[發明專利]一種智能光伏節水滴灌系統

在審

• 申請號: 201910292942.4
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110050560A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 茍湘;張晗;池航航
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: A01C23/04
• 分類號: A01C23/04;A01C23/00;H02S10/10;H02S10/20;F03B13/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

針對現有技術的不足，本發明提供一種智能光伏節水滴灌系統，將光伏提水系統、蓄水發電系統、滴灌系統以及PLC控制系統進行耦合，采用太陽能直流供電的方式，供電主要用來驅動水泵電機，多余的電量也可以輸出使用，水泵抽水在高位蓄水箱中儲存，蓄水箱中的水作為灌溉的水源，在蓄水箱的輸水側安裝有水輪發電機，可以滿足無光照條件下PLC控制系統的用電需求，灌溉部分采取地下滴灌的方式，通過PLC控制器保證灌溉的穩定性和有效性。本發明的光伏滴灌系統與傳統光伏灌溉系統相比，省去了逆變器和蓄電池，具有系統結構簡單，運行維護成本低，高效節能、有效節水的優點，同時實現了在缺水少電地區進行節水灌溉的需求。

技術領域

本發明涉及一種滴灌系統，尤其涉及一種可綜合利用太陽能和水勢能的高效節能、智能節水的滴灌系統，該系統屬于太陽能光伏利用領域。

背景技術

我國西北地區受地理位置的影響，蘊藏著豐富的太陽能資源，大部分地區屬于一、二類地區，太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的清潔可再生能源，與煤炭、石油等化石能源和核能等相比，有著普遍、無污染、可持續等常規能源無可比擬的優點。但同時，由于西北地區地處內陸，大部分地區氣候干旱，降雨稀少，水資源嚴重短缺。另外，考慮到近年來我國西北地區出現眾多大規模農業種植區域的情況，大力發展太陽能節水型農業成為解決西北地區農業問題和經濟發展問題的最佳途徑，特別是對于人口密度低、離骨干電網遠、交通不便等用電困難地區無疑是最佳的方案。

CN201820478684.X公開了“一種智能光伏水泵系統”，系統的動力完全取自太陽能，以蓄水代替蓄電，可與灌溉設施配套使用，節水節能。其中水泵利用逆變器中的反激模塊配合開關電路和濾波模塊對水泵進行控制，避免了水泵的頻繁啟停，系統的穩定性在一定程度上有所提高。CN201210426196.1公開了“一種無蓄電池式晝夜光伏水泵系統”，通過熱紅外光電池將太陽能或者燃料化學能轉換成電能，提高了傳統光伏發電系統的效率，彌補了無蓄電池光伏水泵系統在陰天、夜晚無法抽水的缺陷。但是，現有光伏供水灌溉系統在系統便捷、運行維護成本、高效節能、環保等方面還存在不足，需要提高和改進。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是：提供一種智能光伏節水滴灌系統，可將光伏提水系統、蓄水發電系統、滴灌系統和PLC控制系統進行耦合，可對太陽能和水勢能進行綜合利用，光伏電池板吸收太陽能以驅動水泵電機并為PLC控制系統進行供電，蓄水箱作為灌溉水的來源同時儲存水的勢能，水輪發電機用于光照較弱或無光照的條件下，將水的勢能轉化為電能，為PLC控制系統進行供電，PLC控制器用于對水泵啟停、水箱水位監測、灌溉水分配以及施肥量的控制，提高系統的能源利用率并保證灌溉的均勻性、有效性，整個系統可以解決在缺水少電地區或鄰近水源但需要獨立發電地區的灌溉問題，以及無蓄電池和逆變器的太陽能供水系統無法在無太陽光的情況下使用的問題。

本發明解決所述技術問題的技術方案是：設計一種智能光伏節水滴灌系統，包括光伏提水系統、蓄水發電系統、滴灌系統以及PLC控制系統；

所述光伏提水系統包括光伏電池板、電路控制器、水泵、水源，所述水泵為潛水泵放置于水源中，所述光伏電池板、所述電路控制器、所述水泵順次電性連接；

所述蓄水發電系統包括蓄水箱、水輪發電機、閘閥I、閘閥II、閘閥III、閘閥IV、閘閥V，所述水泵、所述閘閥IV、所述蓄水箱、所述閘閥I、所述水輪發電機順次相連，所述水輪發電機、所述蓄水箱均設置有旁路管道，閘閥II、閘閥V分別安裝在所述水輪發電機、所述蓄水箱的旁路管道上，所述水輪發電機通過所述閘閥III與所述水源相連，所述水輪發電機的輸電側與電路控制器電性連接；