国西北地区土地都属于干旱、半干旱气候区，区内气候干旱，降雨稀少，多年平均降水量少，无法保障植物的生长。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种太阳能自动化节灌系统。

本实用新型是这样实现的，一种太阳能自动化节灌系统，设置有蓄水池，所述蓄水池埋设于地下，所述蓄水池的入水口安装有雨水收集装置；所述蓄水池的内部安装有水泵，所述水泵的输出端连通供水管，所述供水管的末端安装有喷头；

所述蓄水池的外部安装有控制箱，所述控制箱的信号输出端与水泵相连接；所述控制箱的信号输入端连接有温湿度传感器；

太阳能电池板通过螺栓固定安装在立柱上，所述立柱的内部安装有蓄电池组，所述太阳能电池板与蓄电池组电连接，所述蓄电池组与控制箱的供电端电连接。

进一步，所述立柱的内部安装有充放电控制器，所述充放电控制器与蓄电池组电连接。

进一步，所述雨水收集装置上安装有砂石过滤装置。

进一步，所述控制箱上还安装有时间循环继电器和水位传感器，所述水位传感器安装在蓄水池的内部。

本实用新型的优点及积极效果为：采用太阳能供电，可以适用于荒野；收集雨水用于灌溉，减少高温或干旱气候影响，不需要修建大型水利工程。自动化程度高，可以有效减小干旱高温等不利气候影响，对比其他灌溉方式节约了人力物力，减少了能源消耗，具有较好的应用价值和推广价值。广泛用于各种抗旱灌溉的场合，特别适合于黄土高原、云贵高原喀斯特地貌区域等易发生干旱区域及水源不丰富区域，也可以用于没有铺设农业电网或机械发电机等机械设备不易到达的野外，同时可以用于需要自动化管理、减少劳力消耗的工作区域，如道路绿化带、公园小区等园林绿化区等。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的太阳能自动化节灌系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的灌溉系统工作电路图；

图中：1、蓄水池；2、水泵；3、控制箱；4、温湿度感应器；5、立柱；6、充放电控制器；7、太阳能电池板；8、喷头；9、供水管；10、雨水收集装置。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。

太阳能自动化节灌系统，设置有蓄水池1，所述蓄水池埋设于地下，所述蓄水池1的入水口安装有雨水收集装置10；所述蓄水池1的内部安装有水泵2，所述水泵2的输出端连通供水管9，所述供水管9的末端安装有喷头8；

所述蓄水池1的外部安装有控制箱3，所述控制箱3的信号输出端与水泵2 相连接；所述控制箱3的信号输入端连接有温湿度传感器；

太阳能电池板7通过螺栓固定安装在立柱5上，所述立柱5的内部安装有蓄电池组，所述太阳能电池板7与蓄电池组电连接，所述蓄电池组与控制箱3 的供电端电连接。

作为本实用新型的优选实施例，所述立柱5的内部安装有充放电控制器6，所述充放电控制器6与蓄电池组电连接。

作为本实用新型的优选实施例，所述雨水收集装置10上安装有砂石过滤装置。

作为本实用新型的优选实施例，所述控制箱3上还安装有时间循环继电器和水位传感器，所述水位传感器安装在蓄水池1的内部。

本实用新型的工作原理：

该太阳能自动化节灌系统通过温湿度感应器4感应空气温度和湿度变化，输出开关变量至控制箱3，以控制水泵2的工作状态，该太阳能自动化节灌系统采用太阳能电池板7低压直流供电。整个太阳能自动化节灌系统分为雨水收集系统和灌溉系统：雨水收集系统收集地表径流，经过砂滤，汇聚于地下隐藏式蓄水池1以提供水源；灌溉系统通过温湿度感应器4信号输出控制直流水泵2 的开启与关闭，当温湿度超出设定阈值，即认定为高温或干旱状态时，则开启水泵2，同时设置时间循环，保证喷洒的水能够有充足时间渗入土壤，避免水的浪费，当空气温湿度恢复，泵驱动电路停止工作，结束灌溉。

雨水收集系统通过修筑地下隐藏式蓄水池1，汇集地表径流，雨水入池前经过砂滤过滤掉悬浮物，避免损害水泵2。

灌溉系统由太阳能电池板7、温湿度感应器4、水泵2和喷头8四部分组成。由温湿度感应器4变量开关、水位开关、时间循环继电器组成开关控制电路，并通过普通继电器以小变大，使得电流较小开关控制回路和大电流的泵回路分开，保护开关电路。

独立型光伏供电装置针对独立供电需求的，所发的电不并网。在交通不便，电网无法架设的地区发挥重要作用。由太阳能电池板7、蓄电池组、充放电控制器6组成。

太阳能电池板7使整个供电装置的能量来源。它的光生伏特效应可以把光能转换成电能，这个过程不会污染环境，可以不依赖于需要长距离铺设电缆的电网，地形适应性强。

蓄电池组是整个供电装置的储能设备，把太阳能电池板7产生的电能储存起来，在负载需要用电时再输出电能。过度充电和放电都会影响蓄电池的使用寿命。多个蓄电池串联或并联组成蓄电池组，根据系统用电需求和自给天数可以确定蓄电池组的容量。

为了延长蓄电池寿命，系统必须配备充放电控制器6。充放电控制器6能不仅提供安全、平稳的充、放电电流，而且还可以防止过充电。

控制箱3中的检测控制装置是整个系统的检测控制中枢，负责监测环境相关数值是否超出传感器阈值从而控制水泵2的开启和闭合，进而达到灌溉的目的，它由温湿感应器、时间循环继电器、水位传感器和普通继电器组成。

温湿度感应器4：空气温度和湿度可以直接反映作物生长环境是否为最佳状态，是需要监测的两个重要指标，采用芯片式温湿度感应器4 RS-WS-N01-SMG，该产品外壳带数码管显示的防水壳体，防护等级IP65，可用于室外、农业大棚等高湿度场合。产品采用RS485标准接口，硬件电路采用防雷设计，协议层兼容标准的工业Modbus-Rtu协议。可兼容各种主机平台(PC 软件、屏、PLC、组态王)，可靠性好、精度高。

时间循环继电器：为了避免确保灌溉水渗透到土壤中，避免过度浇水，节约用水，采用时间循环继电器使泵间歇工作。采用DH48-S型时间继电器，属于通电延时性，其内部装有高性能微电脑芯片、晶体振荡器为时钟源、超亮LED 为显示部件，具有抗干扰性能好、延时精度高等优点。

利用浮球式水位开关控制电路，防止水位不够造成泵空转烧毁的情况。当蓄水池1的水位低于水位开关位置时，则说明此时水量不足，水位开关断开电路，水泵2停止工作。

普通继电器

本系统整体采用低压直流电，检测系统负载电流较小(小于0.5A)，水泵 2电路的电流较大(5-10A)，因此两个模块不能共用一个回路，否则泵不能正常工作或检测系统烧毁。故采用普通直流继电器，用小电流来控制水泵2回路的开启和闭合，有自动调节、安全保护、转换电路的作用。

采用直流隔膜水泵2，12V，100W的该类型水泵2喷洒半径可以达到7-15 米，即每圆周浇灌面积最大可达一亩。

利用蓄水池1收集雨水，无需大量铺设管道引水，减少了生产及铺设管道碳排放问题。同时采用时间循环继电器控制灌溉，达到节水灌溉的效果，延长贮水的使用时间，避免水资源的浪费。

利用太阳能电池板供电，无需在荒野铺设缆线供电，减少了生产及架设缆线碳排放问题。

采用自动化设计，无需人工照看，特别适合大面积农业种植，能够节省大量人力。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种太阳能自动化节灌系统，其特征在于，所述太阳能自动化节灌系统设置有蓄水池，所述蓄水池埋设于地下，所述蓄水池的入水口安装有雨水收集装置；所述蓄水池的内部安装有水泵，所述水泵的输出端连通供水管，所述供水管的末端安装有喷头；

所述蓄水池的外部安装有控制箱，所述控制箱的信号输出端与水泵相连接；所述控制箱的信号输入端连接有温湿度传感器；

太阳能电池板通过螺栓固定安装在立柱上，所述立柱的内部安装有蓄电池组，所述太阳能电池板与蓄电池组电连接，所述蓄电池组与控制箱的供电端电连接。

2.如权利要求1所述太阳能自动化节灌系统，其特征在于，所述立柱的内部安装有充放电控制器，所述充放电控制器与蓄电池组电连接。

3.如权利要求1所述太阳能自动化节灌系统，其特征在于，所述雨水收集装置上安装有砂石过滤装置。

4.如权利要求1所述太阳能自动化节灌系统，其特征在于，所述控制箱上还安装有时间循环继电器和水位传感器，所述水位传感器安装在蓄水池的内部。