一种小型麦冬太阳能灌溉系统设计

1 系统方案

小型麦冬太阳能灌溉系统包括水源系统、电源系统、加压系统、控制系统、管路系统和灌水系统等。其组成框图如图1所示。

图1 小型麦冬太阳能灌溉系统组成框图

当光照满足系统运行条件时，可编程控制器输出起动指令至太阳能灌溉专用控制器，从而实现太阳能灌溉专用潜水泵的起动，将水通过管路输送到喷头对麦冬进行灌溉。水源来自于自来水管网，当玻璃钢水箱内水满时，浮球阀将进水口关闭，停止进水。

2 系统设计

2.1 电源系统设计

电源系统主要包括太阳电池组件/方阵、单立柱支架和户外不锈钢防雷汇流箱等。

1）太阳电池组件/方阵将太阳能转换为电能，为系统提供动力。本系统采用DC27 V/180 W单晶硅太阳能组件；两块串联为1组，共4组并联，共8块。

2）单立柱支架主要用于支撑、固定太阳电池组件。本系统共两个单立柱支架，每个支架上支撑4 块太阳能电池组件。

3）户外不锈钢防雷汇流箱将4 路电源汇流至控制系统，为控制系统提供电源。户外不锈钢防雷汇流箱采用304不锈钢制作，户外安装，满足防雨、防潮要求。

2.2 控制系统设计

控制系统主要包括1#、2#太阳能灌溉专用控制器、可编程控制器和触摸屏（带远程功能）等。

1）1#、2#太阳能灌溉专用控制器分别对1#、2#太阳能灌溉专用潜水泵进行起、停控制。本系统控制器输入电压为DC40～60 V，输出电压为DC48 V。

2）可编程控制器用于接收手动指令输入，根据控制逻辑起停太阳能灌溉专用潜水泵。本系统可编程控制器规格型号为FGRB-C8X6R，工作电源为DC24 V。

3）触摸屏（带远程功能）用于显示水泵运行状态、实现远程通讯等。本系统触摸屏规格型号为SK-070MG（带远程功能），工作电源为DC24 V。

2.3 加压系统设计

加压系统主要包括1#、2#太阳能灌溉专用潜水泵，分别用于将玻璃钢水箱内的水加压输送至 喷头。本系统专用潜水泵流量为2 m3/h，扬程为30 m，功率为600 W，工作电源为DC48 V，共两台，安装于玻璃钢水箱内。

2.4 水源系统设计

水源系统主要包括玻璃钢水箱、浮球阀等。

1）玻璃钢水箱主要用于收集、储存自来水管网的水，材质为不锈钢，其尺寸为3.0 m×2.0 m×1.8 m，安装方式为半地上式安装，其上端设置有1个进水孔、两个出水孔、1个电缆出线孔。

2）浮球阀主要用于当水箱内水满时，停止进水。

2.5 管路系统设计

管路系统主要包括输水管及附件，用于将水输送至喷头。为减少水力损失，本系统采用管道水力损失较小的PE管。管径为φ32，共两根主管路。分别沿两个麦冬灌溉片区边缘布置，地埋安装。

2.6 灌水系统设计

灌水系统主要包括喷头等灌水器，用于将加压水均匀喷洒到灌溉片区麦冬表面，对麦冬进行灌溉，满足麦冬不同生长时期的用水需求，促进麦冬产量和品质的提升。喷头流量为0.8 m3/h，喷射半径为8～10 m。每个麦冬灌溉片区安装两只喷头，共4只。

3 结论

本文设计的小型麦冬太阳能灌溉系统，巧妙结合了便利的自来水供水管网设施和条件，通过合理设计水源收集玻璃钢装置和浮球阀，利用当地太阳能光照资源，有效解决了麦冬灌溉用水的问题，可为小面积灌溉麦冬提供技术方案参考和借鉴。

[1]阮红丽，周小波，李光辉，等太阳能节水灌溉实验平台设计[J].现代农业科技，2015，(1):180～181.

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