CN203896918U - 提水灌溉*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提水灌溉***。该***包括管网、用于向该管网供水的第一水泵、以及用于为该第一水泵供电的供电装置，该供电装置包括：光伏组件，用于将光能转换成电能；相互连接的叶轮和风力发电机，该风力发电机用于将所述叶轮产生的动能转换成电能；风光互补控制器，该风光互补控制器具有光输入端、风输入端、蓄电池端和直流输出端，其中所述光输入端与所述光伏组件连接，所述风输入端与所述风力发电机连接，所述蓄电池端与蓄电池连接，以及所述直流输出端与逆变器的输入端连接；所述蓄电池；以及所述逆变器，该逆变器的输出端与所述第一水泵连接。由此可实现太阳能和风能两者的互补供电，且对环境污染小，有利于环保。

Description

提水灌溉***

技术领域

本实用新型涉及提水灌溉领域，具体地，涉及一种提水灌溉***。

背景技术

在灌溉作业中，通常利用水泵进行提水，之后将水输送至管网，以通过管网实施灌溉。水泵是整个灌溉作业中的动力源。

通常情况下，采用交流电源设备为水泵进行供电。这种供电方式存在诸多弊端，例如，成本高、不可再生、易造成环境污染等。随着技术的发展，出现了利用太阳能进行供电的技术。这种技术是利用自然界中的光能来产生电能，因而有利于环保。但是，这种供电方式受时间和天气影响较大。一旦到了夜晚、或阴天下雨，水泵的持续供电可能无法得到保证，从而影响在这期间的灌溉作业。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够工作在两种清洁能源供电方式下的提水灌溉***。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种提水灌溉***，该***包括管网、用于向该管网供水的第一水泵、以及用于为该第一水泵供电的供电装置，该供电装置包括：光伏组件，用于将光能转换成电能；相互连接的叶轮和风力发电机，该风力发电机用于将所述叶轮产生的动能转换成电能；风光互补控制器，该风光互补控制器具有光输入端、风输入端、蓄电池端和直流输出端，其中所述光输入端与所述光伏组件连接，所述风输入端与所述风力发电机连接，所述蓄电池端与蓄电池连接，以及所述直流输出端与逆变器的输入端连接；所述蓄电池；以及所述逆变器，该逆变器的输出端与所述第一水泵连接。

优选地，所述风力发电机和所述光伏组件被固定在同一支架上。

优选地，该***还包括：蓄水箱和用于向该蓄水箱蓄水的第二水泵；以及所述第一水泵还用于从所述蓄水箱中抽水，并将水输送至所述管网。

优选地，所述供电装置中的逆变器的输出端还与所述第二水泵连接，以为该第二水泵供电。

优选地，该***还包括：第一水位开关，设置在所述蓄水箱内的水位上限处，用于在所述蓄水箱内的水达到所述水位上限的情况下，发出第一触发信号；以及第二水泵控制装置，与所述第一水位开关和所述第二水泵连接，用于在接收到所述第一触发信号的情况下，控制所述第二水泵停止工作。

优选地，该***还包括：第二水位开关，设置在所述蓄水箱内的水位下限处，用于在所述蓄水箱内的水达到所述水位下限的情况下，发出第二触发信号；以及所述第二水泵控制装置还与所述第二水位开关连接，用于在未接收到所述第一触发信号和所述第二触发信号的情况下，控制所述第二水泵开始工作。

优选地，该***还包括：湿度传感器，用于检测所述管网所灌溉的区域的土壤湿度；以及第一水泵控制装置，与所述湿度传感器和所述第一水泵连接，用于接收所述土壤湿度，并在所述土壤湿度大于或等于第一阈值的情况下，控制所述第一水泵停止工作；以及在所述土壤湿度小于或等于第二阈值的情况下，控制所述第一水泵开始工作。

优选地，该***还包括：温度传感器，用于检测所述管网所灌溉的区域的土壤温度。

优选地，该***还包括：终端设备，与所述湿度传感器和温度传感器通信，用于接收并显示所述土壤湿度和所述土壤温度。

优选地，该***还包括：施肥装置，设置在所述第一水泵的出水端与所述管网之间，用于在从所述第一水泵的出水端流出的水进入所述管网之前，向水中施加肥料。

通过上述技术方案，可以利用太阳能供电和风力供电这两种方式来共同为水泵供电，无需外接市电或其他供电设备。通过风力供电能够有效弥补在晚上或在阴雨天气中难以利用太阳能为水泵持续供电的缺陷，通过太阳能供电能够有效弥补在微风晴天的天气中难以利用风能为水泵持续供电的缺陷，从而实现太阳能和风能两者的互补供电。此外，无论是太阳能供电，还是风力供电，均属于清洁能源，具有可再生的特点，因此，对环境的污染小，有利于环保。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型的一种实施方式的提水灌溉***的结构示意图；

图2是根据本实用新型的一种实施方式的供电装置的结构示意图；

图3是根据本实用新型的一种实施方式的叶轮、风力发动机和光伏组件的设置示意图；

图4是根据本实用新型的另一实施方式的提水灌溉***的结构示意图；

图5是根据本实用新型的另一实施方式的供电装置的结构示意图；

图6是根据本实用新型的另一实施方式的提水灌溉***的结构示意图；

图7是根据本实用新型的另一实施方式的提水灌溉***的结构示意图；

图8是根据本实用新型的另一实施方式的提水灌溉***的结构示意图；

图9是根据本实用新型的另一实施方式的提水灌溉***的结构示意图；

图10是根据本实用新型的另一实施方式的提水灌溉***的结构示意图。

附图标记说明

10 管网              20 第一水泵            30 供电装置

301 光伏组件         302 叶轮               303 风力发电机

304 风光互补控制器   3041 光输入端          3042 风输入端

3043 蓄电池端        3044 直流输出端        305 蓄电池

306 逆变器           3061 逆变器的输入端    3062 逆变器的输出端

40 支架              50 蓄水箱              60 第二水泵

701 第一水位开关     702 第二水位开关       80 第二水泵控制装置

90 湿度传感器        100 第二水泵控制装置   110 温度传感器

120 终端设备         130 施肥装置

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

图1示出了根据本实用新型的一种实施方式的提水灌溉***的结构示意图。如图1所示，该***可以包括管网10、用于向该管网10供水的第一水泵20、以及用于为该第一水泵20供电的供电装置30。

第一水泵20可以从各种水源中提水，并将所抽出的水输送至管网10以进行灌溉。供电装置30可以为第一水泵20进行供电，以保证第一水泵20能够工作。在本实用新型中，供电装置30采用太阳能供电和风力供电两种方式来为第一水泵20进行供电。下面将结合图2来详细描述供电装置30的结构和工作原理。

图2示出了根据本实用新型的一种实施方式的供电装置30的结构示意图。如图2所示，该供电装置30可以包括：光伏组件301，用于将光能转换成电能；相互连接的叶轮302和风力发电机303，该风力发电机303用于将所述叶轮302产生的动能转换成电能；风光互补控制器304，该风光互补控制器304具有光输入端3041、风输入端3042、蓄电池端3043和直流输出端3044，其中所述光输入端3041与所述光伏组件301连接，所述风输入端3042与所述风力发电机303连接，所述蓄电池端3043与蓄电池305连接，以及所述直流输出端3044与逆变器306的输入端3061连接；所述蓄电池305；以及所述逆变器306，该逆变器306的输出端3062与所述第一水泵20连接。

具体地，光伏组件301可以将太阳能转换为电能，并产生第一电信号。叶轮302可以将风能转换为机械动能。之后，通过风力发电机303将该机械动能转换为电能，并产生第二电信号。

风光互补控制器304具有两个输入端，分别为光输入端3041、风输入端3042。其中，光输入端3041与光伏组件301连接，用于接收第一电信号。而风输入端3042与风力发电机303连接，用于接收第二电信号。风光互补控制器304可以对接收到的第一电信号和第二电信号进行整合，并产生能够满足蓄电池305充电要求的电信号。

风光互补控制器304还具有两个输出端，分别是蓄电池端3043和直流输出端3044。其中，蓄电池端3043与蓄电池305连接，该风光互补控制器304将所产生的满足蓄电池305充电要求的电信号输入至该蓄电池305，以为该蓄电池305进行充电。

如需对第一水泵20进行供电，首先，风光互补控制器304控制蓄电池305进行放电。此时，在风光互补控制器304的直流输出端3044输出直流电信号。由于第一水泵20是由交流信号驱动的，因此，需要将从风光互补控制器304的直流输出端3044输出的直流电信号转换为交流电信号，以供第一水泵20使用。在这种情况下，供电装置30中还包括逆变器306，其中，逆变器306的输入端3061可以与风光互补控制器304的直流输出端3044连接，而逆变器306的输出端3062可以与第一水泵20连接。直流电信号经过逆变器306之后，可以转换为能够满足第一水泵20的供电要求的交流电信号。

应当理解的是，风光互补控制器304如何利用光伏组件301和风力发电机303产生的电信号来为蓄电池305进行充电，以及如何控制蓄电池305放电以输出直流电信号的具体原理是本领域技术人员公知的。此外，逆变器306如何将风光互补控制器304输出的直流电信号逆变为能够供第一水泵20使用的交流电信号的具体原理同样是本领域技术人员公知的，因此，本实用新型在此不进行详细描述。

由此，通过上述供电装置30，可以利用太阳能供电和风力供电这两种方式来共同为第一水泵20供电，无需外接市电或其他供电设备。通过风力供电能够有效弥补在晚上或在阴雨天气中难以利用太阳能为水泵持续供电的缺陷，通过太阳能供电能够有效弥补在微风晴天的天气中难以利用风能为水泵持续供电的缺陷，从而实现太阳能和风能两者的互补供电。此外，无论是太阳能供电，还是风力供电，均属于清洁能源，具有可再生的特点，因此，对环境的污染小，有利于环保。

在设置光伏组件301、叶轮302和风电发电机303时，可采用如图3所示的方式。在图3所示的示例方式中，可采用支架40来固定风力发电机303(例如，固定在支架40的顶端)。叶轮302可以连接(例如，轴接)在风力发电机303的前端。与此同时，光伏组件301也可以被固定在该支架40上。这样，可以利用同一支架40来实现对风力发电机303和光伏组件301的固定，从而可以减少占用的空间。所述支架40可以例如被设置在地面上。

图4示出了根据本实用新型的另一实施方式的提水灌溉***的结构示意图。如图4所示，该***还可以包括：蓄水箱50和用于向该蓄水箱50蓄水的第二水泵60。其中，所述第二水泵60可以例如从河流、湖泊等处进行提水，然后将抽出的水输送至蓄水箱50进行储水。在这种情况下，所述第一水泵20还可以用于从所述蓄水箱50中抽水，并将水输送至所述管网10。

在本实用新型的一个优选实施方式中，如图5所示，所述供电装置30中的逆变器306的输出端3062还可以与所述第二水泵60连接，以为该第二水泵60供电。也就是说，在这一优选的实施方式中，供电装置30能够同时为第一水泵20和第二水泵60进行供电，使得每个水泵均可以在风力供电和太阳能供电这两种供电方式下工作。

本实用新型提供的提水灌溉***不仅可以实现对蓄水箱50蓄水，还可以实时监测蓄水箱50中的水量，以启/停第二水泵60对蓄水箱50进行蓄水，如下文进一步描述的。

图6示出了根据本实用新型的另一实施方式的提水灌溉***的结构示意图。如图6所示，该***还可以包括：第一水位开关701，设置在所述蓄水箱50内的水位上限处，用于在所述蓄水箱50内的水达到所述水位上限的情况下，发出第一触发信号；以及第二水泵控制装置80，与所述第一水位开关701和所述第二水泵60连接，用于在接收到所述第一触发信号的情况下，控制所述第二水泵60停止工作。

也就是说，通过该第一水位开关701，第二水泵控制装置80可以监测蓄水箱50中的水位是否已到达水位上限。一旦水位达到水位上限，该第一水位开关701被触发，发出第一触发信号。第二水泵控制装置80在接收到该第一触发信号之后，确定蓄水箱50中的水已达到水位上限，并控制第二水泵60停止工作，以停止蓄水。

图7示出了根据本实用新型的另一实施方式的提水灌溉***的结构示意图。如图7所示，该***还可以包括第二水位开关702，设置在所述蓄水箱50内的水位下限处，用于在所述蓄水箱50内的水达到所述水位下限的情况下，发出第二触发信号；以及所述第二水泵控制装置80还与所述第二水位开关702连接，用于在未接收到所述第一触发信号和所述第二触发信号的情况下，控制所述第二水泵60开始工作。

也就是说，通过该第二水位开关702，第二水泵控制装置80可以监测蓄水箱50中的水位是否已到达水位下限。一旦水位达到水位下限，该第二水位开关702被触发，发出第二触发信号。反之，如果低于水位下限，则第二水位开关702不发出第二触发信号。由此，如果第二水泵控制装置80未接收到所述第一触发信号和所述第二触发信号，则表示蓄水箱50中的水位已低于水位下限，此时第二水泵控制装置80控制第二水泵60开始工作，以开始蓄水。

由此，可以通过水位开关来对蓄水箱50中的水量进行实时监测，并依此来启/停第二水泵60对蓄水箱50进行蓄水，从而确保蓄水箱50中的水量不过少也不过多，满足灌溉需求。

此外，本实用新型提供的提水灌溉***不仅可以通过管网10实现对灌溉区进行灌溉，还可以通过对管网10所灌溉的区域的土壤湿度进行实时监测，来决定是否继续向管网10输水，从而实现自动化、智能化的提水灌溉，如下文进一步描述的。

图8示出了根据本实用新型的另一实施方式的提水灌溉***的结构示意图。如图8所示，该***还可以包括：湿度传感器90，用于检测所述管网10所灌溉的区域的土壤湿度；以及第一水泵控制装置100，与所述湿度传感器90和所述第一水泵20连接，用于接收所述土壤湿度，并在所述土壤湿度大于或等于第一阈值的情况下，控制所述第一水泵20停止工作；以及在所述土壤湿度小于或等于第二阈值的情况下，控制所述第一水泵20开始工作。

所述第一阈值可以对应于土壤湿度上限值。也就是说，在所检测到的土壤湿度大于或等于这一上限值的情况下，第一水泵控制装置100控制第一水泵20停止工作。此时，停止向管网10输水，管网10停止灌溉作业。

所述第二阈值可以对应于土壤湿度下限值。也就是说，在所检测到的土壤湿度小于或等于这一下限值的情况下，第一水泵控制装置100控制第一水泵20开始工作。此时，向管网10输水，管网10开始灌溉作业。

由此，通过对管网10所灌溉的区域的土壤湿度进行实时监测，可以实现管网10灌溉作业的自动化智能控制。

需要说明的是，在本实用新型中，第一水泵控制装置100和第二水泵控制装置80可以被合并为一个控制装置，该控制装置既能够对第一水泵20进行控制，也能够对第二水泵60进行控制。

图9示出了根据本实用新型的另一实施方式的提水灌溉***的结构示意图。如图9所示，该***还可以包括：温度传感器110，用于检测所述管网10所灌溉的区域的土壤温度。此外，如图9所示，该***还可以包括：终端设备120，与所述湿度传感器90和温度传感器110通信，用于接收并显示所述土壤湿度和所述土壤温度。

所述终端设备120可以例如为PC机、手机、平板电脑等。通过采用终端设备120实时监测并显示灌溉信息(例如，土壤湿度和土壤温度等)，可以实现远程监测，从而便于远程管理。

图10示出了根据本实用新型的另一实施方式的提水灌溉***的结构示意图。如图10所示，该***还可以包括：施肥装置130，设置在所述第一水泵20的出水端与所述管网10之间，用于在从所述第一水泵20的出水端流出的水进入所述管网10之前，向水中施加肥料。由此，通过本实用新型提供的提水灌溉***，可以实现水肥一体化灌溉，从而可以显著提高灌溉效率。

此外，为了防止水中较大物质(例如，沙石、水草等)进入到第一水泵20和/或第二水泵60，在本实用新型的另一个优选的实施方式中，该***还可以包括过滤装置(未示出)。该过滤装置可以被设置在第一水泵20和/或第二水泵60的入水端，用于对流入第一水泵20和/或第二水泵60的水进行过滤。其中，可根据需要过滤的杂质来选定过滤装置的具体类型，例如，该过滤装置可以为滤网、***等。

综上所述，通过上述技术方案，可以利用太阳能供电和风力供电这两种方式来共同为水泵供电，无需外接市电或其他供电设备。通过风力供电能够有效弥补在晚上或在阴雨天气中难以利用太阳能为水泵持续供电的缺陷，通过太阳能供电能够有效弥补在微风晴天的天气中难以利用风能为水泵持续供电的缺陷，从而实现太阳能和风能两者的互补供电。此外，无论是太阳能供电，还是风力供电，均属于清洁能源，具有可再生的特点，因此，对环境的污染小，有利于环保。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种提水灌溉***，该***包括管网、用于向该管网供水的第一水泵、以及用于为该第一水泵供电的供电装置，其特征在于，该供电装置包括：

光伏组件，用于将光能转换成电能；

相互连接的叶轮和风力发电机，该风力发电机用于将所述叶轮产生的动能转换成电能；

风光互补控制器，该风光互补控制器具有光输入端、风输入端、蓄电池端和直流输出端，其中所述光输入端与所述光伏组件连接，所述风输入端与所述风力发电机连接，所述蓄电池端与蓄电池连接，以及所述直流输出端与逆变器的输入端连接；

所述蓄电池；以及

所述逆变器，该逆变器的输出端与所述第一水泵连接。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述风力发电机和所述光伏组件被固定在同一支架上。

3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，该***还包括：蓄水箱和用于向该蓄水箱蓄水的第二水泵；以及

所述第一水泵还用于从所述蓄水箱中抽水，并将水输送至所述管网。

4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述供电装置中的逆变器的输出端还与所述第二水泵连接，以为该第二水泵供电。

5.根据权利要求3或4所述的***，其特征在于，该***还包括：

第一水位开关，设置在所述蓄水箱内的水位上限处，用于在所述蓄水箱内的水达到所述水位上限的情况下，发出第一触发信号；以及

第二水泵控制装置，与所述第一水位开关和所述第二水泵连接，用于在接收到所述第一触发信号的情况下，控制所述第二水泵停止工作。

6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，该***还包括：

第二水位开关，设置在所述蓄水箱内的水位下限处，用于在所述蓄水箱内的水达到所述水位下限的情况下，发出第二触发信号；以及

所述第二水泵控制装置还与所述第二水位开关连接，用于在未接收到所述第一触发信号和所述第二触发信号的情况下，控制所述第二水泵开始工作。

7.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的***，其特征在于，该***还包括：

湿度传感器，用于检测所述管网所灌溉的区域的土壤湿度；以及

第一水泵控制装置，与所述湿度传感器和所述第一水泵连接，用于接收所述土壤湿度，并在所述土壤湿度大于或等于第一阈值的情况下，控制所述第一水泵停止工作；以及在所述土壤湿度小于或等于第二阈值的情况下，控制所述第一水泵开始工作。

8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，该***还包括：温度传感器，用于检测所述管网所灌溉的区域的土壤温度。

9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，该***还包括：终端设备，与所述湿度传感器和温度传感器通信，用于接收并显示所述土壤湿度和所述土壤温度。

10.根据权利要求1-4、6、8-9中任一权利要求所述的***，其特征在于，该***还包括：施肥装置，设置在所述第一水泵的出水端与所述管网之间，用于在从所述第一水泵的出水端流出的水进入所述管网之前，向水中施加肥料。