[实用新型]太阳能抽水灌溉机

说明书

技术领域 

本实用新型属于太阳能机电一体化设备，尤其是涉及到一种太阳能抽水灌溉机。

背景技术 

农业灌溉的水泵功率较大，需要提供电力资源，通常情况下我国广大农村需要灌溉的地域距离农电网较远，需要搭架专线，不仅麻烦，而且还消耗大量的电力资源，因此人们开始使用太阳能发电来抽水。随着农业耕地的减少、荒漠面积的不断扩大，极端干旱气候对粮食产量的影响，解决水的供给成为诸多粮食农业问题的根源。大型太阳能光伏水泵系统，经过多年的发展与应用，已经开展了“农业灌溉”、“荒漠治理”、“草原牧业”、“沙化治理”、“海水淡化”、“城市水景”、“生活用水”等领域的广泛应用。目前采用太阳能发电抽水的方法都是使用太阳能蓄电池来进行，由于蓄电池蓄电成本较高，且经过几年要换一次蓄电池。而开发利用随处可取、取之不尽、用之不竭的太阳能实现高可靠性和可稳定性的供水将是农业灌溉发展方向。

发明内容 

本实用新型的目的是为人们提供一种无需人员看管、维护工作量几乎为零的集经济性、可靠性和环保效益为一体的太阳能抽水灌溉机。

本实用新型的技术方案是：它包括电源、电机和抽水泵等部分，所述电源是由太阳能板列阵吸收日照辐射能量转化为电能来提供，抽水泵的进水管插入低凹水源内，其出水管与高位水箱相连，并在抽水泵的出水管上安装着灌溉控制阀，智能集成控制柜的控制端通过导线连接灌溉控制阀，对抽水泵电机进行控制。所述智能集成控制柜的控制系统是由双管 Buck-Boost 电路、模拟信号调理电路、MOS 管驱动电路、负载管理电路和LPC1313微控器构成，双管 Buck-Boost 电路负责将太阳能面板输入的电能进行电压或电流转换，转换成适合电池充电的电压或电流，模拟信号调理电路对各种电压或电流信号进行增益变换，并进行滤波，使之适合 LPC1313 微控器内部 ADC 采集，MOS 管驱动电路用来驱动双管 Buck-Boost 电路中的 N 沟道 MOS 管，负载管理电路对负载的工作模式进行控制，并对负载进行过流、短路保护，LPC1313 微控器是整个系统的核心，用来实现 MPPT 算法与电池管理算法，并对负载进行管理。 

本实用新型的有益效果是：光伏发电系统全自动运行，无须人工值守；并且以蓄水替代蓄电，无蓄电池装置，直接驱动水泵，装置的可靠性高、使用寿命长，同时大幅降低系统建设和维护成本；控制器内部带有MPPT系统，对太阳能板的最大功率进行跟踪，提高了太阳能板的输出功率，全天工作，自太阳出来一直工作到太阳下山，大大提高了光伏水泵的有效工作时间自动适应天气阴晴变化，有效的避免了传统水泵突然阴天时系统会停机的现象，系统抗干扰能力强。 

附图说明 

图1为本实用新型结构方框示意图；

图2为本实用新型智能集成控制柜的电路结构示意图。

图中：1为太阳能板列阵，2为智能集成控制柜，3为抽水泵，4为水箱，5为水源。 

具体实施方式 

如图1所述，在具有丰富水源5的地域安装三相交流抽水泵3和太阳能板列阵1，并在太阳能板列阵1与抽水泵3之间安装智能集成控制柜2，该智能集成控制柜2的控制系统是由双管 Buck-Boost 电路、模拟信号调理电路、MOS 管驱动电路、负载管理电路和LPC1313微控器构成，双管 Buck-Boost 电路负责将太阳能面板输入的电能进行电压或电流转换，转换成适合电池充电的电压或电流，模拟信号调理电路对各种电压或电流信号进行增益变换，并进行滤波，使之适合 LPC1313 微控器内部 ADC 采集，MOS 管驱动电路用来驱动双管 Buck-Boost 电路中的 N 沟道 MOS 管，负载管理电路对负载的工作模式进行控制，并对负载进行过流、短路保护，LPC1313 微控器是整个系统的核心，用来实现 MPPT 算法与电池管理算法，并对负载进行管理。太阳能板列阵1吸收日照辐射能量转化为电能给抽水泵电机提供电源，抽水泵3的进水管插入低凹水源5内，其出水管与高位水箱4相连，并在抽水泵3的出水管上安装着灌溉控制阀，智能集成控制柜2的控制端通过导线连接灌溉控制阀，对抽水泵电机进行控制。本实用新型的实施，不仅无需人员管理，而且将太阳能转化为电能直接向抽水泵电机提供电源，由于采用了抽水泵专用控制器对系统的运行实施控制和调节，将太阳电池阵列阵1发出的电驱动抽水泵3的电机，并可根据日照强度的变化调节水泵转速，使输出功率接近太阳电池阵列的最大功率；当日照很充足时，保证水泵的转速不超过额定转速；当日照不足时，根据设定最低运行频率是否满足，否则自动停止运行。