一種高效率光伏水泵系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高效率光伏水泵系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能光伏陣列，光伏陣列通過(guò)蓄電池與光伏揚(yáng)水逆變器電連接，蓄電池設(shè)有太陽(yáng)能控制器，光伏揚(yáng)水逆變器通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)分別與揚(yáng)水泵和并網(wǎng)接口電連接；揚(yáng)水泵分別與蓄水池以及深水源相連；揚(yáng)水泵的出水口端設(shè)有水壓傳感器，水壓傳感器的輸出端與所述太陽(yáng)能控制器的輸入端相連；蓄水池通過(guò)電磁閥與灌溉管道相連，蓄水池與灌溉管道之間連接有U型管組，U型管組一側(cè)設(shè)有促進(jìn)U型管內(nèi)水與環(huán)境之間熱交換的風(fēng)機(jī)；本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：能根據(jù)水壓情況來(lái)控制蓄電池充放電，提高了效率，調(diào)節(jié)灌溉水溫，在蓄水池中無(wú)水且并網(wǎng)中沒(méi)有供電的情況下，也能通過(guò)蓄電池供電實(shí)現(xiàn)灌溉，并根據(jù)土壤含水量進(jìn)行灌溉。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種水泵灌溉設(shè)備，具體地說(shuō)是一種高效率光伏水泵系統(tǒng)，屬于 水泵灌溉設(shè)備領(lǐng)域。 一種高效率光伏水泵系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 以往田間灌溉所需的電力均采用的是交流電。存在電網(wǎng)架設(shè)、維護(hù)費(fèi)用高，占地 面積多等缺點(diǎn)。近幾年，出現(xiàn)了部分以太陽(yáng)能提供電能的灌溉系統(tǒng)，但絕大多數(shù)是用于 菜園等小面積灌溉區(qū)域的小型灌溉系統(tǒng)。隨著太陽(yáng)能發(fā)電成本的降低，太陽(yáng)能光伏揚(yáng)水 灌溉朝著大面積農(nóng)田灌溉方向發(fā)展。名稱(chēng)為"一種太陽(yáng)能光伏揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)"申請(qǐng)?zhí)枮?"CN201120147476. X"的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利提供了一種太陽(yáng)能光伏揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)，由太陽(yáng)能 光伏陣列、揚(yáng)水逆變器、三相水泵、蓄水池組成，揚(yáng)水逆變器的離網(wǎng)/并網(wǎng)自動(dòng)切換可有效 提高太陽(yáng)能光伏揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)的實(shí)用效能，蓄水池通過(guò)蓄水可以有效調(diào)節(jié)滴灌帶水壓。但 是，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能單一，灌溉效果較差。而且電能只能通過(guò)揚(yáng)水逆變器的離網(wǎng)/并網(wǎng) 切換，無(wú)法同時(shí)進(jìn)行電能的存在，在蓄水池中無(wú)水且并網(wǎng)中沒(méi)有供電的情況下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)灌 溉。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種高效率光伏水泵系統(tǒng)，能夠根據(jù)水壓 情況來(lái)控制蓄電池的充放電，從而來(lái)提高系統(tǒng)的效率，調(diào)節(jié)灌溉的水溫，在蓄水池中無(wú)水且 并網(wǎng)中沒(méi)有供電的情況下，也能通過(guò)蓄電池供電實(shí)現(xiàn)灌溉，能夠根據(jù)土壤的含水量來(lái)進(jìn)行 灌溉。
[0004] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：
[0005] -種高效率光伏水泵系統(tǒng)，包括將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的太陽(yáng)能光伏陣列，所述光 伏陣列通過(guò)蓄電池與將電能轉(zhuǎn)換為三相電輸出的光伏揚(yáng)水逆變器電連接，所述蓄電池設(shè)有 太陽(yáng)能控制器，所述光伏揚(yáng)水逆變器通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)分別與揚(yáng)水泵和并網(wǎng)接口電連接；所述 并網(wǎng)接口與電網(wǎng)相連；所述揚(yáng)水泵分別與蓄水池以及深水源例如深水井通過(guò)水管相連；所 述的揚(yáng)水泵的出水口端設(shè)有水壓傳感器，所述水壓傳感器的輸出端與所述太陽(yáng)能控制器的 輸入端相連，太陽(yáng)能控制器通過(guò)水壓傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵出水口端水壓的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù) 水壓情況來(lái)控制蓄電池的充放電，從而來(lái)提高系統(tǒng)的效率；所述蓄水池設(shè)有液位計(jì)，所述蓄 水池通過(guò)電磁閥與灌溉管道相連，所述的蓄水池與灌溉管道之間連接有U型管組。其中，所 述U型管組由若干個(gè)U型管彼此串聯(lián)而成。所述U型管組一側(cè)設(shè)有促進(jìn)U型管內(nèi)水與環(huán)境 之間熱交換的風(fēng)機(jī)，從而可以調(diào)節(jié)灌溉的水溫，使水溫不至于過(guò)高或過(guò)低，避免因水溫過(guò)高 或過(guò)低對(duì)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生影響，提高了灌溉質(zhì)量。
[0006] 所述太陽(yáng)能控制器采用雙向DC/DC變換器，既能控制蓄電池的充電速度和深度， 又能控制其發(fā)電速度和深度，雙向DC/DC變換器開(kāi)關(guān)器件采用IPM模塊；所述水壓傳感器采 用全數(shù)字式水壓傳感器。
[0007] 太陽(yáng)能光伏陣列提供電能，并由太陽(yáng)能控制器控制蓄電池的充電和放電，控制蓄 電池存儲(chǔ)一部分電能備用；光伏揚(yáng)水逆變器接收蓄電池的直流電并將其轉(zhuǎn)化成三相交流 電，同時(shí)通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)的啟閉實(shí)現(xiàn)光伏揚(yáng)水逆變器并網(wǎng)/離網(wǎng)運(yùn)行。并網(wǎng)時(shí)，電能接入電 網(wǎng)，不為水泵供電；離網(wǎng)時(shí)，電能脫離電網(wǎng)，驅(qū)動(dòng)三相水泵抽取地下水。
[0008] 其中，所述揚(yáng)水泵為三柱式活塞高壓水泵，所述蓄水池設(shè)置在滴灌裝置以上3-10 米處，從而在進(jìn)行滴灌時(shí)不需要通過(guò)泵送裝置即可實(shí)現(xiàn)，不需要再消耗能源。
[0009] 所述U型管組內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器的輸出端與水溫控制器的輸入 端相連接，所述水溫控制器的輸出端與調(diào)節(jié)水溫的壓縮機(jī)控制相連，控制壓縮機(jī)的啟閉，從 而達(dá)到輔助調(diào)節(jié)水溫的目的。所述水溫控制器為溫控器或可編程邏輯控制器。所述壓縮機(jī) 設(shè)置在所述U型管組的出口端。
[0010] 另外，在作物灌溉處設(shè)有土壤濕度傳感器，所述土壤濕度傳感器通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊連 接方式，例如EMS無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸方式，與灌溉控制器通訊連接，所述灌溉控制器為可編程邏 輯控制器，所述灌溉控制器的輸出端與所述電磁閥控制相連。土壤濕度傳感器將采集到的 土壤含水量信息傳輸給灌溉控制器，灌溉控制器根據(jù)接收到的土壤含水量信息對(duì)電磁閥發(fā) 出灌溉指令進(jìn)行灌溉，顯著節(jié)省了水資源，控制系統(tǒng)采用無(wú)線(xiàn)連接方式，減少了復(fù)雜的布線(xiàn) 過(guò)程，使用方便，且操作簡(jiǎn)單。所述土壤濕度傳感器設(shè)置在地面以下20cm-4〇 Cm處。
[0011] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：能夠根據(jù)水壓情況來(lái)控制蓄電池的充放電，從而來(lái)提高 系統(tǒng)的效率；同時(shí)，調(diào)節(jié)灌溉的水溫，使水溫不至于過(guò)高或過(guò)低，避免因水溫過(guò)高或過(guò)低對(duì) 作物生長(zhǎng)產(chǎn)生影響，提高了灌溉質(zhì)量；在蓄水池中無(wú)水且并網(wǎng)中沒(méi)有供電的情況下，也能通 過(guò)蓄電池供電實(shí)現(xiàn)灌溉，保證灌溉設(shè)備的常規(guī)化運(yùn)行，顯著節(jié)省了水資源；能夠根據(jù)土壤的 含水量來(lái)進(jìn)行灌溉，使用方便，且操作簡(jiǎn)單。
[0012] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖中：1-光伏陣列、2-蓄電池、3-揚(yáng)水逆變器、4-太陽(yáng)能控制器、5-選擇開(kāi)關(guān)、 6-揚(yáng)水泵、7-并網(wǎng)接口、8-蓄水池、9-水源、10-灌溉管道、11-U型管組、12-風(fēng)機(jī)、13-水壓 傳感器、14-壓縮機(jī)、15-水溫控制器。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例 僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0016] 實(shí)施例1
[0017] 如圖1所示，一種高效率光伏水泵系統(tǒng)，包括將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的太陽(yáng)能光伏 陣列1，所述光伏陣列1通過(guò)蓄電池2與將電能轉(zhuǎn)換為三相電輸出的光伏揚(yáng)水逆變器3電連 接，所述蓄電池2設(shè)有太陽(yáng)能控制器4,所述光伏揚(yáng)水逆變器3通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)5分別與揚(yáng)水 泵6和并網(wǎng)接口 7電連接；所述并網(wǎng)接口 7與電網(wǎng)相連；所述揚(yáng)水泵6分別與蓄水池8以及 深水源9例如深水井通過(guò)水管相連；所述的揚(yáng)水泵6的出水口端設(shè)有水壓傳感器13,所述 水壓傳感器13的輸出端與所述太陽(yáng)能控制器4的輸入端相連，太陽(yáng)能控制器通過(guò)水壓傳感 器實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵出水口端水壓的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)水壓情況來(lái)控制蓄電池2的充放電，從而 來(lái)提高系統(tǒng)的效率；所述蓄水池8設(shè)有液位計(jì)，所述蓄水池8通過(guò)電磁閥與灌溉管道10相 連，所述的蓄水池8與灌溉管道10之間連接有U型管組11。其中，所述U型管組11由若干 個(gè)U型管彼此串聯(lián)而成。所述U型管組11 一側(cè)設(shè)有促進(jìn)U型管內(nèi)水與環(huán)境之間熱交換的 風(fēng)機(jī)12,從而可以調(diào)節(jié)灌溉的水溫，使水溫不至于過(guò)高或過(guò)低，避免因水溫過(guò)高或過(guò)低對(duì)作 物生長(zhǎng)產(chǎn)生影響，提高了灌溉質(zhì)量。
[0018] 所述太陽(yáng)能控制器4采用雙向DC/DC變換器，既能控制蓄電池的充電速度和深度， 又能控制其發(fā)電速度和深度，雙向DC/DC變換器開(kāi)關(guān)器件采用三菱高速智能功率模塊（IPM 模塊);所述水壓傳感器13采用全數(shù)字式水壓傳感器，輸出與水壓對(duì)應(yīng)的0-4V電壓信號(hào)，經(jīng) 信號(hào)處理電路后送往TMS320F2812芯片進(jìn)行A/D采樣分析。
[0019] 太陽(yáng)能光伏陣列提供電能，并由太陽(yáng)能控制器控制蓄電池的充電和放電，控制蓄 電池存儲(chǔ)一部分電能備用；光伏揚(yáng)水逆變器接收蓄電池的直流電并將其轉(zhuǎn)化成三相交流 電，同時(shí)通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)的啟閉實(shí)現(xiàn)光伏揚(yáng)水逆變器并網(wǎng)/離網(wǎng)運(yùn)行。并網(wǎng)時(shí)，電能接入電 網(wǎng)，不為水泵供電；離網(wǎng)時(shí)，電能脫離電網(wǎng)，驅(qū)動(dòng)三相水泵抽取地下水。
[0020] 其中，所述揚(yáng)水泵6為三柱式活塞高壓水泵，所述蓄水池8設(shè)置在滴灌裝置以上 3-10米處，從而在進(jìn)行滴灌時(shí)不需要通過(guò)泵送裝置即可實(shí)現(xiàn)，不需要再消耗能源。
[0021] 所述U型管組11內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器的輸出端與水溫控制器15 的輸入端相連接，所述水溫控制器15的輸出端與調(diào)節(jié)水溫的壓縮機(jī)14控制相連，控制壓縮 機(jī)的啟閉，從而達(dá)到輔助調(diào)節(jié)水溫的目的。所述水溫控制器15為溫控器或可編程邏輯控制 器或單片機(jī)控制器。所述壓縮機(jī)14設(shè)置在所述U型管組11的出口端。
[0022] 另外，在作物灌溉處設(shè)有土壤濕度傳感器，所述土壤濕度傳感器通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊連 接方式，例如EMS無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸方式，與灌溉控制器通訊連接，所述灌溉控制器為可編程邏 輯控制器或單片機(jī)控制器，所述灌溉控制器的輸出端與所述電磁閥控制相連。土壤濕度傳 感器將采集到的土壤含水量信息傳輸給灌溉控制器，控制器根據(jù)接收到的土壤含水量信息 對(duì)電磁閥發(fā)出灌溉指令進(jìn)行灌溉，顯著節(jié)省了水資源，控制系統(tǒng)采用無(wú)線(xiàn)連接方式，減少了 復(fù)雜的布線(xiàn)過(guò)程，使用方便，且操作簡(jiǎn)單。所述土壤濕度傳感器設(shè)置在地面以下20cm-40cm 處。
[0023] 所述的揚(yáng)水逆變器3和揚(yáng)水泵6之間還電連接有定時(shí)模塊。所述定時(shí)模塊可以為 一具定時(shí)功能的集成控制電路，包括定時(shí)控制電路、開(kāi)關(guān)按鈕及調(diào)節(jié)按鈕，所述定時(shí)控制電 路電連接在所述揚(yáng)水逆變器和揚(yáng)水泵之間，所述的開(kāi)關(guān)按鈕和調(diào)節(jié)按鈕分別對(duì)應(yīng)連接于所 述定時(shí)控制電路的電源端和調(diào)節(jié)輸入端，開(kāi)關(guān)按鈕用于通斷揚(yáng)水逆變器所提供的電源，調(diào) 節(jié)按鈕用于調(diào)節(jié)定時(shí)的時(shí)間。為了方便調(diào)節(jié)定時(shí)時(shí)間，還可以在定時(shí)模塊上連接有用于顯 示其定時(shí)時(shí)間的顯示屏。根據(jù)實(shí)際需要的揚(yáng)水時(shí)間，通過(guò)調(diào)節(jié)按鈕，設(shè)置定時(shí)模塊的定時(shí)時(shí) 間，通過(guò)該定時(shí)模塊的自動(dòng)控制作用，使灌溉蓄水做到定時(shí)又適量的最佳揚(yáng)水作用，揚(yáng)水效 果較佳，而且還省去了人工操作的繁瑣，使用方便。另外，還可以在該定時(shí)模塊上連接一能 夠遠(yuǎn)程控制該定時(shí)模塊的控制卡，省去到各現(xiàn)場(chǎng)對(duì)揚(yáng)水裝置的定時(shí)模式進(jìn)行更換調(diào)節(jié)，更 具自動(dòng)、智能化的便捷控制效果。
[0024] 另外，上述太陽(yáng)能光伏陣列、揚(yáng)水逆變器、揚(yáng)水泵、蓄水池、蓄電池、水壓傳感器、太 陽(yáng)能控制器、水溫控制器、灌溉控制器、控制卡等作為單獨(dú)的設(shè)備，除本實(shí)用新型所指出的 改進(jìn)結(jié)構(gòu)外，其余結(jié)構(gòu)均屬于現(xiàn)有技術(shù)，故不多述。
[0025] 上述太陽(yáng)能控制器、水溫控制器、灌溉控制器、控制卡、定時(shí)控制電路等設(shè)備的連 接電路均為常規(guī)電路設(shè)計(jì)，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)該領(lǐng)域的普通技術(shù)常識(shí)即可得到，只要 能實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的連接功能即可，具體結(jié)構(gòu)可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，故不再多述。
【權(quán)利要求】
1. 一種高效率光伏水泵系統(tǒng)，其特征在于：包括將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的太陽(yáng)能光伏陣 列，所述光伏陣列通過(guò)蓄電池與將電能轉(zhuǎn)換為三相電輸出的光伏揚(yáng)水逆變器電連接，所述 蓄電池設(shè)有太陽(yáng)能控制器，所述光伏揚(yáng)水逆變器通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)分別與揚(yáng)水泵和并網(wǎng)接口電 連接；所述揚(yáng)水泵分別與蓄水池以及深水源相連；所述的揚(yáng)水泵的出水口端設(shè)有水壓傳感 器，所述水壓傳感器的輸出端與所述太陽(yáng)能控制器的輸入端相連；所述蓄水池通過(guò)電磁閥 與灌溉管道相連，所述的蓄水池與灌溉管道之間連接有U型管組，所述U型管組一側(cè)設(shè)有促 進(jìn)U型管內(nèi)水與環(huán)境之間熱交換的風(fēng)機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏水泵系統(tǒng)，其特征在于：所述灌溉管道上設(shè)有灌溉口，所 述灌溉口設(shè)置在作物根系處，所述灌溉口處設(shè)有過(guò)濾布，所述灌溉口處還設(shè)有保水綿。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光伏水泵系統(tǒng)，其特征在于：所述U型管組內(nèi)設(shè)有溫度 傳感器，所述溫度傳感器的輸出端與水溫控制器的輸入端相連接，所述水溫控制器的輸出 端與調(diào)節(jié)水溫的壓縮機(jī)控制相連；所述水溫控制器為溫控器或可編程邏輯控制器；所述壓 縮機(jī)設(shè)置在所述U型管組的出口端。
【文檔編號(hào)】A01G25/00GK203884338SQ201420289708
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】王星 申請(qǐng)人:王星