本實用新型涉及農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏水肥一體化灌溉系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉使用交流電提水，提水過程消耗電能較大，在偏遠山區(qū)或是電力資源匱乏的地區(qū)，很難為農(nóng)業(yè)灌溉提供動力保證。光伏水泵提水技術(shù)是利用太陽能提供動力進行提水的一種新技術(shù)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，為灌溉系統(tǒng)提供源源不斷的動力。目前，自動化和精準化是國內(nèi)外灌溉施肥領(lǐng)域發(fā)展的趨勢，傳統(tǒng)的施肥裝置精準程度無法滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需求，人工配肥往往根據(jù)經(jīng)驗判斷，很難保證精準度，

因此，為了解決上述問題，急需發(fā)明一種新的光伏水肥一體化灌溉系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于：提供一種光伏提水技術(shù)和水肥一體化灌溉系統(tǒng)，通過利用太陽能資源提供動力，結(jié)合施肥機精準配肥，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉的水肥一體自動化灌溉，提高灌溉系統(tǒng)精準性，降低系統(tǒng)建設(shè)與能耗運行成本。

本實用新型提供了下述方案：

一種光伏水肥一體化灌溉系統(tǒng)，包括光伏陣列、光伏水泵、施肥機、田間灌溉設(shè)備和控制裝置，所述光伏陣列和所述光伏水泵電連接，所述光伏水泵、所述施肥機和所述田間灌溉設(shè)備通過管路依次連接，所述光伏水泵、所述施肥機和所述田間灌溉設(shè)備分別與所述控制裝置電連接。

優(yōu)選地，所述施肥機和所述田間灌溉設(shè)備之間的管路上設(shè)有施肥電磁閥，所述施肥電磁閥與所述控制裝置電連接。

優(yōu)選地，所述光伏水肥一體化灌溉系統(tǒng)還包括光伏揚水控制器，所述光伏揚水控制器分別與所述光伏陣列和所述光伏水泵電連接。

優(yōu)選地，所述光伏揚水控制器包括DC/AC轉(zhuǎn)化模塊和轉(zhuǎn)換開關(guān)模塊，所述DC/AC轉(zhuǎn)化模塊分別與所述光伏陣列和所述轉(zhuǎn)換開關(guān)模塊電連接，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)模塊與所述光伏水泵電連接。

優(yōu)選地，所述施肥機和所述光伏水泵之間的管路上設(shè)有逆止閥。

優(yōu)選地，所述施肥機包括底座，所述底座上設(shè)有施肥罐，所述施肥罐內(nèi)設(shè)有水位傳感器，所述水位傳感器與所述控制裝置電連接。

優(yōu)選地，所述底座上還設(shè)有施肥泵，所述施肥泵與所述施肥罐連接，所述施肥泵與所述控制裝置電連接，所述施肥泵通過管路與所述田間灌溉設(shè)備連接，所述施肥泵和所述田間灌溉設(shè)備之間的管路上設(shè)有所述施肥電磁閥。

優(yōu)選地，所述施肥電磁閥和所述施肥泵之間的管路上設(shè)有施肥過濾器。

優(yōu)選地，所述施肥罐上設(shè)有攪拌泵，所述攪拌泵與所述控制裝置電連接。

優(yōu)選地，所述施肥罐上設(shè)有注肥口和注水口，所述注肥口通過管路與文丘里吸肥器連接，所述注水口通過管路與所述光伏水泵連接。

本實用新型產(chǎn)生的有益效果：

1、本實用新型所公開的光伏水肥一體化灌溉系統(tǒng)，通過利用太陽能提供動力，解決了偏遠地區(qū)以及電力資源匱乏地區(qū)的能源問題，降低了系統(tǒng)的成本。

2、本系統(tǒng)替代人工施肥和灌溉，可精確控制施肥量和澆水量，可實時監(jiān)測施肥和澆水的流量及時間控制，整套設(shè)備結(jié)構(gòu)精巧、操作簡單、可控性強。

3、本系統(tǒng)將施肥裝置和抽水水泵進行聯(lián)動控制，使得系統(tǒng)自動化程度大大提高，同時也提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4、本系統(tǒng)既可以適用于大面積農(nóng)作物生產(chǎn)，也可以適用于一些分散的小面積農(nóng)田，適用范圍廣，適用性強。

5、施肥機可自動有序的完成加水、攪拌、施肥等一系列操作，自動化程度高，工作人員也可隨時操作觸摸顯示屏，根據(jù)實際情況，手動調(diào)節(jié)控制上限水位、下限水位、攪拌時間、施肥速度等參數(shù)，實現(xiàn)施肥量、施肥比例、施肥速度的隨意調(diào)整，實現(xiàn)精確的施肥效果，做到施肥的“任性”，改變了以往傳統(tǒng)施肥模式施肥麻煩、精度不高、勞動強度大的弊端。

6、整個系統(tǒng)都由施肥機的控制界面控制，不需要獨立的開發(fā)軟件控制系統(tǒng)，電磁閥通過有線的形式連接在施肥機上，保證了閥門開關(guān)的穩(wěn)定性。

7、本實用新型各功能部件布置科學(xué)合理，易于運輸且安裝、操作方便。

附圖說明

圖1為本實用新型的施肥機的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

參見圖1所示，一種光伏水肥一體化灌溉系統(tǒng)，包括光伏陣列7、光伏水泵10、施肥機、田間灌溉設(shè)備13和控制裝置3，所述光伏陣列和所述光伏水泵電連接，所述光伏水泵、所述施肥機和所述田間灌溉設(shè)備通過管路依次連接，所述光伏水泵、所述施肥機和所述田間灌溉設(shè)備分別與所述控制裝置電連接。所述施肥機和所述田間灌溉設(shè)備之間的管路上設(shè)有施肥電磁閥12，所述施肥電磁閥與所述控制裝置電連接。所述光伏水肥一體化灌溉系統(tǒng)還包括光伏揚水控制器8，所述光伏揚水控制器分別與所述光伏陣列和所述光伏水泵電連接。所述光伏揚水控制器包括DC/AC轉(zhuǎn)化模塊和轉(zhuǎn)換開關(guān)模塊，所述DC/AC轉(zhuǎn)化模塊分別與所述光伏陣列和所述轉(zhuǎn)換開關(guān)模塊電連接，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)模塊與所述光伏水泵電連接。所述施肥機和所述光伏水泵之間的管路上設(shè)有逆止閥11。所述施肥機包括底座，所述底座上設(shè)有施肥罐2，所述施肥罐內(nèi)設(shè)有水位傳感器，所述水位傳感器與所述控制裝置電連接。所述底座上還設(shè)有施肥泵4，所述施肥泵與所述施肥罐連接，所述施肥泵與所述控制裝置電連接，所述施肥泵通過管路與所述田間灌溉設(shè)備連接，所述施肥泵和所述田間灌溉設(shè)備之間的管路上設(shè)有所述施肥電磁閥。所述施肥電磁閥和所述施肥泵之間的管路上設(shè)有施肥過濾器14。所述施肥罐上設(shè)有攪拌泵5，所述攪拌泵與所述控制裝置電連接。所述施肥罐上設(shè)有注肥口和注水口，所述注肥口通過管路與文丘里吸肥器6 連接，所述注水口通過管路與所述光伏水泵連接。

本實施例中所述光伏水肥一體化灌溉系統(tǒng)，通過利用太陽能提供動力，解決了偏遠地區(qū)以及電力資源匱乏地區(qū)的能源問題，降低了系統(tǒng)的成本；本系統(tǒng)替代人工施肥和灌溉，可精確控制施肥量和澆水量，可實時監(jiān)測施肥和澆水的流量及時間控制，整套設(shè)備結(jié)構(gòu)精巧、操作簡單、可控性強；本系統(tǒng)將施肥裝置和抽水水泵進行聯(lián)動控制，使得系統(tǒng)自動化程度大大提高，同時也提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；本系統(tǒng)既可以適用于大面積農(nóng)作物生產(chǎn)，也可以適用于一些分散的小面積農(nóng)田，適用范圍廣，適用性強；施肥機可自動有序的完成加水、攪拌、施肥等一系列操作，自動化程度高，工作人員也可隨時操作觸摸顯示屏，根據(jù)實際情況，手動調(diào)節(jié)控制上限水位、下限水位、攪拌時間、施肥速度等參數(shù)，實現(xiàn)施肥量、施肥比例、施肥速度的隨意調(diào)整，實現(xiàn)精確的施肥效果，做到施肥的“任性”，改變了以往傳統(tǒng)施肥模式施肥麻煩、精度不高、勞動強度大的弊端；整個系統(tǒng)都由施肥機的控制界面控制，不需要獨立的開發(fā)軟件控制系統(tǒng)，電磁閥通過有線的形式連接在施肥機上，保證了閥門開關(guān)的穩(wěn)定性；本實用新型各功能部件布置科學(xué)合理，易于運輸且安裝、操作方便。

本實施例中所述施肥機是根據(jù)溶液的電導(dǎo)率值和pH值進行精確配肥的裝置，將光伏提水技術(shù)與施肥機結(jié)合，將其運用到農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉的自動化、精準化，能夠大力推進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的發(fā)展。

本實施例中所述光伏水肥一體化灌溉系統(tǒng)使用時，光伏陣列7電能通過光伏揚水控制器8對系統(tǒng)的運行實施控制和調(diào)節(jié)，將光伏陣列7發(fā)出的直流電直接驅(qū)動光伏水泵10從深水源9中抽水，通過水管與施肥機的施肥罐2相連，以及施肥電磁閥12、田間灌溉裝置13依次連接，用于農(nóng)業(yè)灌溉或者生活用水等。另外，在光伏陣列電能不足時自動切換至市電電網(wǎng)接收市電電源，保證灌溉水源的穩(wěn)定性。所述施肥機與光伏水泵之間安裝有逆止閥，防止水泵由于斷電或者其他故障突然停止時，施肥機內(nèi)的水流倒流，污染水源。所述光伏水泵 10與施肥機控制裝置3之間通過電線連接，將光伏水泵的開關(guān)連接到施肥機的控制裝置3上，實現(xiàn)施肥機和光伏水泵的聯(lián)動控制。所述施肥機設(shè)置有攪拌泵5和施肥泵4，通過文丘里吸肥器6從肥料通1吸入肥料到施肥罐2后，經(jīng)過攪拌泵5的充分攪拌將水和肥攪拌均勻，此時控制裝置3檢測溶液的濃度是否到達設(shè)定值，如果到達了人工設(shè)定的溶液濃度值時，由施肥泵4將配好的水肥溶液從輸水管道里輸出，如果未達到設(shè)定濃度，文丘里吸肥器6會自動打開，從肥料桶1內(nèi)接著吸肥，吸完肥后攪拌泵5啟動，依次循環(huán)進行下去，直到控制裝置3檢測到的溶液濃度和人工設(shè)定的濃度一致時，再啟動施肥泵4給向田間灌溉裝置13輸水，每次吸肥的時間可人工設(shè)定，肥料溶液的濃度可在控制裝置3上進行人工設(shè)定。所述田間灌溉裝置13通過施肥電磁閥12與系統(tǒng)連接，所述施肥電磁閥12為交流施肥電磁閥，通過電線與施肥機的控制裝置3連接，由施肥機來驅(qū)動施肥電磁閥的開閉，施肥電磁閥12的開閉可通過施肥機的控制裝置3進行人工設(shè)定，可實現(xiàn)定時開閉或者人工手動開閉。

本實施例中所述光伏揚水控制器的輸入端通過交直流自動切換裝置分別與光伏陣列和市電連接，輸出端通過電纜與水泵相連，施肥機通過水管與水泵和蓄水設(shè)備、田間灌溉裝置依次連接；或通過水管直接與水泵和田間灌溉裝置連接，且蓄水設(shè)備中設(shè)置有液位計。所述光伏陣列由多塊太陽能電池組件串并聯(lián)而成，吸收日照輻射能量并將其轉(zhuǎn)化為電能，為整個系統(tǒng)提供動力電源。所述光伏揚水控制器采用DC/AC轉(zhuǎn)化模塊，既能控制光伏陣列的發(fā)電效率和發(fā)電功率，又能控制水泵的啟動/停止，使水泵在最佳效率點工作。同時通過轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)水泵的并網(wǎng)/離網(wǎng)運行，并網(wǎng)時，在光伏系統(tǒng)電能不足時自動切換至市電電網(wǎng)接收市電電源，保證灌溉水源的穩(wěn)定性；離網(wǎng)時，光伏陣列電能通過光伏揚水控制器對系統(tǒng)的運行實施控制和調(diào)節(jié)，將光伏陣列發(fā)出的直流電來驅(qū)動水泵，并根據(jù)日照強度的變化實時地調(diào)節(jié)輸出頻率，實現(xiàn)最大功率點的跟蹤，最大限度地利用太陽能。所述光伏水泵采用永磁、直流、無刷、無傳感器的電機進行驅(qū)動，定轉(zhuǎn)子雙塑封工藝密封，置于深水源中，從中抽水，接入灌溉系統(tǒng)，用于農(nóng)業(yè)灌溉或者生活用水等。所述施肥機包括底座，還包括安裝在底座上的施肥罐；所述施肥罐上端設(shè)置注肥口和注水口，所述注水口與進水管一端連接，所述進水管上設(shè)置逆止閥；所需施肥機上安裝施肥泵；所述施肥罐內(nèi)設(shè)置水位傳感器；所述施肥罐下端設(shè)置一出肥口，所述出肥口與輸肥管的一端連接，所述輸肥管上設(shè)置施肥電磁閥，所述控制裝置分別與光伏水泵、水位傳感器、攪拌泵、文丘里吸肥器、施肥電磁閥電連接；所述控制裝置上設(shè)置觸摸顯示屏，所述觸摸顯示屏與控制器電路連接，所述操作軟件可設(shè)定灌溉時間、灌水量、肥料的EC、pH值等。所述田間灌溉裝置在支管道上安裝有交流施肥電磁閥，施肥電磁閥通過有線的形式與施肥機連接，當施肥機配好肥料后，施肥電磁閥自動開啟進行田間的灌溉；所述光伏水泵的開關(guān)連接到施肥機的控制面板上，實現(xiàn)施肥機和光伏水泵的聯(lián)動。作為技術(shù)優(yōu)選方案，在施肥電磁閥和施肥泵之間的輸肥管道上設(shè)置施肥過濾器。作為技術(shù)優(yōu)選方案，所述控制裝置為可編程邏輯控制器，其采用西門子公司生產(chǎn)的型號為6AG4104的PLC。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。