CN219741434U - 一种光伏农用供水机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏农用供水机组，包括光伏农用供水机组柜、土壤墒情物候检测站、供水管路组件和光伏阵列，其中光伏阵列中由多组光伏发电组件组成，所述光伏农用供水机组柜的内部通过隔板分割为上、下两个相互独立腔体，其中上腔体的内部设置有蓄电池组、逆变器、智能管理器、太阳能充电控制器和4G/GPRS远程监控器，其中逆变器通过RS485通讯电性连接在蓄电池组、智能管理器、4G/GPRS远程监控器和公众电网上，本实用新型通过设计利用土壤墒情物候检测站获取天气信息，来调节本机组工作工况和时序，解决农业用水过程中，作物需水量定时定量需求的问题，从而具有自动适应天气和土壤墒情、无人值守、远程控制和运行等特点。

Description

一种光伏农用供水机组

技术领域

本实用新型涉及农业灌溉技术领域，具体为一种光伏农用供水机组。

背景技术

现有的农业灌溉方式通常是人工将水泵搬运需要灌溉的位置或者利用灌溉位置的水泵，连接水管，再通过人为启动水泵，将水渠的水抽取至灌溉的位置，或者直接打开水闸，直接进行灌溉，以上灌溉，存在不足之处，具体为；

人为监控抽水和直接灌溉，是凭借人种植的经验，对不同农作物进行灌溉，从而不能根据作物需水量的时间，需求的水量，来实现对不同作物及地块的轮灌及精准灌溉，不利用作物的生长和造成了水资源的浪费，同时采用的水泵直接是连接在公众电网上使用的，从而在断电的情况下不能够保证使用的不间断性和不能达到节能的效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光伏农用供水机组，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种光伏农用供水机组，包括光伏农用供水机组柜、土壤墒情物候检测站、供水管路组件和光伏阵列，其中光伏阵列中由多组光伏发电组件组成，所述光伏农用供水机组柜的内部通过隔板分割为上、下两个相互独立腔体，其中上腔体的内部设置有蓄电池组、逆变器、智能管理器、太阳能充电控制器和4G/GPRS远程监控器，其中逆变器通过RS485通讯电性连接在蓄电池组、智能管理器、4G/GPRS远程监控器和公众电网上；

所述供水管路组件包括光伏水泵，所述光伏水泵的出水口通过管道连接在总控电磁阀的一端口，其中光伏水泵的进水口通过管道延伸至供水水域的内部，总控电磁阀的另一端口通过管道连接在压力流量计的一端口上，所述压力流量计的另一端通过管道连接在三通的一端口上，其中三通的另两端口分别安装有分流管，所述分流管上通过多组管道一一对应连接有管道泵，其中管道泵的出水口通过管道连接在分流控电磁阀的一端口上，所述分流控电磁阀的另一端口通过管道延伸至需要灌溉的区域。

作为本实用新型优选的方案，所述光伏发电组件包括箱体，所述箱体的底部设置有支撑柱脚，所述箱体的端面轴心处通过轴承套转动连接有旋转柱，其中旋转柱的一端通过轴承套的内部延伸至箱体的内部固定连接有从动齿轮，所述从动齿轮上啮合连接有主动齿轮，其中主动齿轮的轴心处固定连接在步进电机的驱动轴上，所述步进电机的外壳通过安装座连接在箱体内腔的顶部，所述旋转柱的端面上安装有光伏板安装座，所述光伏板安装座的左右侧壁分别通过调节螺栓连接结构相同的调节板，所述调节板上连接有光伏板。

作为本实用新型优选的方案，所述调节板为弧形板，并且在弧形板的一侧均匀开设有调节孔，调节螺栓的一端穿过调节孔延伸至调节板的另一侧螺纹连接在光伏板安装座的侧壁上。

作为本实用新型优选的方案，所述光伏阵列中的多个光伏板分别通过RS485通讯电性连接在太阳能充电控制器上，并且连接方式为并联连接。

作为本实用新型优选的方案，所述智能管理器分别通过RS485通讯电性连接在土壤墒情物候检测站、总控电磁阀、压力流量计、管道泵、分流控电磁阀和步进电机上，其中土壤墒情物候检测站、光伏水泵、总控电磁阀、压力流量计、管道泵和分流控电磁阀上分别设置唯一的ID。

作为本实用新型优选的方案，所述智能管理器内部设置有用于土壤墒情物候检测站、光伏水泵、总控电磁阀、压力流量计、管道泵和分流控电磁阀上ID的ID存储模块，其中智能管理器内部还设置有智能管理模块、信息采集分析模块、电路切换模块、电机分时控制模块和ID识别区分模块。

本实用新型中通过设计利用土壤墒情物候检测站采集农业灌溉处的天气和土壤墒情，从而将采集的信息输送至光伏农用供水机组柜中的智能管理器，并且通过智能管理器内部的模块，进行数据采集、识别，来对应控制供水管路组件中的光伏水泵运行时间和电磁阀打开的时间，即实现将供水水域的水通过管道输送至需要灌溉的区域，进行灌溉，从而可实现针对不同作物及应用环节，可组网运行，实现不同作物及地块的轮灌及精准灌溉，有效的解决了人为监控抽水和直接灌溉，是凭借人种植的经验，对不同农作物进行灌溉，从而不能根据作物需水量的时间，需求的水量，来实现对不同作物及地块的轮灌及精准灌溉，不利用作物的生长和造成了水资源的浪费的问题。

通过在光伏农用供水机组中设置有光伏供电和公众电网上，实现双重供电，因此可通过电路切换模块从公众电网供电电路切换至蓄电池组供电电路，通过蓄电池组对设备供电，此过程通过利用光能转换为电能，作为储备能源，可在公众电网断电时，对本方案设计的结构继续供电，从而保证光伏农用供水机组的不间断性，以及达到节能的效果，有效的解决了目前水泵直接是连接在公众电网上使用的，从而在断电的情况下不能够保证使用的不间断性和不能达到节能的问题。

附图说明

图1为本实用新型整体结构图；

图2为本实用新型光伏农用供水机组柜结构图；

图3为本实用新型土壤墒情物候检测站结构图；

图4为本实用新型供水管路组件结构图；

图5为本实用新型结伏发电组件构图；

图6为本实用新型图5部分后视结构图；

图7为本实用新型从动齿轮、主动齿轮和步进电机连接结构图；

图8为本实用新型系统应用图；

图9为本实用新型智能管理器内部系统方框结构示意图。

图中：1、光伏农用供水机组柜；2、土壤墒情物候检测站；3、供水管路组件；4、伏发电组件；101、隔板；102、蓄电池组；103、逆变器；104、智能管理器；105、太阳能充电控制器；106、4G/GPRS远程监控器；301、光伏水泵；302、总控电磁阀；303、压力流量计；304、三通；305、分流管；306、管道泵；307、分流控电磁阀；401、箱体；402、支撑柱脚；403、旋转柱；404、从动齿轮；405、主动齿轮；406、步进电机；407、安装座；408、光伏板安装座；409、调节螺栓；410、调节板；411、光伏板；1041、ID存储模块；1042、智能管理模块；1043、信息采集分析模块；1044、电路切换模块；1045、电机分时控制模块；1046、ID识别区分模块。

实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例，请参阅图1-9，本实用新型提供一种技术方案：

一种光伏农用供水机组，包括光伏农用供水机组柜1、土壤墒情物候检测站2、供水管路组件3和光伏阵列，其中光伏阵列中由多组光伏发电组件4组成，光伏农用供水机组柜1的内部通过隔板101分割为上、下两个相互独立腔体，其中上腔体的内部设置有蓄电池组102、逆变器103、智能管理器104、太阳能充电控制器105和4G/GPRS远程监控器106，其中逆变器103通过RS485通讯电性连接在蓄电池组102、智能管理器104、4G/GPRS远程监控器106和公众电网上，实现双重供电；

4G/GPRS远程监控器106的作用在于远程运维，物候管理，墒情管理，实时启停；

在该实施例中，参考，图1、图4和图8，供水管路组件3包括光伏水泵301，光伏水泵301的出水口通过管道连接在总控电磁阀302的一端口，其中光伏水泵301的进水口通过管道延伸至供水水域的内部，总控电磁阀302的另一端口通过管道连接在压力流量计303的一端口上，压力流量计303的另一端通过管道连接在三通304的一端口上，其中三通304的另两端口分别安装有分流管305，分流管305上通过多组管道一一对应连接有管道泵306，其中管道泵306的出水口通过管道连接在分流控电磁阀307的一端口上，分流控电磁阀307的另一端口通过管道延伸至需要灌溉的区域，控制光伏水泵301运行，打开总控电磁阀302，并且控制需要灌溉的管道泵306运行和打开分流控电磁阀307，并且通过压力流量计303检测通过管道的水流量，并且将采集的数据发送至智能管理模块1042的内部，从而控制需要灌溉的管道泵306运行时间和分流控电磁阀307打开的时间。

在该实施例中，参考，图1、图5、图6和图7，光伏发电组件4包括箱体401，箱体401的底部设置有支撑柱脚402，箱体401的端面轴心处通过轴承套转动连接有旋转柱403，其中旋转柱403的一端通过轴承套的内部延伸至箱体401的内部固定连接有从动齿轮404，从动齿轮404上啮合连接有主动齿轮405，其中主动齿轮405的轴心处固定连接在步进电机406的驱动轴上，步进电机406的外壳通过安装座407连接在箱体401内腔的顶部，旋转柱403的端面上安装有光伏板安装座408，光伏板安装座408的左右侧壁分别通过调节螺栓409连接结构相同的调节板410，调节板410上连接有光伏板411，利用步进电机406旋转带动主动齿轮405旋转，主动齿轮405旋转带动从动齿轮404旋转，从动齿轮404旋转带动旋转柱403上的光伏板411进行旋转。

更进一步的，调节板410为弧形板，并且在弧形板的一侧均匀开设有调节孔，调节螺栓409的一端穿过调节孔延伸至调节板410的另一侧螺纹连接在光伏板安装座408的侧壁上，可通过改变调节螺栓409在调节板410上的位置，从而来调节光伏板411的安装角度，来适应不同安装的环境。

光伏阵列中的多个光伏板411分别通过RS485通讯电性连接在太阳能充电控制器105上，并且连接方式为并联连接，伏水泵301、光伏板411可吸收太阳能，将光能进行转换电能，通过太阳能充电控制器105进行处理后存储至蓄电池组102的内部。

智能管理器104分别通过RS485通讯电性连接在土壤墒情物候检测站2、总控电磁阀302、压力流量计303、管道泵306、分流控电磁阀307和步进电机406上，其中土壤墒情物候检测站2、光伏水泵301、总控电磁阀302、压力流量计303、管道泵306和分流控电磁阀307上分别设置唯一的ID，其中设置ID方便实现针对的对设备进行控制。

在该实施例中，智能管理器104内部设置有用于土壤墒情物候检测站2、光伏水泵301、总控电磁阀302、压力流量计303、管道泵306和分流控电磁阀307上ID的ID存储模块1041，其中智能管理器104内部还设置有智能管理模块1042、信息采集分析模块1043、电路切换模块1044、电机分时控制模块1045和ID识别区分模块1046，土壤墒情物候检测站2采集农业灌溉处的天气和土壤墒情，从而将采集的信息输送至ID识别区分模块1046，识别该土壤墒情物候检测站2的ID，并且与ID存储模块1041存储的ID进行匹配，ID匹配成功后，将信息传送至信息采集分析模块1043进行分析，分析后，将信息转送至智能管理模块1042的内部，智能管理模块1042接受命令后，来对应的控制电子元件的运行。

基于上述条件，使用本方案设计的一种光伏农用供水机组使用步骤具体如下：

步骤1，土壤墒情物候检测站2采集农业灌溉处的天气和土壤墒情，从而将采集的信息输送至ID识别区分模块1046，识别该土壤墒情物候检测站2的ID，并且与ID存储模块1041存储的ID进行匹配；

步骤2，ID匹配成功后，将信息传送至信息采集分析模块1043进行分析，分析后，将信息转送至智能管理模块1042的内部，智能管理模块1042接受命令后，控制光伏水泵301运行，打开总控电磁阀302，并且控制需要灌溉的管道泵306运行和打开分流控电磁阀307，并且通过压力流量计303检测通过管道的水流量，并且将采集的数据发送至智能管理模块1042的内部，从而控制需要灌溉的管道泵306运行时间和分流控电磁阀307打开的时间，即实现将供水水域的水通过管道输送至需要灌溉的区域，进行灌溉，从而可实现针对不同作物及应用环节，可组网运行，实现不同作物及地块的轮灌及精准灌溉。

其中光伏水泵301、光伏板411可吸收太阳能，将光能进行转换电能，通过太阳能充电控制器105进行处理后存储至蓄电池组102的内部，在设备断电的情况下或者需要使用蓄电池组102内部存储的电能时，通过电路切换模块1044从公众电网供电电路切换至蓄电池组102供电电路，通过蓄电池组102对设备供电，此过程通过利用光能转换为电能，作为储备能源，可在公众电网断电时，对本方案设计的结构继续供电，从而保证光伏农用供水机组的不间断性，以及达到节能的效果；

并且可通过电机分时控制模块1045根据时间的变换，间断性的启动步进电机406，利用步进电机406旋转带动主动齿轮405旋转，主动齿轮405旋转带动从动齿轮404旋转，从动齿轮404旋转带动旋转柱403上的光伏板411进行旋转，从而可实现对太阳不同时段，不同位置调整的位置，从而能最大程度的对采集阳光，实现最大效果的光能转换。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种光伏农用供水机组，包括光伏农用供水机组柜（1）、土壤墒情物候检测站（2）、供水管路组件（3）和光伏阵列，其中光伏阵列中由多组光伏发电组件（4）组成，其特征在于：所述光伏农用供水机组柜（1）的内部通过隔板（101）分割为上、下两个相互独立腔体，其中上腔体的内部设置有蓄电池组（102）、逆变器（103）、智能管理器（104）、太阳能充电控制器（105）和4G/GPRS远程监控器（106），其中逆变器（103）通过RS485通讯电性连接在蓄电池组（102）、智能管理器（104）、4G/GPRS远程监控器（106）和公众电网上；

所述供水管路组件（3）包括光伏水泵（301），所述光伏水泵（301）的出水口通过管道连接在总控电磁阀（302）的一端口，其中光伏水泵（301）的进水口通过管道延伸至供水水域的内部，总控电磁阀（302）的另一端口通过管道连接在压力流量计（303）的一端口上，所述压力流量计（303）的另一端通过管道连接在三通（304）的一端口上，其中三通（304）的另两端口分别安装有分流管（305），所述分流管（305）上通过多组管道一一对应连接有管道泵（306），其中管道泵（306）的出水口通过管道连接在分流控电磁阀（307）的一端口上，所述分流控电磁阀（307）的另一端口通过管道延伸至需要灌溉的区域。

2.根据权利要求1所述的一种光伏农用供水机组，其特征在于：所述光伏发电组件（4）包括箱体（401），所述箱体（401）的底部设置有支撑柱脚（402），所述箱体（401）的端面轴心处通过轴承套转动连接有旋转柱（403），其中旋转柱（403）的一端通过轴承套的内部延伸至箱体（401）的内部固定连接有从动齿轮（404），所述从动齿轮（404）上啮合连接有主动齿轮（405），其中主动齿轮（405）的轴心处固定连接在步进电机（406）的驱动轴上，所述步进电机（406）的外壳通过安装座（407）连接在箱体（401）内腔的顶部，所述旋转柱（403）的端面上安装有光伏板安装座（408），所述光伏板安装座（408）的左右侧壁分别通过调节螺栓（409）连接结构相同的调节板（410），所述调节板（410）上连接有光伏板（411）。

3.根据权利要求2所述的一种光伏农用供水机组，其特征在于：所述调节板（410）为弧形板，并且在弧形板的一侧均匀开设有调节孔，调节螺栓（409）的一端穿过调节孔延伸至调节板（410）的另一侧螺纹连接在光伏板安装座（408）的侧壁上。

4.根据权利要求2所述的一种光伏农用供水机组，其特征在于：所述光伏阵列中的多个光伏板（411）分别通过RS485通讯电性连接在太阳能充电控制器（105）上，并且连接方式为并联连接。

5.根据权利要求2所述的一种光伏农用供水机组，其特征在于：所述智能管理器（104）分别通过RS485通讯电性连接在土壤墒情物候检测站（2）、总控电磁阀（302）、压力流量计（303）、管道泵（306）、分流控电磁阀（307）和步进电机（406）上，其中土壤墒情物候检测站（2）、光伏水泵（301）、总控电磁阀（302）、压力流量计（303）、管道泵（306）和分流控电磁阀（307）上分别设置唯一的ID。

6.根据权利要求1所述的一种光伏农用供水机组，其特征在于：所述智能管理器（104）内部设置有用于土壤墒情物候检测站（2）、光伏水泵（301）、总控电磁阀（302）、压力流量计（303）、管道泵（306）和分流控电磁阀（307）上ID的ID存储模块（1041），其中智能管理器（104）内部还设置有智能管理模块（1042）、信息采集分析模块（1043）、电路切换模块（1044）、电机分时控制模块（1045）和ID识别区分模块（1046）。