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光伏灌溉装置

阅读：1030发布：2020-11-18

IPRDB可以提供光伏灌溉装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种光伏灌溉装置，包括箱体，所述箱体内设置有安装腔且箱体的一端设有开口，在安装腔内设有光伏模块、配电模块、电机控制及保护模块、储能模块、监测控制模块和灌溉模块，所述监测控制模块与电机控制及保护模块和储能模块相连接用于选择光伏模块或储能模块作为灌溉模块的电源，并且监测控制模块能够发送驱动指令至电机控制及保护模块使电机控制及保护模块驱动灌溉模块动作。本发明采用箱体进行整体设计，提高了本发明的光伏灌溉装置的机动性，同时形成了一套完整的集成灌溉设备，实现了自动化的智能灌溉，具有良好的推广价值。，下面是光伏灌溉装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种光伏灌溉装置，其特征在于：包括箱体(1)，所述箱体(1)内设置有安装腔(11)且箱体(1)的一端设有开口，在安装腔(11)内设有光伏模块(2)、配电模块(3)、电机控制及保护模块(4)、储能模块(5)、监测控制模块(6)和灌溉模块(7)，所述光伏模块(2)与储能模块(5)相连接用于将光伏模块(2)产生的电能存储至所述储能模块(5)，所述电机控制及保护模块(4)的输入端分别与光伏模块(2)和储能模块(5)相连接，电机控制及保护模块(4)的输出端通过配电模块(3)与灌溉模块(7)相连接，所述监测控制模块(6)与电机控制及保护模块(4)和储能模块(5)相连接用于选择光伏模块(2)或储能模块(5)作为灌溉模块(7)的电源，并且监测控制模块(6)能够发送驱动指令至电机控制及保护模块(4)使电机控制及保护模块(4)驱动灌溉模块(7)动作。

2.根据权利要求1所述的光伏灌溉装置，其特征在于：所述光伏模块(2)包括多个光伏组件(21)和光伏盖板(23)，所述多个光伏组件(21)设置在安装腔(11)的两侧或箱体(1)的开口处，所述光伏盖板(23)与箱体(1)的开口相配合并将安装腔(11)盖住，在光伏盖板(23)和每个光伏组件(21)上均安装有多个太阳能电池片(24)，多个太阳能电池片(24)平均分布并串联设置。

3.根据权利要求2所述的光伏灌溉装置，其特征在于：多个光伏组件(21)平均分为两组，两组光伏组件(21)分别紧贴安装腔(11)两侧的内壁设置，所述配电模块(3)、电机控制及保护模块(4)、储能模块(5)、监测控制模块(6)和灌溉模块(7)设置在安装腔(11)的中部位于两组光伏组件(21)之间。

4.根据权利要求2所述的光伏灌溉装置，其特征在于：多个光伏组件(21)层叠设置形成光伏组件串，所述光伏组件串设置在箱体(1)的开口处并位于配电模块(3)、电机控制及保护模块(4)、储能模块(5)、监测控制模块(6)和灌溉模块(7)的上方。

5.根据权利要求3或4所述的光伏灌溉装置，其特征在于：使用时，多个光伏组件(21)位于箱体(1)的开口位置，每个光伏组件(21)向远离箱体的方向展开形成阶梯形光伏板结构，并且每个光伏组件(21)均由设置在光伏组件(21)四个顶角处的支架(25)支撑。

6.根据权利要求2所述的光伏灌溉装置，其特征在于：所述光伏模块(2)还包括汇流箱(22)，多个光伏组件(21)并联设置，并联后的两端与汇流箱(22)的进线口相连接，所述汇流箱(22)的出线口与电机控制及保护模块(4)相连接。

7.根据权利要求1所述的光伏灌溉装置，其特征在于：所述电机控制及保护模块(4)包括太阳能控制器、逆变器、总线通讯端口、外部监测装置和操作面板，所述逆变器的输入端与光伏模块(2)的输出端相连接，所述逆变器的输出端通过配电模块(3)与灌溉模块(7)相连接，所述太阳能控制器和总线通讯端口焊接在一块电路板上并电连接，所述总线通讯端口与监测控制模块(6)相连接，所述外部监测装置与太阳能控制器相连接。

8.根据权利要求7所述的光伏灌溉装置，其特征在于：所述外部监测装置包括水井液位监测器(41)和/或水塔液位监测器(42)。

9.根据权利要求1所述的光伏灌溉装置，其特征在于：所述配电模块(3)的输入端与电机控制及保护模块(4)的输出端相连接，配电模块(3)的输出端包括由一个双刀双掷开关控制的两路接线口，其中一路接线口与灌溉装置(7)的外部灌溉设备相连接，另一路接线口与灌溉装置(7)的内置灌溉设备相连接。

10.根据权利要求1所述的光伏灌溉装置，其特征在于：所述储能模块(5)包括蓄电池装置和充放电装置，所述蓄电池装置与充放电装置相连接，所述充放电装置的输入端与光伏模块(2)相连接，充放电装置的输出端与电机控制及保护模块(4)和监测控制模块(6)相连接。

11.根据权利要求1所述的光伏灌溉装置，其特征在于：所述的监测控制模块(6)包括处理单元(61)、设备监测单元(62)和环境监测单元(63)，所述处理单元(6)与电机控制及保护模块(4)相连接，所述设备监测单元(62)与处理单元(61)相连接，所述环境监测单元(63)与处理单元(61)通讯连接，处理单元(61)还与储能模块(5)相连接。

12.根据权利要求11所述的光伏灌溉装置，其特征在于：所述处理单元(61)包括微处理器(611)和通讯单元(612)，所述微处理器(611)通过所述通讯单元(612)与所述环境监测单元(63)连接，以采集所述环境监测单元(63)的环境监测数据，并根据环境监测数据生成驱动指令，所述微处理器(611)与电机控制及保护模块(4)相连接，用于将驱动指令发送至电机控制及保护模块(4)，并接收电机控制及保护模块(4)的运行数据，所述微处理器(611)分别与设备监测单元(62)和储能模块(5)相连接，以接收所述设备监测单元(62)和所述储能模块(5)的运行数据。

13.根据权利要求11所述的光伏灌溉装置，其特征在于：所述设备监测单元(62)包括阀门控制单元(621)、水管压力监测单元(622)、水管流量监测单元(623)和电参数监测单元(624)，所述阀门控制单元(621)、水管压力监测单元(622)、水管流量监测单元(623)和电参数监测单元(624)并联设置并与处理单元(61)的微处理器(611)相连接。

14.根据权利要求11所述的光伏灌溉装置，其特征在于：所述环境监测单元(63)包括环境监测终端(631)、土壤温度监测单元(632)、土壤湿度监测单元(633)和空气温湿度监测单元(634)，所述土壤温度监测单元(632)、土壤湿度监测单元(633)和空气温湿度监测单元(634)并联设置并与环境监测终端(631)的输入端相连接，所述环境监测终端(631)的输出端与处理单元(61)的通讯单元(612)远程通讯连接。

15.根据权利要求1所述的光伏灌溉装置，其特征在于：还包括客户终端(8)，所述客户终端(8)与监测控制模块(6)通讯连接。

说明书全文

光伏灌溉装置

技术领域

[0001] 本发明涉及农业灌溉领域，特别涉及一种光伏灌溉装置。

背景技术

[0002] 农业灌溉设施技术的进步，对于农业发展具有重大的意义，目前农业灌溉大都采用市电方式，对于偏远或无法提供市电地区，大都采用柴油发电机解决用电问题，对于农业灌溉方面，由于电网投资成本高，很多场合是无法提供市电，所以柴发供电一直是行业内的首选方案。

[0003] 随着能源的日渐短缺以及环境的日益恶化，国家大力支持绿色清洁能源的开发与利用，其中光伏发电技术是解决全球性能源和环境危机的有效途径之一，得到全球性的重视，随着光伏产业的大力发展，光伏发电的成本在不断下降，发电效率不断提高，人们开始把光伏技术应用于各生产领域，为生产提供绿色的电源。

[0004] 将光伏发电用于植物灌溉也有了很多的应用，在一定程度上解决了偏远地区等各用电困难场合的用电问题和发电导致排放污染问题，然而现有的光伏灌溉技术具有以下缺点：首先，用于发电的光伏组件占地较大，且在灌溉方面大多采用固定安装方式，使得投资成本高，且不方便于重复利用，不少厂家也有过制作移动式光伏灌溉的尝试，但要做成大型的一体化装置很困难，通常移动式的光伏容量不超过4.5千瓦；其次，光伏灌溉技术特点是基于分布式发电系统应用技术，根据植物特征和场地面积大小，估算植物用水量和用水时段，对于分布式发电项目基于安全考虑，规范的做法是由设计单位设计光伏发电项目，业主设备采购，施工单位按图进行施工，然后系统调试，最后交付使用，工程完成后，基本不会再有大的改动，这样工程投资大，而且不易改动，很不方便于重复利用，有闲置浪费的可能，在一般的种植业是很难推广；再次，现有的移动式光伏灌溉设施，没有考虑将集成储能、电机控制及电气保护、光伏最大功率跟踪控制、远程及就地监控等功能集成一体，作为一整套通过安全认证的产品，不但规模小，而且无法远程监控，由于灌溉是长期的工作，如果设备需要人员现场监控维护，那么设备很难体现其实用性。

[0005] 综上所述的种种原因，再加上光伏灌溉技术发展时间不长以及应用经验不足，导致了光伏灌溉技术还没有得到很大的提升，很多方面有待改进，移动式光伏灌溉设备不易全面推广。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种机动性好、集成化程度高、功能全面的光伏灌溉装置。

[0007] 为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

[0008] 一种光伏灌溉装置，包括箱体1，所述箱体1内设置有安装腔11且箱体1的一端设有开口，在安装腔11内设有光伏模块2、配电模块3、电机控制及保护模块4、储能模块5、监测控制模块6和灌溉模块7，所述光伏模块2与储能模块5相连接用于将光伏模块2产生的电能存储至所述储能模块5，所述电机控制及保护模块4的输入端分别与光伏模块2和储能模块5相连接，电机控制及保护模块4的输出端通过配电模块3与灌溉模块7相连接，所述监测控制模块6与电机控制及保护模块4和储能模块5相连接用于选择光伏模块2或储能模块5作为灌溉模块7的电源，并且监测控制模块6能够发送驱动指令至电机控制及保护模块4使电机控制及保护模块4驱动灌溉模块7动作。

[0009] 可选的，所述光伏模块2包括多个光伏组件21和光伏盖板23，所述多个光伏组件21设置在安装腔11的两侧或箱体1的开口处，所述光伏盖板23与箱体1的开口相配合并将安装腔11盖住，在光伏盖板23和每个光伏组件21上均安装有多个太阳能电池片24，多个太阳能电池片24平均分布并串联设置。

[0010] 可选的，多个光伏组件21平均分为两组，两组光伏组件21分别紧贴安装腔11两侧的内壁设置，所述配电模块3、电机控制及保护模块4、储能模块5、监测控制模块6和灌溉模块7设置在安装腔11的中部位于两组光伏组件21之间。

[0011] 可选的，多个光伏组件21层叠设置形成光伏组件串，所述光伏组件串设置在箱体1的开口处并位于配电模块3、电机控制及保护模块4、储能模块5、监测控制模块6和灌溉模块7的上方。

[0012] 可选的，使用时，多个光伏组件21位于箱体1的开口位置，每个光伏组件21向远离箱体的方向展开形成阶梯形光伏板结构，并且每个光伏组件21均由设置在光伏组件21四个顶角处的支架25支撑。

[0013] 可选的，所述光伏模块2还包括汇流箱22，多个光伏组件21并联设置，并联后的两端与汇流箱22的进线口相连接，所述汇流箱22的出线口与电机控制及保护模块4相连接。

[0014] 可选的，所述电机控制及保护模块4包括太阳能控制器、逆变器、总线通讯端口、外部监测装置和操作面板，所述逆变器的输入端与光伏模块2的输出端相连接，所述逆变器的输出端通过配电模块3与灌溉模块7相连接，所述太阳能控制器和总线通讯端口焊接在一块电路板上并电连接，所述总线通讯端口与监测控制模块6相连接，所述外部监测装置与太阳能控制器相连接。

[0015] 可选的，所述外部监测装置包括水井液位监测器41和/或水塔液位监测器42。

[0016] 可选的，所述配电模块3的输入端与电机控制及保护模块4的输出端相连接，配电模块3的输出端包括由一个双刀双掷开关控制的两路接线口，其中一路接线口与灌溉装置7的外部灌溉设备相连接，另一路接线口与灌溉装置7的内置灌溉设备相连接。

[0017] 可选的，所述储能模块5包括蓄电池装置和充放电装置，所述蓄电池装置与充放电装置相连接，所述充放电装置的输入端与光伏模块2相连接，充放电装置的输出端与电机控制及保护模块4和监测控制模块6相连接。

[0018] 可选的，所述的监测控制模块6包括处理单元61、设备监测单元62和环境监测单元63，所述处理单元6与电机控制及保护模块4相连接，所述设备监测单元62与处理单元61相连接，所述环境监测单元63与处理单元61通讯连接，处理单元61还与储能模块5相连接。

[0019] 可选的，所述处理单元61包括微处理器611和通讯单元612，所述微处理器611通过所述通讯单元612与所述环境监测单元63连接，以采集所述环境监测单元63的监测数据，并根据监测数据生成驱动指令，所述微处理器611与电机控制及保护模块4相连接，用于将驱动指令发送至电机控制及保护模块4，并接收电机控制及保护模块4的运行数据，所述微处理器611分别与设备监测单元62和储能模块5相连接，以接收所述设备监测单元62和所述储能模块5的运行数据。

[0020] 可选的，所述设备监测单元62包括阀门控制单元621、水管压力监测单元622、水管流量监测单元623和电参数监测单元624，所述阀门控制单元621、水管压力监测单元622、水管流量监测单元623和电参数监测单元624并联设置并与处理单元61的微处理器611相连接。

[0021] 可选的，所述环境监测单元63包括环境监测终端631、土壤温度监测单元632、土壤湿度监测单元633和空气温湿度监测单元634，所述土壤温度监测单元632、土壤湿度监测单元633和空气温湿度监测单元634并联设置并与环境监测终端631的输入端相连接，所述环境监测终端631的输出端与处理单元61的通讯单元612远程通讯连接。

[0022] 可选的，还包括客户终端8，所述客户终端8与监测控制模块6通讯连接。

[0023] 本发明的光伏灌溉装置采用箱体进行整体设计，利用箱体的整体性和可搬运性规避了现有技术中光伏电站占地较大且固定安装的缺点，提高了本发明的光伏灌溉装置的机动性，拓展了光伏灌溉装置的应用场合，既能符合运输要求，又能实现大功率的移动式光伏发电灌溉，同时，通过将配电模块、电机控制及保护模块、储能模块、监测控制模块和灌溉模块集成在箱体内，形成了一套完整的集成灌溉设备，实现了自动化的智能灌溉，具有良好的推广价值。

附图说明

[0024] 图1是本发明的功能结构方框图；

[0025] 图2是本发明的整体结构示意图；

[0026] 图3是本发明的光伏组件与箱体的装配结构示意图；

[0027] 图4是本发明的光伏组件展开时的结构示意图；

[0028] 图5是本发明的光伏组件展开后的结构示意图

[0029] 图6是本发明的光伏组件与箱体另一实施例的装配结构示意图；

[0030] 图7是本发明的电气系统的原理图；

[0031] 图8是本发明的工作过程的流程图。

[0032] 附图标记

[0033] 1-箱体，2-光伏模块，21-光伏组件，22-汇流箱，23-光伏盖板，24-太阳能电池片，25-支架，3-配电模块，4-电机控制及保护模块，41-水井液位监测器，42-水塔液位监测器，
5-储能模块，6-监测控制模块，61-处理单元，62-设备监测单元，63-环境监测单元，611-微处理器，612-通讯单元，621-阀门控制单元，622-水管压力监测单元，623-水管流量监测单元，624-电参数监测单元，631-环境监测终端，632-土壤温度监测单元，633-土壤湿度监测单元，634-空气温湿度监测单元，7-灌溉模块，8-终端模块，81-PC终端，82-手机终端，10-互联网，11-安装腔。

具体实施方式

[0034] 下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述。

[0035] 在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

[0036] 在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

[0037] 在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

[0038] 除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。

[0039] 如图1和2所示，本发明的光伏灌溉装置包括箱体1，所述箱体1内设置有安装腔11且箱体1的一端设有开口，在安装腔11内设有光伏模块2、配电模块3、电机控制及保护模块4、储能模块5、监测控制模块6和灌溉模块7，所述光伏模块2与储能模块5相连接用于将光伏模块2产生的电能存储至所述储能模块5，所述电机控制及保护模块4的输入端分别与光伏模块2和储能模块5相连接，电机控制及保护模块4的输出端通过配电模块3与灌溉模块7相连接，所述监测控制模块6与电机控制及保护模块4和储能模块5相连接用于选择光伏模块2或储能模块5作为灌溉模块7的电源，并且监测控制模块6能够发送驱动指令至电机控制及保护模块4使电机控制及保护模块4驱动灌溉模块7动作。

[0040] 工作时，所述监测控制模块6首先采集环境监测数据并判断是否需要进行灌溉操作，如果需要进行灌溉操作，则监测控制模块6会根据发电情况或电量情况选择的光伏模块2或储能模块5作为灌溉模块7的电源并发送驱动信号给电机控制及保护模块4，所述电机控制及保护模块4能够将光伏模块2或储能模块5发出的直流电转换为交流电并给灌溉模块7提供工作电源；如果不需要进行灌溉操作，所述储能模块5能够存储光伏模块2产生的电能并为电机控制及保护模块4和监测控制模块6提供工作电源，所述监测控制模块6还能够监控本光伏灌溉装置的各个组成模块。

[0041] 可选的，箱体1的内部规格可以是：12.032米×2.352米×2.385米(长×宽×高)，该规格是符合货运标准的40GP集装箱的内部规格，采用该规格的箱体1的伸展最大可达到170平方米，理论上可以安装25千瓦容量的光伏组件21，除了预装光伏组21，箱体1还有足够的空间安装其他相关设备，以实现智能灌溉的目的，同时，箱体1可以采用拖车拖运，也可以自行装配有车轮。

[0042] 本发明采用箱体1进行整体设计，利用箱体1的整体性和可搬运性规避了现有技术中光伏电站占地较大且固定安装的缺点，提高了本发明的光伏灌溉装置的机动性，拓展了光伏灌溉装置的应用场合，既能符合运输要求，又能实现大功率(15千瓦以上)的移动式光伏发电灌溉，同时，通过将光伏模块2、配电模块3、电机控制及保护模块4、储能模块5、监测控制模块6和灌溉模块7集成在箱体1内，形成了一套完整的集成灌溉设备，实现了自动化的智能灌溉，具有良好的推广价值。所述光伏模块2包括多个光伏组件21和光伏盖板23，所述多个光伏组件21设置在安装腔11的两侧或箱体1的开口处，所述光伏盖板23与箱体1的开口相配合并将安装腔11盖住，在光伏盖板23和每个光伏组件21上均安装有多个太阳能电池片24，多个太阳能电池片24平均分布并串联设置。

[0043] 可选的，在光伏盖板23和每个光伏组件21上安装有十八个太阳能电池片24，十八个太阳能电池片24以3×6的结构呈矩形分布。

[0044] 如图3所示，本发明的一个实施例，多个光伏组件21平均分为两组，两组光伏组件21分别紧贴安装腔11两侧的内壁设置，所述配电模块3、电机控制及保护模块4、储能模块5、监测控制模块6和灌溉模块7设置安装腔11的中部位于两组光伏组件21之间。

[0045] 可选的，包括六个光伏组件21，六个光伏组件21平均分为两组分别紧贴安装腔11两侧的内壁设置。

[0046] 如图4所示，本发明的另一个实施例，多个光伏组件21层叠设置形成光伏组件串，所述光伏组件串设置在箱体1的开口处并位于配电模块3、电机控制及保护模块4、储能模块5、监测控制模块6和灌溉模块7的上方。使用时，先将光伏组件串抬升到箱体1的开口位置，然后光伏组件串的每个光伏组件21向远离箱体的方向展开形成大面积的阶梯形光伏板结构，并且每个光伏组件21均由设置在光伏组件21四个顶角处的支架25支撑。

[0047] 可选的，光伏组件串由六个光伏组件21层叠设置形成。

[0048] 如图5和6所示，使用时，多个光伏组件21位于箱体1的开口位置，每个光伏组件21向远离箱体的方向展开形成阶梯形光伏板结构，并且每个光伏组件21均由设置在光伏组件21四个顶角处的支架25支撑。本发明通过采用两种收放方式，即两侧折叠摆放和顶部平放方式，将光伏模块2的多个光伏组件21设置在箱体1内并形成了伸展式结构的光伏电站。

[0049] 如图7所示，本发明的电气系统的一个实施例，所述光伏模块2还包括汇流箱22，多个光伏组件21并联设置，并联后的两端与汇流箱22的进线口相连接，所述汇流箱22的出线口与电机控制及保护模块4相连接。

[0050] 所述电机控制及保护模块4包括太阳能控制器、逆变器、总线通讯端口、外部监测装置和操作面板，所述逆变器的输入端与光伏模块2的输出端相连接用于将光伏模块2发出的直流电压转换为交流电压，所述逆变器的输出端通过配电模块3与灌溉模块7相连接用于给灌溉模块7提供交流电压，所述太阳能控制器和总线通讯端口焊接在一块电路板上并电连接，太阳能控制器能够根据日照的强度的变化实时地调节光伏模块2的工作状态，即当日照强度低至一定程度时(可通过微处理器611设定功率参数)，电机控制及保护模块4自动停止，当日照强度增强时，电机控制及保护模块4自动启动，该太阳能控制器符合频繁启停的使用场合并能够平滑启动，所述总线通讯端口与监测控制模块6相连接用于远端传输功率参数和报警信息，所述外部监测装置与太阳能控制器相连接使得电机控制及保护模块4具有外部报警连锁功能，外部监测装置包括设置在水源处的水井液位监测器41和/或水塔液位监测器42以适应不同工作环境的需要并监控水位和报警，太阳能控制器和外部监测装置使得本发明的电机控制及保护模块4具备电机保护功能，例如过载、过流保护、干抽、空载保护等，所述操作面板与太阳能控制器相连接使得用户能够在现场通过操作面板对功率参数进行调整，在不超过光伏模块2的额定功率的情况下，电机控制及保护模块4通过调整功率参数，可适应与不同功率的灌溉设备运行。

[0051] 可选的，所述太阳能控制器可以是MPPT控制器，所述的MPPT控制器全称为最大功率点跟踪控制器，MPPT控制器能够实时侦测光伏模块2的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使光伏模块2以最大功率输出对储能模块5充电，其应用于太阳能光伏系统中，协调光伏组件21、储能模块5、灌溉模块7的工作，是光伏系统的大脑，MPPT控制器会实时跟踪太阳能板中的最大的功率点，来发挥出太阳能板的最大功效。电压越高，通过最大功率跟踪，就可以输出更多的电量，从而提高充电效率。

[0052] 所述配电模块3的输入端与电机控制及保护模块4的输出端相连接，配电模块3的输出端包括由一个双刀双掷开关控制的两路接线口，其中一路接线口与外部灌溉设备相连接，另一路接线口与灌溉装置7的内置灌溉设备相连接。可选的，所述外部灌溉设备可以是工作现场的外置水泵，所述内置灌溉设备可以是设置在箱体1内的内置水泵。

[0053] 所述储能模块5包括蓄电池装置和充放电装置，所述蓄电池装置与充放电装置相连接，所述充放电装置的输入端与光伏模块2相连接用于获取电能并给蓄电池装置充电，充放电装置的输出端与电机控制及保护模块4相连接用于提供稳定的工作电源，储能模块5储能的容量根据现场需求确定，如果光伏模块2的电能不足，可以通过市电存储电能，继续用于灌溉作业。本发明的储能模块5具备充放电功能，可以保证负载用电持续性和电源稳定，并为所有控制单元设备和监测设备提供稳定工作电源，同时，储能模块5既能够将在灌溉工作中将多余的光伏电能存储进蓄电池装置，也能够在不进行灌溉工作时，在储能模块5有存储空间的条件下自动存储光伏电能，大大减少了本发明的光伏灌溉装置的所需的外部能耗。

[0054] 所述的监测控制模块6包括处理单元61、设备监测单元62和环境监测单元63，所述处理单元61与电机控制及保护模块4相连接用于判断是否需要进行灌溉操作，所述设备监测单元62与处理单元61相连接用于监测各类机电设备的工作状态并将设备监测设备发送至处理单元61，所述环境监测单元63与处理单元61相连接用于监测当前环境并将环境监测设备发送至处理单元61，处理单元61还与储能模块5相连接用于获取电能。

[0055] 具体的，所述处理单元61包括微处理器611和通讯单元612，所述微处理器611通过所述通讯单元612与所述环境监测单元63连接，以单片机为架构的微处理器611能够采集所述环境监测单元63的环境监测数据，然后将环境监测数据进行模数转换并根据环境监测数据计算和判断是否需要进行灌溉，若需要进行灌溉则生成驱动指令并输出环境监测数据，所述微处理器611与电机控制及保护模块4相连接，用于将驱动指令发送至电机控制及保护模块4，并接收电机控制及保护模块4的运行数据，所述微处理器611分别与设备监测单元62和储能模块5相连接，以接收所述设备监测单元62和所述储能模块5的运行数据。可选的，微处理器611可以是以下单片机中的任一种：MCS-51系列单片机、61单片机、AVR单片机、MSP-430超低功率单片机、PIC单片机。

[0056] 所述设备监测单元62包括阀门控制单元621、水管压力监测单元622、水管流量监测单元623和电参数监测单元624，所述阀门控制单元621、水管压力监测单元622、水管流量监测单元623和电参数监测单元624并联设置并与微处理器611相连接，微处理器611通过设备监测单元62能够对液位、流量、压力、电压、电流、各路水管的阀门开关状态以及电机控制及保护模块4的逆变器的运行状态等各电气仪表设备数据进行采集，并能够控制阀门、水泵等各电气仪表设备的运行，根据用户提供的功率参数进行当日的用水量的分析计算，控制每天的供水量。可选的，阀门控制单元621可以是BFC型智能电动阀门控制器，水管压力监测单元622可以是MIK-P300型压力变送器，水管流量监测单元623可以是FL-500系列变截面流量计。

[0057] 所述环境监测单元63包括用于收发环境监测数据的环境监测终端631、土壤温度监测单元632、土壤湿度监测单元633和空气温湿度监测单元634，所述土壤温度监测单元632、土壤湿度监测单元633和空气温湿度监测单元634并联设置并与环境监测终端631的输入端相连接，所述环境监测终端631的输出端与通讯单元612远程通讯连接，环境监测终端
631通过各个监测单元采集到大量的环境参数，然后将模拟信号的环境参数转换为数字信号的环境监测数据，然后将环境监测数据上传至处理单元61的微处理器611，从而减小了处理单元61的数据采集负担。本发明的环境监测单元63能够监测出当前的环境中土壤或空气的温度和湿度数据并将该环境监测数据传送至微处理器611，微处理器611判断是否需要灌溉并输出指令给电机控制及保护模块4。可选的，土壤温度监测单元632可以是HA2002型土壤温度传感器，土壤湿度监测单元633可以是ZH8941型土壤湿度计，空气温湿度监测单元
634可以是RH11A型温湿度两线制传感器。

[0058] 如图1和7所示，本发明的光伏灌溉装置还包括客户终端8，所述客户终端8与监测控制模块6通讯连接用于将工作现场的监测数据远程传输给用户。具体的，在监测控制模块6的通讯单元612上设有信号发射器，所述信号发射器通过4G无线传输或GPRS无线传输将监测数据上传至互联网10，所述互联网10再将监测数据传送到客户终端8的PC终端81或手机终端82，实现了可以无人值守的智能灌溉。

[0059] 在本发明的一个具体实施例中，如图8所示，提供了一种本发明的光伏灌溉装置的工作流程，所述工作流程包括步骤101至步骤120：

[0060] 步骤101判断光伏灌溉装置是否正常工作且无液位报警等故障，若光伏灌溉装置出现故障或有液位报警则待故障或报警解决后重新进行步骤101，若光伏灌溉装置正常工作且无液位报警则进行步骤102；

[0061] 步骤102判断监测控制模块6是否启动，若监测控制模块6未启动则等待监测控制模块6启动后重新进行步骤102，若监测控制模块6正常启动则进行步骤103；

[0062] 步骤103确定可用的水泵，即选择灌溉模块7的内置水泵和/或外置水泵；

[0063] 步骤104判断监测控制模块6是否进行自动灌溉，若否则进行步骤105，若是则进行步骤110；

[0064] 步骤105进入手动控制模式；

[0065] 步骤106选择储能灌溉；

[0066] 步骤107选择太阳能灌溉；

[0067] 步骤108打开水泵的阀门使水泵能够抽水；

[0068] 步骤109手动运行电机控制及保护模块4，电机控制及保护模块4能够将光伏模块2发出的直流电转换为交流电，驱动水泵电机，并根据日照强度的变化湿湿的调节水泵的输出频率；

[0069] 步骤110环境监测单元63分析用水量，判断是否需要进行灌溉，若是则进行步骤111，若否则进行步骤119；

[0070] 步骤111判断光伏模块2是否发电，若是则同时进行步骤112和步骤113，若否则进行步骤115；

[0071] 步骤112电机控制及保护模块4自动运行，电机控制及保护模块4能够将光伏模块2发出的直流电转换为交流电，驱动水泵电机，并根据日照强度的变化湿湿的调节水泵的输出频率；

[0072] 步骤113打开水泵阀门使水泵能够抽水；

[0073] 步骤114光伏发电灌溉；

[0074] 步骤115储能模块5放电；

[0075] 步骤116电机控制及保护模块4自动运行，电机控制及保护模块4能够将光伏模块2发出的直流电转换为交流电，驱动水泵电机，并根据日照强度的变化湿湿的调节水泵的输出频率；

[0076] 步骤117打开水泵阀门使水泵能够抽水；

[0077] 步骤118储能放电灌溉；

[0078] 步骤119判断储能模块5是否为满电，若是则返回步骤110再次判断是否需要进行灌溉，若否则进行步骤120；

[0079] 步骤120光伏模块2对储能模块5充电。

[0080] 本发明的光伏灌溉装置具有以下技术优势：应用大功率的光伏组件21，光伏组件21收起时呈一体式箱式车载结构，便于移动到工作目的地；本发明通过光伏充电方式储电，也可以市电充电方式储电，然后移动到工作地；本发明集成水泵和管线设备，只要工作地有水源和即可投入持续工作；本发明能应用于各种场合，可以不使用集成的水泵设备，通过切换操作，搭配现场的各类水泵和管网，实现持续供电工作；本发明是一整套通过安全认证的产品，用户只需要在对外接口进行操作，即可应用于光伏灌溉工作；本发明移动灵活而且耐用，一套设备即可实现比传统更大面积的灌溉工作，具有极大的推广价值。此外，本发明实现了一种移动式灌溉的光伏灌溉装置，具有集成度高，实现一站式服务，能够无线远程通讯，实现无人值守的智能化特点。

[0081] 上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下做出各种变化。

标题	发布/更新时间	阅读量
灌溉设备-专利编号CN108031401A	2020-05-11	50
水肥灌溉系统-专利编号CN107896935A	2020-05-12	845
灌溉施肥系统-专利编号CN105210534B	2020-05-13	239
灌溉管路联接件-专利编号CN101230944A	2020-05-12	332
灌溉控制系统-专利编号CN1723765A	2020-05-13	815
灌溉施肥系统-专利编号CN105210534A	2020-05-13	46
灌溉喷洒器-专利编号CN105265280B	2020-05-11	726
灌溉系统及方法-专利编号CN108207266A	2020-05-12	73
灌溉组件及灌溉设备-专利编号CN106258836A	2020-05-11	960
灌溉喷洒器-专利编号CN105265280A	2020-05-11	1024

光伏灌溉装置

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