鄭宇 蔣輝霞 李光輝 劉麗 吳瑕玉

四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院，四川成都

1 系統(tǒng)方案

小型麥冬太陽能灌溉系統(tǒng)包括水源系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、管路系統(tǒng)和灌水系統(tǒng)等。其組成框圖如圖1所示。

圖1 小型麥冬太陽能灌溉系統(tǒng)組成框圖

當(dāng)光照滿足系統(tǒng)運(yùn)行條件時(shí)，可編程控制器輸出起動(dòng)指令至太陽能灌溉專用控制器，從而實(shí)現(xiàn)太陽能灌溉專用潛水泵的起動(dòng)，將水通過管路輸送到噴頭對(duì)麥冬進(jìn)行灌溉。水源來自于自來水管網(wǎng)，當(dāng)玻璃鋼水箱內(nèi)水滿時(shí)，浮球閥將進(jìn)水口關(guān)閉，停止進(jìn)水。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電源系統(tǒng)主要包括太陽電池組件/方陣、單立柱支架和戶外不銹鋼防雷匯流箱等。

1）太陽電池組件/方陣將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，為系統(tǒng)提供動(dòng)力。本系統(tǒng)采用DC27 V/180 W單晶硅太陽能組件；兩塊串聯(lián)為1組，共4組并聯(lián)，共8塊。

2）單立柱支架主要用于支撐、固定太陽電池組件。本系統(tǒng)共兩個(gè)單立柱支架，每個(gè)支架上支撐4 塊太陽能電池組件。

3）戶外不銹鋼防雷匯流箱將4 路電源匯流至控制系統(tǒng)，為控制系統(tǒng)提供電源。戶外不銹鋼防雷匯流箱采用304不銹鋼制作，戶外安裝，滿足防雨、防潮要求。

2.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)主要包括1#、2#太陽能灌溉專用控制器、可編程控制器和觸摸屏（帶遠(yuǎn)程功能）等。

1）1#、2#太陽能灌溉專用控制器分別對(duì)1#、2#太陽能灌溉專用潛水泵進(jìn)行起、?？刂?。本系統(tǒng)控制器輸入電壓為DC40～60 V，輸出電壓為DC48 V。

2）可編程控制器用于接收手動(dòng)指令輸入，根據(jù)控制邏輯起停太陽能灌溉專用潛水泵。本系統(tǒng)可編程控制器規(guī)格型號(hào)為FGRB-C8X6R，工作電源為DC24 V。

3）觸摸屏（帶遠(yuǎn)程功能）用于顯示水泵運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊等。本系統(tǒng)觸摸屏規(guī)格型號(hào)為SK-070MG（帶遠(yuǎn)程功能），工作電源為DC24 V。

2.3 加壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

加壓系統(tǒng)主要包括1#、2#太陽能灌溉專用潛水泵，分別用于將玻璃鋼水箱內(nèi)的水加壓輸送至 噴頭。本系統(tǒng)專用潛水泵流量為2 m3/h，揚(yáng)程為30 m，功率為600 W，工作電源為DC48 V，共兩臺(tái)，安裝于玻璃鋼水箱內(nèi)。

2.4 水源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

水源系統(tǒng)主要包括玻璃鋼水箱、浮球閥等。

1）玻璃鋼水箱主要用于收集、儲(chǔ)存自來水管網(wǎng)的水，材質(zhì)為不銹鋼，其尺寸為3.0 m×2.0 m×1.8 m，安裝方式為半地上式安裝，其上端設(shè)置有1個(gè)進(jìn)水孔、兩個(gè)出水孔、1個(gè)電纜出線孔。

2）浮球閥主要用于當(dāng)水箱內(nèi)水滿時(shí)，停止進(jìn)水。

2.5 管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)

管路系統(tǒng)主要包括輸水管及附件，用于將水輸送至噴頭。為減少水力損失，本系統(tǒng)采用管道水力損失較小的PE管。管徑為φ32，共兩根主管路。分別沿兩個(gè)麥冬灌溉片區(qū)邊緣布置，地埋安裝。

2.6 灌水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

灌水系統(tǒng)主要包括噴頭等灌水器，用于將加壓水均勻噴灑到灌溉片區(qū)麥冬表面，對(duì)麥冬進(jìn)行灌溉，滿足麥冬不同生長時(shí)期的用水需求，促進(jìn)麥冬產(chǎn)量和品質(zhì)的提升。噴頭流量為0.8 m3/h，噴射半徑為8～10 m。每個(gè)麥冬灌溉片區(qū)安裝兩只噴頭，共4只。

3 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的小型麥冬太陽能灌溉系統(tǒng)，巧妙結(jié)合了便利的自來水供水管網(wǎng)設(shè)施和條件，通過合理設(shè)計(jì)水源收集玻璃鋼裝置和浮球閥，利用當(dāng)?shù)靥柲芄庹召Y源，有效解決了麥冬灌溉用水的問題，可為小面積灌溉麥冬提供技術(shù)方案參考和借鑒。