CN207070697U - 一种光伏扬水灌溉*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光伏扬水灌溉***，包括供电组件、储能组件、蓄水组件和灌溉组件；储能组件包括并联的电容器和第一控制器、与第一控制器电连接的蓄电池组；蓄水组件包括蓄水池、设于蓄水池内的水位传感器、与水位传感器电连接的第二控制器、与第二控制器连接的供水单元，供水单元与蓄水池连通。本实用新型通过将电容器和第一控制器以及蓄电池组连接在一起，共同组成混合的储能组件，结构稳定，充电速度快，使用寿命长；同时利用该混合储能组件供电实现灌溉，减少水泵接通瞬间对蓄电池的冲击、延长蓄电池寿命，能保证按照作物需水要求进行智能灌溉，显著节省了水资源，提高了***运行效率和稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及扬水灌溉领域，具体涉及一种光伏扬水灌溉***。
背景技术
近几年，随着太阳能发电成本的降低，出现了部分以太阳能提供电能的滴灌***，但绝大多数未考虑到光伏组件的占地问题，随着温室大棚及光伏温室的发展，利用温室大棚顶部空间安放光伏阵列，能有效解决温室大棚自用电及灌溉问题。
名称为“一种太阳能光伏扬水滴灌***”申请号为“CN201420289356.7”的中国实用新型专利提供了一种太阳能光伏扬水滴灌***，由光伏阵列、双向变换器、蓄电池、扬水泵、配电柜、蓄水池等组成，能解决在蓄水池无水且并网中没有供电的情况下，通过蓄电池供电实现灌溉，保证灌溉设备常规化运行。但是，该专利中设备的稳定性不高，灌溉效果较差，由于蓄电池储能有充放电电流限制、充电时间长、功率密度低缺点，在启动水泵瞬间对蓄电池冲击大，造成蓄电池使用寿命变短，无法达到水泵稳定性要求。
采用蓄电池作为储能装置存在一定缺陷：一方面，蓄电池内部存在电化学反应，充放电速度慢，需要配置的蓄电池容量偏大；另一方面，蓄电池充放电次数有限，使用寿命短，经常更换蓄电池将增加光伏发电***运行成本。超级电容器具有充放电速度快功率大、使用寿命长且无污染的优点，非常适合做光伏发电***的储能装置。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构稳定、灌溉效果好的光伏扬水灌溉***。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
所述储能组件包括并联的电容器和第一控制器、与所述第一控制器电连接的蓄电池组，所述第一控制器，用于监测所述电容器和所述蓄电池组内电压并对所述电容器和所述蓄电池组进行充放电，所述电容器和所述第一控制器并联后与所述供电组件电连接；
所述蓄水组件包括蓄水池、设于所述蓄水池内的用于监测所述蓄水池内水位的水位传感器、与所述水位传感器电连接的第二控制器、与所述第二控制器连接的用于为所述蓄水池供水的供水单元，所述供水单元与所述蓄水池连通，所述第二控制器与所述供电组件电连接，所述第二控制器，用于接收所述水位传感器信号并控制所述供水单元供水，所述电容器和所述第一控制器并联后与所述第二控制器电连接；
当所述第一控制器检测到所述电容器和所述蓄电池组内电压达到低压保护值时，所述供电组件切换为离网状态，并对所述电容器和所述蓄电池组进行充电，此时，所述供电组件还为所述蓄水组件供电；当所述第一控制器检测到所述电容器和所述蓄电池组内电压达到高压保护值时，所述供电组件切换为并网状态，所述供电组件与所述储能组件和所述第二控制器断开连接，并进行光伏并网发电。
优选地，所述供电组件包括用于切换并网/离网状态的第三控制器、与所述第三控制器电连接的最大功率点***、与所述最大功率点***电连接的用于将太阳能转化为电能的光伏阵列，所述最大功率点***，用于监测所述光伏阵列的发电电压并捕捉所述光伏阵列的最高电压电流值。
优选地，所述供电组件还包括与所述第三控制器电连接的逆变器。
优选地，所述供水单元包括分别与水源和所述蓄水池连接的用于将所述水源中的水抽至所述蓄水池中的水泵、与所述水泵连接的用于驱动所述水泵运行的直流电机，所述直流电机与所述第二控制器电连接。
优选地，所述灌溉组件包括与一端所述蓄水池连接的灌溉管道、设于所述灌溉管道上的控制阀，所述灌溉管道的另一端连通待灌溉作物。
由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型的一种光伏扬水灌溉***，通过将电容器和第一控制器以及蓄电池组连接在一起，共同组成混合的储能组件，结构稳定，充电速度快，使用寿命长；同时利用该混合的储能组件供电实现灌溉，减少水泵接通瞬间对蓄电池的冲击、延长蓄电池寿命，能保证按照作物需水要求进行智能灌溉，显著节省了水资源，提高了***运行效率和稳定性。
附图说明
附图1为本实用新型的连接示意图。
其中：1、电容器；2、第一控制器；3、蓄电池组；4、蓄水池；5、水位传感器；6、第二控制器；7、第三控制器；8、最大功率点***；9、光伏阵列；10、逆变器；11、电网电源；12、水源；13、水泵；14、直流电机；15、灌溉管道；16、控制阀。
具体实施方式
下面结合附图来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。
参见图1所示，一种光伏扬水灌溉***，包括供电组件、储能组件、蓄水组件和灌溉组件；
储能组件包括并联的电容器1和第一控制器2、与第一控制器2电连接的蓄电池组3，第一控制器2，用于监测电容器1和蓄电池组3内电压并对电容器1和蓄电池组3进行充放电，电容器1和第一控制器2并联电连接后与供电组件电连接。
在本实施例中，电容器1为超级电容器，由多个法拉电容串联而成。超级电容器又叫双电层电容器，是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。第一控制器2为太阳能充放电控制器，是用于太阳能发电***中，控制多路太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。通过将超级电容器和太阳能充放电控制器并联电连接之后与蓄电池组电连接，组成混合储能***。组成的混合储能***兼具蓄电池能量密度大和超级电容器功率密度大的优点，减少了对蓄电池的冲击，优化了蓄电池的充放电过程，减少了充放电循环次数，增加了放电时间，延长蓄电池使用寿命，提高了供电的稳定性并降低了光伏发电***运行成本。
当第一控制器2检测到电容器1和蓄电池组3内电压达到低压保护值时，供电组件切换为离网状态，并对电容器1和蓄电池组3进行充电，此时，供电组件还为蓄水组件供电；当第一控制器2检测到电容器1和蓄电池组3内电压达到高压保护值时，供电组件切换为并网状态，供电组件与储能组件和第二控制器6断开连接，并进行光伏并网发电。
蓄水组件包括蓄水池4、设于蓄水池4内的用于监测蓄水池4内水位的水位传感器5、与水位传感器5电连接的第二控制器6、与第二控制器6连接的用于为蓄水池4供水的供水单元，供水单元与蓄水池4连通，第二控制器6与供电组件电连接，第二控制器6，用于接收水位传感器5信号并控制供水单元供水，电容器1和第一控制器2并联后与第二控制器6电连接。
在本实施例中，第二控制器6为电源控制器，用于接收水位传感器5信号并控制供水单元供水。在这里，供水单元包括分别与水源12和蓄水池4连接的用于将水源12中的水抽至蓄水池4中的水泵13、与水泵13连接的用于驱动水泵13运行的直流电机14，直流电机14与第二控制器6电连接。当水位传感器检测到蓄水池4内水位低于设定水位时，通过电源控制器驱动直流电机和水泵运行进行蓄水池蓄水，直到蓄水池水位达到设定水位，电源控制器停止水泵工作。
供电组件包括用于切换并网/离网状态的第三控制器7、与第三控制器7电连接的最大功率点***8、与最大功率点***8电连接的用于将太阳能转化为电能的光伏阵列9，最大功率点***8，用于监测光伏阵列9的发电电压并捕捉光伏阵列9的最高电压电流值。还包括与第三控制器7电连接的逆变器10，逆变器10与电网电源11电连接。
在本实施例中，第三控制器7为并网/离网控制器，用于切换并网/离网状态，当第一控制器2检测到蓄电池组3电压达到高压保护时，并网/离网控制器选择并网运行进行光伏并网发电，发电量可用于温室大棚内自用电；当第一控制器2检测到蓄电池组3电压达到设定低压保护时，并网/离网控制器选择离网运行，对混合储能***进行充电。
在这里，第一控制器2额定电压48V、浮充电压54.8V、连接低压50V、断开低压43V。当第一控制器2检测到蓄电池电压达到高压保护54.8V时，并网/离网控制器选择并网运行进行光伏并网发电，发电量可用于温室大棚内自用电；当第一控制器2检测到蓄电池电压达到设定低压保护50V时，并网/离网控制器选择离网运行，对超级电容器和蓄电池组3进行充电，始终保持储能组件维持一定电量，能将蓄水池水位维持5m的电量；水位传感器检测到蓄水池内水位低于设定水位5m时，通过第二控制器6驱动直流电机14和水泵13运行进行蓄水池4蓄水，直到蓄水池4水位达到设定水位5m，第二控制器6停止水泵工作；当光照较强且需要蓄水及储能时，光伏阵列9发电一部分给储能组件充电，另一部分直接供给水泵13和直流电机14。
灌溉组件包括一端与蓄水池4连接的灌溉管道15、设于灌溉管道15上的控制阀16，灌溉管道15的另一端连通待灌溉作物。控制阀16为电磁阀。同时，可在作物灌溉处设一个土壤湿度传感器，通过土壤湿度传感器输出信号控制电磁阀开关，实现灌溉自动化控制。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种光伏扬水灌溉***，其特征在于：包括供电组件、储能组件、蓄水组件和灌溉组件；
所述储能组件包括并联的电容器(1)和第一控制器(2)、与所述第一控制器(2)电连接的蓄电池组(3)，所述第一控制器(2)，用于监测所述电容器(1)和所述蓄电池组(3)内电压并对所述电容器(1)和所述蓄电池组(3)进行充放电，所述电容器(1)和所述第一控制器(2)并联后与所述供电组件电连接；
所述蓄水组件包括蓄水池(4)、设于所述蓄水池(4)内的用于监测所述蓄水池(4)内水位的水位传感器(5)、与所述水位传感器(5)电连接的第二控制器(6)、与所述第二控制器(6)连接的用于为所述蓄水池(4)供水的供水单元，所述供水单元与所述蓄水池(4)连通，所述第二控制器(6)与所述供电组件电连接，所述第二控制器(6)，用于接收所述水位传感器(5)信号并控制所述供水单元供水，所述电容器(1)和所述第一控制器(2)并联后与所述第二控制器(6)电连接；
当所述第一控制器(2)检测到所述电容器(1)和所述蓄电池组(3)内电压达到低压保护值时，所述供电组件切换为离网状态，并对所述电容器(1)和所述蓄电池组(3)进行充电，此时，所述供电组件还为所述蓄水组件供电；当所述第一控制器(2)检测到所述电容器(1)和所述蓄电池组(3)内电压达到高压保护值时，所述供电组件切换为并网状态，所述供电组件与所述储能组件和所述第二控制器(6)断开连接，并进行光伏并网发电。
2.根据权利要求1所述的一种光伏扬水灌溉***，其特征在于：所述供电组件包括用于切换并网/离网状态的第三控制器(7)、与所述第三控制器(7)电连接的最大功率点***(8)、与所述最大功率点***(8)电连接的用于将太阳能转化为电能的光伏阵列(9)，所述最大功率点***(8)，用于监测所述光伏阵列(9)的发电电压并捕捉所述光伏阵列(9)的最高电压电流值。
3.根据权利要求2所述的一种光伏扬水灌溉***，其特征在于：所述供电组件还包括与所述第三控制器(7)电连接的逆变器(10)，所述逆变器(10)与电网电源(11)电连接。
4.根据权利要求1所述的一种光伏扬水灌溉***，其特征在于：所述供水单元包括分别与水源(12)和所述蓄水池(4)连接的用于将所述水源(12)中 的水抽至所述蓄水池(4)中的水泵(13)、与所述水泵(13)连接的用于驱动所述水泵(13)运行的直流电机(14)，所述直流电机(14)与所述第二控制器(6)电连接。
5.根据权利要求1所述的一种光伏扬水灌溉***，其特征在于：所述灌溉组件包括一端与所述蓄水池(4)连接的灌溉管道(15)、设于所述灌溉管道(15)上的控制阀(16)，所述灌溉管道(15)的另一端连通待灌溉作物。
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| CN107242107A (zh) * | 2017-07-24 | 2017-10-13 | 苏州普兆农业科技有限公司 | 一种光伏扬水灌溉*** |
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