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

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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
[0001]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
[0002]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。
[0003]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l.〇kg/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。
[0004] 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,水栗抽水的方式。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。
[0005] 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。
[0006] 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
[0007] 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。
[0008] 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, 所述水栗的输出端连通供水管,所述供水管的末端安装有喷头;
[0009] 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栗相连接;所述 控制箱的信号输入端连接有温湿度传感器;
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 进一步,所述雨水收集装置上安装有砂石过滤装置。
[0013] 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。
[0014] 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
[0015] 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;
[0016] 图2是本实用新型实施例提供的灌溉系统工作电路图;
[0017]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
[0018]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。
[0019]下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。
[0020] 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,所述水栗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;
[0021]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;
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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。 [0025]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。
[0026]本实用新型的工作原理:
[0027]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。
[0028]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,避免损害水栗2。
[0029] 灌溉系统由太阳能电池板7、温湿度感应器4、水栗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栗回路分开,保护开关电路。
[0030]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。
[0031] 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。
[0032]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。
[0033]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。
[0034] 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。
[0035]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,米用芯片式温湿度感应器4 RS-WS-NO 1-SMG,该广品外壳带数码 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。
[0036]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。
[0037]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。 [0038] 普通继电器
[0039]本系统整体采用低压直流电,检测系统负载电流较小(小于〇.5A),水栗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。
[0040]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。
[0041] 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。
[0042] 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。
[0043]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。 [0044]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 安装有水栗,所述水栗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#胃 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113 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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110050643A (zh) * 2019-05-26 2019-07-26 山东工艺美术学院 渗透型煤灰渣腐殖质制备固沙装置草皮的种植方法
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