CN211523359U - 集太阳能发电于一体的水利工程用雨水收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集太阳能发电于一体的水利工程用雨水收集装置，包括蓄水池、支撑架、支撑杆、支撑台、蓄电池和两套转动式太阳能发电组件，支撑架固定在蓄水池两端，支撑台分别固定在支撑架上；转动式太阳能发电组件包括转轴、支撑板和太阳能发电膜；两套转动式太阳能发电组件通过支撑架对称设置在蓄水池上方，两套转动式太阳能发电组件的太阳能发电膜均与蓄电池连接；支撑杆通过支撑架固定在转动式太阳能发电组件的两侧上方。本实用新型既能够在未下雨时利用太阳能设备发电；又能够在下雨时翻转太阳能设备，使太阳能设备得到保护，同时利用翻转后的太阳能设备增大雨水收集面积，从而达到在降雨量一定的前提下提高雨水收集量的目的。

Description

集太阳能发电于一体的水利工程用雨水收集装置

技术领域

本实用新型涉及节能环保技术领域，尤其涉及一种集太阳能发电于一体的水利工程用雨水收集装置。

背景技术

全世界水资源短缺问题日益严重，水资源紧缺早已经成为全球关注的难题。20世纪80年代，国际雨水收集处理系统协会(IRCSA)成立，国际雨水收集处理系统协会坚信雨水利用将成为解决世纪水资源的重要途径。面对水资源紧缺的今天，把雨水作为重要的水资源加以收集利用，实行综合治理已经成为一个重要的新方法。雨水是一种重要的水资源，雨水收集处理后完全可以满足一定层次用水对象的要求，因而能够作为另一种水资源而被使用。

随着农业技术的发展，土地承包和大范围农业机械化生产得到了广泛的普及，因此，采取雨水蓄积工程把雨水储存起来，通过补充灌溉能在一定程度上抵御干旱，在降雨不均匀的年份使农业生产稳定，提高粮食生产的安全性。同时蓄积雨水用于农业灌溉还有利于减少人们生活用水资源的浪费。

另外，在农业机械化生产中，农田灌溉成为了一个主要项目，越来越被广大农业工作者所重视。以前农田灌溉一般采用手工浇灌，水渠灌溉，不但需要大量人力物力，而且严重浪费水资源。虽然也有采用水泵进行灌溉的，但水泵直接接入用户市电，不仅导致电能消耗较大，还提升了农业生产成本。

中国专利公开号为CN206245384U的现有技术公开了一种具有雨水收集和水过滤功能的节能环保水利灌溉装置，该技术通过设置的水轮机能够有效的利用雨水中的能量进行发电，并将发的电能提供给其他灌溉设备使用，节省了资源；同时设置了雨水收集池，能够有效的将雨水进行回收利用，从而节约了水资源。但该技术中雨水收集池的面积是固定的，在降雨量一定的前提下，其能够收集的雨水量也是较少的。并且，其整体结构较为复杂，导致其整体实用性差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种集太阳能发电于一体的水利工程用雨水收集装置，本实用新型一方面能够在未下雨时利用太阳能设备发电，获得清洁能源；另一方面能够在下雨时翻转太阳能设备，使太阳能设备得到保护，同时利用翻转后的太阳能设备增大雨水收集面积，从而达到在降雨量一定的前提下提高雨水收集量的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

集太阳能发电于一体的水利工程用雨水收集装置，其特征在于：包括蓄水池、支撑架、支撑杆、支撑台、蓄电池和两套转动式太阳能发电组件，所述支撑架对称固定在蓄水池的两端，所述支撑台分别固定在支撑架上，且支撑台的中心线与蓄水池的中心线相重合；所述转动式太阳能发电组件包括转轴、支撑板和太阳能发电膜，转轴通过轴承活动设置在支撑架上，支撑板的一端固定在转轴上，另一端放置在支撑台上，太阳能发电膜固定在支撑板的正面；两套转动式太阳能发电组件通过支撑架对称设置在蓄水池上方，且两套转动式太阳能发电组件的太阳能发电膜均与设置在蓄水池一侧的蓄电池连接；所述支撑杆通过支撑架固定在转动式太阳能发电组件的两侧上方；下雨时，转动转轴使支撑板的正面放置在支撑杆上，支撑板的背面形成雨水收集面。

所述的两套转动式太阳能发电组件的转轴分别位于蓄水池两侧。

所述转动式太阳能发电组件与蓄水池之间设置有引流过滤组件，所述引流过滤组件包括出水口、过滤层和横截面为倒梯形结构引流件，过滤层设置在引流件内，出水口设置在引流件底部，引流件固定在蓄水池上方用于使支撑板收集的雨水进入蓄水池。

所述蓄水池上设置有盖板，盖板上设置有与出水口相通的进水口。

所述支撑架包括两根立柱和固定在两根立柱上的横杆，转动式太阳能发电组件、支撑杆和支撑台均安装在支撑架的横杆上。

所述的雨水收集装置还包括雨水传感器、PLC控制器、两套驱动电机和两个电机驱动器，雨水传感器固定在支撑架上，蓄电池和PLC控制器均设置于蓄水池一侧，两套驱动电机分别与两套转动式太阳能发电组件的转轴连接，两个电机驱动器分别与两套驱动电机连接，PLC控制器分别与雨水传感器和电机驱动器连接，PLC控制器和驱动电机均与蓄电池连接。

所述蓄水池一侧设置有保护箱，蓄电池和PLC控制器均安装在保护箱内。

所述蓄水池外设置有由蓄电池供电的水泵，且水泵的进水端位于蓄水池内。

采用本实用新型的优点在于：

1、本实用新型在蓄水池上方设置了两套转动式太阳能发电组件，且两套转动式太阳能发电组件的太阳能发电膜均通过支撑板固定在转轴上。该结构中，未下雨时能够利用太阳能发电膜发电，获得清洁能源，从而供照明以及需要用电的农业设备使用。而在下雨时则能够通过转轴将太阳能发电膜翻转至支撑杆上，由于支撑杆位于转动式太阳能发电组件的上方，因此，翻转后的支撑板倾斜靠在支撑杆上，这使得太阳能发电膜位于支撑板的背面下方，一方面避免雨水对太阳能发电膜造成损伤，有利于保护太阳能发电膜。另一方面除了蓄水池本身能够收集雨水外，支撑板的背面也能够形成雨水收集面收集雨水，极大地增大了雨水收集量，达到了在降雨量一定的前提下提高雨水收集量的目的。另外，两套转动式太阳能发电组件的支撑板均放置在支撑台上的结构，还使得两套转动式太阳能发电组件能够在蓄水池上方形成遮挡板，一是能够防止树叶、鸟类、昆虫等大体积物体进入到蓄水池内，避免对收集的雨水造成二次污染。二是能够使蓄水池始终处于遮阴状态，有利于减少雨水的挥发。

2、本实用新型将两套转动式太阳能发电组件的转轴分别设置在蓄水池两侧，该结构使得蓄水池位于两套转动式太阳能发电组件的转轴之间，即使得支撑板的面积较大，相应的，这能使雨水的有效收集面积增大近一倍，有效地提高了雨水收集量，实用性更强。

3、本实用新型在转动式太阳能发电组件与蓄水池之间设置有引流过滤组件，通过引流件有利于使收集的雨水稳定地进入蓄水池，避免出现浪费。而通过过滤层则能够过滤掉雨水中的杂质，从而使收集的雨水能够直接使用。

4、本实用新型在蓄水池上设置有带出水口的盖板，通过盖板有利于使蓄水池内的雨水保持干净。

5、本实用新型中支撑架主要由两根立柱和固定在立柱上的横杆组成，该结构的支撑架具有结构简单、便于安装等优点。

6、本实用新型还包括雨水传感器、PLC控制器、两套驱动电机和两个电机驱动器，通过雨水传感器、PLC控制器、两套驱动电机和两个电机驱动器的配合，使得转动式太阳能发电组件能够在下雨时自动翻转，而在雨止时又能够自动复位。有利于大幅减少人工劳动力。

7、本实用新型通过保护箱能够对蓄电池和PLC控制器进行保护，使用安全性更高。

8、本实用新型在蓄水池外设置有水泵，通过水泵便于将蓄水池中的水快速排出，而水泵能够利用预先存储在蓄电池中的电能供电，有利于节约能源。

附图说明

图1为本实用新型中转动式太阳能发电组件转动前的主视结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为本实用新型中转动式太阳能发电组件转动如果的主视结构示意图；

图4为图3中无引流过滤组件的俯视结构示意图；

图中标记为：1、蓄水池，2、支撑架，3、支撑杆，4、支撑台，5、蓄电池，6、转动式太阳能发电组件，7、转轴，8、支撑板，9、太阳能发电膜，10、雨水收集面，11、出水口，12、过滤层，13、引流件，14、盖板，15、进水口，16、雨水传感器，17、PLC控制器，18、驱动电机，19、电机驱动器，20、保护箱，21、水泵。

具体实施方式

实施例1

本实用新型公开了一种集太阳能发电于一体的水利工程用雨水收集装置，包括蓄水池1、支撑架2、支撑杆3、支撑台4、蓄电池5和两套转动式太阳能发电组件6，其具体组成、连接和位置关系分别如下：

所述支撑架2的数量为两套，两套支撑架2对称固定在蓄水池1的宽度方向两端。其中，支撑架2包括两根立柱和通过螺栓固定在两根立柱上的横杆。

所述支撑台4的数量为两个，两个支撑台4分别固定在两套支撑架2的横杆中部，且固定后两个支撑台4的中心线与蓄水池1在长度方向的中心线相重合。

所述的两套转动式太阳能发电组件6通过支撑架2对称设置在蓄水池1上方，具体的，转动式太阳能发电组件6包括转轴7、支撑板8和太阳能发电膜9，转轴7的两端分别通过轴承活动设置在两套支撑架2的横杆上；支撑板8可采用重量较轻的硬质塑料或型材等，支撑板8的一端固定在转轴7上，另一端放置在支撑台4上，且支撑板8的长度小于两根横杆之间的间距；太阳能发电膜9可选用汉能公司的发电膜，太阳能发电膜9可采用夹持固定、粘接固定等方式固定在支撑板8的正面；且两套转动式太阳能发电组件6的太阳能发电膜9均与设置在蓄水池1一侧的蓄电池5连接。两套转动式太阳能发电组件6中两块支撑板8之间的间距小于1cm，两块支撑板8能够形成遮挡板，一是能够防止树叶、鸟类、昆虫等大体积物体进入到蓄水池1内，避免对收集的雨水造成二次污染。二是能够使蓄水池1始终处于遮阴状态，有利于减少雨水的挥发。当两套转动式太阳能发电组件6均安装在支撑架2上后，可人工或通过电机驱动转轴7转动，进而带动设置在支撑板8上的太阳能发电膜9转动。

所述支撑杆3通过支撑架2的横杆固定在转动式太阳能发电组件6的两侧上方；具体的，可在横杆的两端固定与横杆相垂直的连接柱，然后通过连接柱固定支撑杆3即可。下雨时，转动转轴7使支撑板8的正面放置在支撑杆3上，支撑板8的背面形成雨水收集面10。其中，支撑杆3的高度根据实际需要设置，其作用在于下雨时用于支撑翻转后的支撑板8，并使支撑板8倾斜。一方面对设置在支撑板8正面的太阳能发电膜9进行保护，另一方面通过雨水收集面10扩大雨水收集的有效面积，提高雨水收集量。

本实施例中，优选两套转动式太阳能发电组件6的转轴7分别位于蓄水池1两侧，即优选两根转轴7之间的间距大于蓄水池1的宽度，以便于使雨水的有效收集面积增大近一倍，从而有效提高雨水收集量。

本实施例中，所述转动式太阳能发电组件6与蓄水池1之间设置有引流过滤组件，所述引流过滤组件包括出水口11、过滤层12和引流件13。其中，引流件13的横截面为倒梯形结构，主要由四块侧板和一块底板密封连接而成，引流件13内设置有网板；过滤层12可采用滤料、石英砂、活性炭等现有觉过滤材料中的一种或几中形成，过滤层12放置在网板上；出水口11固定设置在引流件13底部，引流件13固定在蓄水池1上方用于使支撑板8收集的雨水通过出水口11进入蓄水池1。

所述蓄水池1可为水泥池或采用塑料或钢材等材料制备的可移动容器，优选蓄水池1采用可移动容器，以便于快速地将蓄水池1设置在需要收集雨水的地方。进一步的，为了保证蓄水池1内水源的干净，优选在蓄水池1上设置有盖板14，并在盖板14上设置有凸出于盖板14的进水口15。

本实施例中，所述蓄水池1外设置有可由蓄电池5供电的水泵21，且水泵21的进水端位于蓄水池1内，出水端可连接灌溉管路或生活用水设备等。另外，在水泵21抽水时若蓄电池5中电量不足，一方面可采取间隔抽水，另一方面还可外接市电。

本实施例中，利用太阳能发电过程时，若电量有冗余时可外接其它诸如照明等需要用电设备。

本实施例中，由于太阳能发电膜9涉及到转动，但转动幅度较小，因此整个装置中涉及到线缆的地方可预留余量。另外，支撑板8上的太阳能发电膜9的数量为多张，多张太阳能发电膜9沿支撑板8的长度方向布置，太阳能发电膜9之间有间距，且支撑板8翻转到支撑杆3上后，支撑杆3刚好位于太阳能发电膜9的间距之间。又由于下雨时通常伴有大风，因此还可以在支撑杆3和支撑板8上设置相应的限位组件，例如可以支撑杆3和支撑板8上设置磁力较强的磁铁，以避免支撑板8被吹动而导致设备损坏。

本实施例的实施原理为：

未下雨时，太阳能发电膜9处于水平状态，此时太阳能发电膜9将太阳能转换为电能并存储在蓄电池5中。下雨时，通过人工或电机控制转轴7转动，将支撑板8倾斜放置到支撑杆3上，此时落入到支撑板8背面上以及落入到两支撑板8之间的雨水都将进入引流件13，收集雨水的有效面积更大，收集的雨水量也更多。而进入引流件13的雨水经过滤层12过滤后将进入蓄水池1存储，供灌溉或其它使用。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，主要区别在于：

本实施例中，所述的雨水收集装置还包括雨水传感器16、PLC控制器17、两套驱动电机18和两个电机驱动器19，其中，雨水传感器16通过一个杆体固定在支撑架2的横杆上，上方无遮挡，用于检测雨水的起止，蓄电池5和PLC控制器17均设置于蓄水池1一侧，两套驱动电机18分别与两套转动式太阳能发电组件6的转轴7连接，两个电机驱动器19分别与两套驱动电机18连接，PLC控制器17分别与雨水传感器16和电机驱动器19连接，PLC控制器17和驱动电机18均与蓄电池5连接。当雨水传感器16检测到下雨时，向PLC控制器17发送信号，PLC控制器17接收到信号后，通过电机驱动器19驱动两套转动式太阳能发电组件6向支撑杆3转动，进入雨水收集模式。转动角度可通过PLC控制器17预设，或者通过现有技术中常的光电开关进行检测等。当雨水传感器16检测到停雨时，向PLC控制器17发送信号，PLC控制器17接收到信号后，通过电机驱动器19驱动两套转动式太阳能发电组件6复位，进入太阳能发电模式。

本实施例中，驱动电机18可采用直流步进电机，若由蓄电池5供电的设备有需要交流的，可设置相应的逆变器等。另外，蓄水池1一侧设置有保护箱20，蓄电池5和PLC控制器17均安装在保护箱20内，驱动电机18上也设备保护罩。

本实施例的实施原理为：

未下雨时，太阳能发电膜9处于水平状态，此时太阳能发电膜9将太阳能转换为电能并存储在蓄电池5中。当雨水传感器16检测到下雨时，向PLC控制器17发送信号，PLC控制器17接收到信号后，通过电机驱动器19自动驱动两套转动式太阳能发电组件6向支撑杆3转动，进入雨水收集模式。当雨水传感器16检测到停雨时，向PLC控制器17发送信号，PLC控制器17接收到信号后，通过电机驱动器19自动驱动两套转动式太阳能发电组件6复位，进入太阳能发电模式。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。

Claims (8)

1.集太阳能发电于一体的水利工程用雨水收集装置，其特征在于：包括蓄水池（1）、支撑架（2）、支撑杆（3）、支撑台（4）、蓄电池（5）和两套转动式太阳能发电组件（6），所述支撑架（2）对称固定在蓄水池（1）的两端，所述支撑台（4）分别固定在支撑架（2）上，且支撑台（4）的中心线与蓄水池（1）的中心线相重合；所述转动式太阳能发电组件（6）包括转轴（7）、支撑板（8）和太阳能发电膜（9），转轴（7）通过轴承活动设置在支撑架（2）上，支撑板（8）的一端固定在转轴（7）上，另一端放置在支撑台（4）上，太阳能发电膜（9）固定在支撑板（8）的正面；两套转动式太阳能发电组件（6）通过支撑架（2）对称设置在蓄水池（1）上方，且两套转动式太阳能发电组件（6）的太阳能发电膜（9）均与设置在蓄水池（1）一侧的蓄电池（5）连接；所述支撑杆（3）通过支撑架（2）固定在转动式太阳能发电组件（6）的两侧上方；下雨时，转动转轴（7）使支撑板（8）的正面放置在支撑杆（3）上，支撑板（8）的背面形成雨水收集面（10）。

2.根据权利要求1所述的集太阳能发电于一体的水利工程用雨水收集装置，其特征在于：所述的两套转动式太阳能发电组件（6）的转轴（7）分别位于蓄水池（1）两侧。

3.根据权利要求1所述的集太阳能发电于一体的水利工程用雨水收集装置，其特征在于：所述转动式太阳能发电组件（6）与蓄水池（1）之间设置有引流过滤组件，所述引流过滤组件包括出水口（11）、过滤层（12）和横截面为倒梯形结构引流件（13），过滤层（12）设置在引流件（13）内，出水口（11）设置在引流件（13）底部，引流件（13）固定在蓄水池（1）上方用于使支撑板（8）收集的雨水进入蓄水池（1）。

4.根据权利要求3所述的集太阳能发电于一体的水利工程用雨水收集装置，其特征在于：所述蓄水池（1）上设置有盖板（14），盖板（14）上设置有与出水口（11）相通的进水口（15）。

5.根据权利要求1所述的集太阳能发电于一体的水利工程用雨水收集装置，其特征在于：所述支撑架（2）包括两根立柱和固定在两根立柱上的横杆，转动式太阳能发电组件（6）、支撑杆（3）和支撑台（4）均安装在支撑架（2）的横杆上。

6.根据权利要求1—5中任一项所述的集太阳能发电于一体的水利工程用雨水收集装置，其特征在于：还包括雨水传感器（16）、PLC控制器（17）、两套驱动电机（18）和两个电机驱动器（19），雨水传感器（16）固定在支撑架（2）上，蓄电池（5）和PLC控制器（17）均设置于蓄水池（1）一侧，两套驱动电机（18）分别与两套转动式太阳能发电组件（6）的转轴（7）连接，两个电机驱动器（19）分别与两套驱动电机（18）连接，PLC控制器（17）分别与雨水传感器（16）和电机驱动器（19）连接，PLC控制器（17）和驱动电机（18）均与蓄电池（5）连接。

7.根据权利要求6所述的集太阳能发电于一体的水利工程用雨水收集装置，其特征在于：所述蓄水池（1）一侧设置有保护箱（20），蓄电池（5）和PLC控制器（17）均安装在保护箱（20）内。

8.根据权利要求1所述的集太阳能发电于一体的水利工程用雨水收集装置，其特征在于：所述蓄水池（1）外设置有由蓄电池（5）供电的水泵（21），且水泵（21）的进水端位于蓄水池（1）内。

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