太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)

太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第1頁。類型：課程設(shè)計太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第1頁。名稱：太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵詞：太陽能、滴灌、離網(wǎng)、遠程控制

太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第2頁。引言太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第2頁。1.1能源與環(huán)境問題中國的經(jīng)濟社會要想取得進一步的發(fā)展，特別是提出建成小康社會這一目標以后，未來十年是關(guān)鍵的十年，是繼往開來的十年，要想取得這一戰(zhàn)役的全面勝利，能源的支撐和保障是必不可少的，但是能源的發(fā)展必然會增加環(huán)境惡化的風險，因此既滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，又要注重對環(huán)境的保護程度，就是全面協(xié)調(diào)經(jīng)濟與環(huán)境的關(guān)系，我們將面臨著四大挑戰(zhàn)：

（1）能源的過度消耗。關(guān)于到2020年全面建成小康社會的要求，是對GDP、CPI等指標的全面評價，主要目標一是人均國內(nèi)生產(chǎn)總值超過3000美元，這是建成全面小康社會的根本標志；二是城鎮(zhèn)居民人均可支配收入1.8萬元；三是農(nóng)村居民家庭人均純收入8000元；四是恩格爾系數(shù)低于40%；五是城鎮(zhèn)人均住房建筑面積30平方米；六是城鎮(zhèn)化率達到50%；七是居民家庭計算機普及率20%；八是大學入學率20%；九是每千人醫(yī)生數(shù)2.8人；十是城鎮(zhèn)居民最低生活保障率95%以上。而能源的利用效率將是保證這一目標實現(xiàn)的主要方面，因為能源的利用效率越高我國在資金利用率就越高，國家就能用更少的錢辦更多的事，同時對生態(tài)文明建設(shè)也有著相當大的幫助，能源的耗費越少對環(huán)境的危害程度就越小。

（2）環(huán)境容量嚴重短缺。隨著能源消費總量的持續(xù)增長，二氧化硫和氮氧化物的產(chǎn)生量也將持續(xù)增加，但整個大氣總的容量是有限的，過多的廢氣排入大氣中將會造成非常嚴重的后果。中國環(huán)境科學研究院的研究表明，在全國能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城市布局、氣象條件等沒有發(fā)生重大變化以及不考慮新疆和西藏地區(qū)的前提條件下，全國SO2排放量控制在1200萬噸左右的情況下，全國大部分城市的SO2濃度才可以達到國家二級標準。中國環(huán)境科學研究院的《酸雨控制國家方案》研究表明，為了滿足硫沉降臨界負荷的要求，中國二氧化硫年排放總量水平應(yīng)最終控制在1620萬噸左右，但是相關(guān)部門根據(jù)過去幾十年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)推測到2020年，各方面將會嚴重超標，二氧化硫?qū)_到2789噸。

（3）高標準的環(huán)境要求致使能源依賴性企業(yè)無法發(fā)展，甚至生存不下去，這在一方面也會減緩我國經(jīng)濟社會的發(fā)展程度，因此在一些企業(yè)要調(diào)整發(fā)展格局，根據(jù)自身企業(yè)的優(yōu)勢來改善發(fā)展環(huán)境，嚴格控制污染物的排放總量，提高排放標準，不達到國家相關(guān)要求的廢水廢氣不得排入到自然環(huán)境中去，加強這一方面的投資。就依電力行業(yè)，特別是火電企業(yè)的脫硫進程來說，要制定嚴格的要求和方案來確保電廠排放的廢氣一定要經(jīng)過脫硫程序。目前火電廠減排二氧化硫的主要途徑有：煤炭洗選、潔凈煤燃燒技術(shù)、燃用低硫煤和煙氣脫硫。建議以排污收費制度和排污交易為基本政策組合方向，資金扶持為輔助手段，折價標準是對排污收費制度的補充或完善。

太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第3頁。1.2光伏發(fā)電簡介太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第3頁。光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。主要由太陽電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，主要部件由電子元器件構(gòu)成。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。1.2.1光伏發(fā)電類型（1）獨立光伏發(fā)電獨立光伏發(fā)電也叫離網(wǎng)光伏發(fā)電。主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負載供電，還需要配置交流逆變器。獨立光伏電站包括邊遠地區(qū)的村莊供電系統(tǒng)，太陽能戶用電源系統(tǒng)，通信信號電源、陰極保護、太陽能路燈等各種帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。（2）并網(wǎng)光伏發(fā)電并網(wǎng)光伏發(fā)電就是太陽能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接入公共電網(wǎng)。帶有蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有可調(diào)度性，可以根據(jù)需要并入或退出電網(wǎng)，還具有備用電源的功能，當電網(wǎng)因故停電時可緊急供電。帶有蓄電池的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)常常安裝在居民建筑；不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)不具備可調(diào)度性和備用電源的功能，一般安裝在較大型的系統(tǒng)上。并網(wǎng)光伏發(fā)電有集中式大型并網(wǎng)光伏電站一般都是國家級電站，主要特點是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。但這種電站投資大、建設(shè)周期長、占地面積大，還沒有太大發(fā)展。而分散式小型并網(wǎng)光伏，特別是光伏建筑一體化光伏發(fā)電，由于投資小、建設(shè)快、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點，是并網(wǎng)光伏發(fā)電的主流。分布式光伏發(fā)電分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，又稱分散式發(fā)電或分布式供能，是指在用戶現(xiàn)場或靠近用電現(xiàn)場配置較小的光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，以滿足特定用戶的需求，支持現(xiàn)存配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行，或者同時滿足這兩個方面的要求。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本設(shè)備包括光伏電池組件、光伏方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、交流配電柜等設(shè)備，另外還有供電系統(tǒng)監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測裝置。其運行模式是在有太陽輻射的條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池組件陣列將太陽能轉(zhuǎn)換輸出的電能，經(jīng)過直流匯流箱集中送入直流配電柜，由并網(wǎng)逆變器逆變成交流電供給建筑自身負載，多余或不足的電力通過聯(lián)接電網(wǎng)來調(diào)節(jié)。太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第4頁。1.2.2光伏發(fā)電的主要應(yīng)用領(lǐng)域太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第4頁。一、用戶太陽能電源：（1）小型電源10-100W不等，用于邊遠無電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機等；（2）3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；（3）光伏水泵：解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌溉。二、交通領(lǐng)域如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。三、通訊/通信領(lǐng)域：太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng)；農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機、士兵GPS供電等。四、石油、海洋、氣象領(lǐng)域：石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺生活及應(yīng)急電源、海洋檢測設(shè)備、氣象/水文觀測設(shè)備等。五、家庭燈具電源：如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。六、光伏電站：10KW-50MW獨立光伏電站、風光（柴）互補電站、各種大型停車廠充電站等。七、太陽能建筑將太陽能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合，使得未來的大型建筑實現(xiàn)電力自給，是未來一大發(fā)展方向。八、其他領(lǐng)域包括：（1）與汽車配套：太陽能汽車/電動車、電池充電設(shè)備、汽車空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等；（2）太陽能制氫加燃料電池的再生發(fā)電系統(tǒng)；（3）海水淡化設(shè)備供電；（4）衛(wèi)星、航天器、空間太陽能電站等。1.2.3太陽能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)自世紀年代以來持續(xù)高速發(fā)展，每年以30%～40%的速度遞增。光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用在當今世界，特別是在非洲、南美、澳洲及亞洲等各國，普遍受到重視。盡管利用太陽能光伏發(fā)電具有許多優(yōu)點，但是其發(fā)電的價格比常規(guī)電力價格高出許多，在電力市場上無法與常規(guī)能源進行競爭。20世紀90年代以前，太陽能光伏發(fā)電主要應(yīng)用在邊遠的農(nóng)村無電地區(qū)以及遠距離通訊、光伏水泵等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。為了鼓勵太陽能的開發(fā)和利用，各國政府分別積極制定各種優(yōu)惠政策來推動太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展。其中，以美日德等西方發(fā)達國家為主。我國的光伏電池技術(shù)是從20世紀60年代時發(fā)展空間用太陽能電池開始起步的，地面用太陽能電池的生產(chǎn)是從70年代初期開始，主要的低成本技術(shù)及生產(chǎn)能力則是在80年代中期建立起來的，90年代以來是我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的時期光伏組件生產(chǎn)能力逐年增強成本不斷降低市場不斷擴大裝機容量逐年增加，2006年累計裝機容量達35MW約占世界份額的3%。目前我國的太陽能產(chǎn)業(yè)規(guī)模已位居世界第一是全球重要的太陽能光伏電池生產(chǎn)國。太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第5頁。太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第5頁。1.3滴灌系統(tǒng)1.3.1滴灌系統(tǒng)簡介滴灌是利用塑料管道將水通過直徑約10mm毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進行局部灌溉。它是目前干旱缺水地區(qū)最有效的一種節(jié)水灌溉方式，水的利用率可達95%。滴灌較噴灌具有更高的節(jié)水增產(chǎn)效果，同時可以結(jié)合施肥，提高肥效一倍以上?？蛇m用于果樹、蔬菜、經(jīng)濟作物以及溫室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之處是滴頭易結(jié)垢和堵塞，因此應(yīng)對水源進行嚴格的過濾處理。1.3.2滴灌的類型一、根據(jù)不同的作物和種植類型，滴灌系統(tǒng)可分為固定式和半固定式兩類。（1）固定式滴灌系統(tǒng)是指全部管網(wǎng)安裝好后不再移動，適用于果樹、葡萄、瓜果、蔬菜等作物。（2）半固定式滴灌系統(tǒng)干、支管道為固定的，只有田間的毛管是移動的，一條毛管可控制數(shù)行作物，灌水時，灌完一行后再移至另一行進行灌溉，依次移動可灌數(shù)行；這樣可提高毛管的利用率，降低設(shè)備投資，這種類型滴灌系統(tǒng)適用于寬行蔬菜與瓜果等作物。二、根據(jù)滴灌工程中毛管在田間的布置方式、移動與否以及進行灌水的方式不同，可以將滴灌系統(tǒng)分成以下三類：（1）地面固定式毛管布置在地面，在灌水期間毛管和灌水器不移動的系統(tǒng)稱為地面固定式系統(tǒng)，現(xiàn)在絕大多數(shù)采用這類系統(tǒng)。應(yīng)用在果園、溫室、大棚和少數(shù)大田作物的灌溉中，灌水器包括各種滴頭和滴灌管、帶。這種系統(tǒng)的優(yōu)點是安裝、維護方便，也便于檢查土壤濕潤和測量滴頭流量變化的情況；缺點是毛管和灌水器易于損壞和老化，對田間耕作也有影響。（2）地下固定式將毛管和灌水器（主要是滴頭）全部埋入地下的系統(tǒng)稱為地下固定式系統(tǒng)，這是在近年來滴灌技術(shù)的不斷改進和提高，灌水器堵塞減少后才出現(xiàn)的，但應(yīng)用面積不多。與地面固定式系統(tǒng)相比，它的優(yōu)點是免除了毛管在作物種植和收獲前后安裝和拆卸的工作，不影響田間耕作，延長了設(shè)備的使用壽命；缺點是不能檢查土壤濕潤和測量滴頭流量變化的情況，發(fā)生問題維修也很困難。（3）移動式在灌水期間，毛管和灌水器在灌溉完成后由一個位置移向另一個位置進行灌溉的系統(tǒng)稱為移動式滴灌系統(tǒng)，此種系統(tǒng)應(yīng)用也較少。與固定式系統(tǒng)相比，它提高了設(shè)備和利用率，降低了投資成本，常用于大田作物和灌溉次數(shù)較少的作物，但操作管理比較麻煩，管理運太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第6頁。行費用較高，適合于干旱缺水、經(jīng)濟條件較差的地區(qū)使用。太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第6頁。三、根據(jù)控制系統(tǒng)運行的方式不同，可分為手動控制、半自動控制和全自動控制三類：（1）手動控制系統(tǒng)的所有操作均由人工完成，如水泵、閥門的開啟、關(guān)閉，灌溉時間的長短，何時灌溉等等。這類系統(tǒng)的優(yōu)點是成本較低，控制部分技術(shù)含量不高，便于使用和維護，很適合在我國廣大農(nóng)村推廣。不足之處是使用的方便性較差，不適宜控制大面積的灌溉。（2）全自動控制系統(tǒng)不需要人直接參與，通過預(yù)先編制好的控制程序和根據(jù)反映作物需水的某些參數(shù)可以長時間地自動啟閉水泵和自動按一定的輪灌順序進行灌溉。人的作用只是調(diào)整控制程序和檢修控制設(shè)備。這種系統(tǒng)中，除灌水器、管道、管件及水泵、電機外，還包括中央控制器、自動閥、傳感器（土壤水分傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、水位傳感器和雨量傳感器等）及電線等。（3）半自動控制系統(tǒng)中在灌溉區(qū)域沒有安裝傳感器，灌水時間、灌水量和灌溉周期等均是根據(jù)預(yù)先編制的程序，而不是根據(jù)作物和土壤水分及氣象資料的反饋信息來控制的。這類系統(tǒng)的自動化程度不等，有的一部分實行自動控制，有的是幾部分進行自動控制。1.3.3滴灌系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀滴灌系統(tǒng)主要由首部樞紐、管路和滴頭三部分組成：首部樞紐：包括水泵(及動力機)、施肥罐、過濾器、控制與測量儀表等。其作用是抽水、施肥、過濾，以一定的壓力將一定數(shù)量的水送入干管。管路：包括干管、支管、毛管以及必要的調(diào)節(jié)設(shè)備(如壓力表、閘閥、流量調(diào)節(jié)器等)。其作用是將加壓水均勻地輸送到滴頭。滴頭：其作用是使水流經(jīng)過微小的孔道，形成能量損失，減小其壓力，使它以點滴的方式滴入土壤中。滴頭通常放在土壤表面，亦可以淺埋保護。系統(tǒng)特點省水省工，增產(chǎn)增收。因為灌溉時，水不在空中運動，不打濕葉面，也沒有有效濕潤面積以外的土壤表面蒸發(fā)，故直接損耗于蒸發(fā)的水量最少；容易控制水量，不致產(chǎn)生地面徑流和土壤深層滲漏。故可以比噴灌節(jié)省水35—75%。對水源少和缺水的山區(qū)實現(xiàn)水利化開辟了新途徑。由于株間未供應(yīng)充足的水分，雜草不易生長，因而作物與雜草爭奪養(yǎng)分的干擾大為減輕，減少了除草用工。由于作物根區(qū)能夠保持著最佳供水狀態(tài)和供肥狀態(tài)，故能增產(chǎn)。但是，易引起堵塞。灌水器的堵塞是當前滴灌應(yīng)用中最主要的問題，嚴重時會使整個系統(tǒng)無法正常工作，甚至報廢。引起堵塞的原因可以是物理因素、生物因素或化學因素。如水中的泥沙、有機物質(zhì)或是微生物以及化學沉凝物等。因此，滴灌時水質(zhì)要求較嚴，一般均應(yīng)經(jīng)過過濾，必要時還需經(jīng)過沉淀和化學處理?？赡芤瘥}分積累。當在含鹽量高的土壤上進行滴灌或是利用咸水滴灌時，鹽分會積累在太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第7頁。濕潤區(qū)的邊緣，若遇到小雨，這些鹽分可能會被沖到作物根區(qū)而引起鹽害，這時應(yīng)繼續(xù)進行滴灌。在沒有充分沖洗條件下的地方或是秋季無充足降雨的地方，則不要在高含鹽量的土壤上進行滴灌或利用咸水滴灌?？赡芟拗聘档陌l(fā)展。由于滴灌只濕潤部分土壤，加之作物的根系有向水性，這樣就會引起作物根系集中向濕潤區(qū)生長。另外，在沒有灌溉就沒有農(nóng)業(yè)的地區(qū)，如我國西北干旱地區(qū)，應(yīng)用滴灌時，應(yīng)正確地布置灌水器。太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第7頁。1.4論文選題意義21世紀的競爭是國與國之間的科技的競爭，利用本國所掌握的科技提高本國的生產(chǎn)效率，節(jié)省能源的消耗是整個競爭的關(guān)鍵。然而任何科學技術(shù)的研究和探索，必須和這項技術(shù)的應(yīng)用相結(jié)合，否則技術(shù)的的研發(fā)就顯得有點雞肋。而太陽能光伏技術(shù)的應(yīng)用就是面臨著這一個尷尬的境地，人們只知道太陽能熱水器，說到太陽能光伏發(fā)電就知之甚少。總所周知太陽能是一種可再生的清潔能源，但是要將太陽能轉(zhuǎn)化為電能就需要借助太陽能電池片，而現(xiàn)在使用最多的就是太陽能光伏電池片。太陽能電池是利用光電轉(zhuǎn)換原理使太陽的輻射光通過半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿钠骷?這種光電轉(zhuǎn)換過程通常叫做“光生伏打效應(yīng)”，太陽能電池又稱為“光伏電池”。當太陽光照射到由P、N型兩種不同導(dǎo)電類型的同質(zhì)半導(dǎo)體材料構(gòu)成的P-N結(jié)上時，在一定條件下，太陽能輻射被半導(dǎo)體材料吸收，形成內(nèi)建靜電場。如果從內(nèi)建靜電場的兩側(cè)引出電極并接上適當負載，就會形成電流，這就是太陽能電池的基本原理。太陽能光伏發(fā)電利用太陽光直接將其轉(zhuǎn)化為電能，利用太陽能充當供電模塊可以解決很多非離網(wǎng)設(shè)備的供電問題。這次設(shè)計結(jié)合的滴管系統(tǒng)，就很有可能利用在鄉(xiāng)間地頭，這些電網(wǎng)可能不能覆蓋的地方。如果為了給滴管系統(tǒng)提供電源就另拉一條電線，顯然成本過高。然而利用太陽能光伏電池供能就可以很好的解決這一問題。整個滴管系統(tǒng)的能耗非常低,只需要了一個小面積的太陽呢電池片就可以解決供能問題。滴管系統(tǒng)是一種比較先進的植物灌溉系統(tǒng)，通過埋在土壤里傳感器探知植物土壤的肥度、濕度、溫度等數(shù)據(jù)，通過放置在空氣中的傳感器探知空氣的溫度和濕度。結(jié)合以上數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)的控制器來決定，當時滴灌系統(tǒng)對于植物的供水量和供肥量。?1.5本論文的主要工作太陽能作為一種綠色、可再生能源，越來越廣泛地受到各國政府的關(guān)注，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)也逐漸成為熱點研究問題。滴灌系統(tǒng)涉及道每一個農(nóng)民關(guān)心的作物產(chǎn)量問題也依舊值得關(guān)心，所以本課題研究如下：（1）課題研究背景、光伏發(fā)電簡介、滴灌系統(tǒng)介紹、系統(tǒng)意義及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀；（2）光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分類及原理；（3）設(shè)備選型設(shè)計（光伏組件、匯流箱、控制器、逆變器、配電柜等）、滴灌系統(tǒng)太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第8頁。的選型設(shè)計（滴灌頭、水管、電磁閥、水龍頭等）；太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第8頁。（4）智能控制模塊的結(jié)合

太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第9頁。第二章太陽能智能滴灌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第9頁。2.1滴灌模塊滴灌是按照作物需水要求，通過低壓管道系統(tǒng)與安裝在毛管上的灌水器，將水和作物需要的養(yǎng)分一滴一滴，均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)土壤中的灌水方法。滴灌不破壞土壤結(jié)構(gòu)，土壤內(nèi)部水、肥、氣、熱經(jīng)常保持適宜于作物生長的良好狀況，蒸發(fā)損失小，不產(chǎn)生地面徑流，幾乎沒有深層滲漏，是一種省水的灌水方式。滴灌的主要特點是灌水量小，灌水器每小時流量為2-12升，因此，一次灌水延續(xù)時間較長，灌水的周期短，可以做到小水勤灌；需要的工作壓力低，能夠較準確地控制灌水量，可減少無效的棵間蒸發(fā)，不會造成水的浪費；滴灌還能自動化管理。它是微灌技術(shù)之一。微灌是微水灌溉之簡稱，它是通過有壓供水管道系統(tǒng)與安裝在未級管道上的灌水器（滴頭、微噴頭、滴灌管、微噴帶、滲灌管等），將水和植物生長所需的養(yǎng)分以較小的流量，均勻準確地直接輸送到作物根部附近的土壤表面和土層中或作物葉面，實現(xiàn)局部灌溉，使作物葉面或根部經(jīng)常保持在最佳水、肥、氣狀態(tài)的灌水方法。其特點是灌水量小，一次灌水延續(xù)時間長，周期短，能夠較精確地控制灌水量，把水和養(yǎng)分直接輸送到作物根部附近的土壤或葉面。滴灌系統(tǒng)由水源工程、首部樞紐（包括水泵、動力機、過濾器、肥液注入裝置、測量控制儀表等）、各級輸配水管道和滴頭等四部分組成，其系統(tǒng)主要組成部分如下：1．動力及加壓設(shè)備包括水泵、電動機或柴油機及其他動力機械，除自壓系統(tǒng)外，這些設(shè)備是微灌系統(tǒng)的動力和流量源。2．水質(zhì)凈化設(shè)備或設(shè)施有沉沙（淀）池、初級攔污柵、旋流分沙分流器、篩網(wǎng)過濾器和介質(zhì)過濾器等?？筛鶕?jù)水源水質(zhì)條件，選用一種組合。篩網(wǎng)過濾器的主要作用是濾除灌溉水中的懸浮物質(zhì)，以保證整個系統(tǒng)特別是滴頭不被堵塞。篩網(wǎng)多用尼龍或耐腐蝕的金屬絲制成，網(wǎng)孔的規(guī)格取決于需濾出污物顆粒的大小，一般要清除直徑75微米的泥沙，需用200目的篩網(wǎng)。砂礫料過濾器是用洗凈、分選的砂礫石和砂料，按一定的順序填進金屬圓筒內(nèi)制成的，對于各種有機或有機污物、懸浮的藻類都有較好的過濾效果。旋流分沙分流器是靠離心力把比重大于水的沙粒從水中分離出來，但不能清除有機物質(zhì)。3．水由毛管流進灌水器，灌水器將灌溉水流在一定的工作壓力下注入土壤。它是滴灌系統(tǒng)的核心。水通過灌水器，以一個恒定的低流量滴出或滲出后，在土壤中以非飽和流的形式在滴頭下向四周擴散。目前，滴灌工程實際中應(yīng)用的灌水器主要有滴頭和滴灌帶兩大類。4．化肥及農(nóng)藥注入裝置和容器包括壓差式施肥器、文丘里注入器、隔膜式或活塞式注入泵，化肥或農(nóng)藥溶液儲存罐等。它必須安裝于過濾器前面，以防末溶解的化肥顆粒堵太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第10頁。塞滴水器?；实淖⑷敕绞接腥N：一種是用小水泵將肥液壓入干管；另一種是利用于管上的流量調(diào)節(jié)閥所造成的壓差，使肥液注入干管；第三種是射流注入。太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第10頁。5．控制、量測設(shè)備包括水表和壓力表，各種手動、機械操作或電動操作的閘閥，如水力自動控制閥、流量調(diào)節(jié)器等。6．安全保護設(shè)備如減壓閥、進排氣閥、逆止閥、泄排水閥等。2.2太陽能供能模塊2.2.1太陽能電池模塊光伏發(fā)電是一種世界上公認最清潔的能源，直接可以將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，具有以下主要優(yōu)點：1.可再生太陽能是一種可再生的能源。這意味著我們不可能耗盡太陽能，這與非可再生能源（例如燃料，煤炭和核能）的情況相反。只要太陽存在，我們就可以持續(xù)使用太陽能。根據(jù)美國國家航天局發(fā)布的科學數(shù)據(jù)，太陽可以繼續(xù)存活65億年。然而令人擔憂的是：實際上，科學家預(yù)測太陽本身會在接下來的50億年吞噬地球。2.豐富性太陽能的潛力超出人們想象。地球表面每天吸收1000億瓦的太陽能輻射量，這是地球需要的總電量的2萬倍。3.可持續(xù)性一種豐富和可再生的能源也是可持續(xù)的?？沙掷m(xù)的能源滿足當今要求的同時不會妥協(xié)滿足以后幾代的能力。換句話說，太陽能之所以可持續(xù)是因為我們不會過度消耗。4.環(huán)保一般來說，利用太陽能不會導(dǎo)致污染。然而，生產(chǎn)，運輸和安裝過程的排放也跟太陽能發(fā)電系統(tǒng)有關(guān)，但這根傳統(tǒng)能源比起來幾乎不產(chǎn)生污染。很明顯，太陽能源減少了我們對非可再生能源的依賴。這是跟氣候危機作斗爭很關(guān)鍵的一步。5.獲取度高太陽能源在全世界范圍內(nèi)都可獲取。不僅是靠近赤道的國家可以使用太陽能。德國，舉例來說是世界上光伏裝機量最高的國家（2014年數(shù)據(jù)）。6.減少電費開支隨著單純計量和補貼計劃，用戶目前可以出售多余的電量，或者獲得賬單存入金額，如果他們比實際消耗的電量要高。這意味著用戶可以通過安裝光伏發(fā)電來降低整體的電力開支。7.應(yīng)用領(lǐng)域廣泛太陽能可以用在不同的使用目的。它可以用在缺少電網(wǎng)連接的地方，比如在非洲取水，太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第11頁?；蛘咴诳臻g站給衛(wèi)星充電。光伏發(fā)電也被稱為“人民電力”，這參考在消費者的角度安裝光伏板的容易度。隨著靈活的薄膜電池的引進，光伏發(fā)電可以和建筑的材料結(jié)合起來。夏普，一家總部在日本的電池板生產(chǎn)廠家，最近引進了透明的光伏發(fā)電窗戶。太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第11頁。8.分享式光伏發(fā)電因為陰影，不足的空間和屋頂所有權(quán)的問題，美國有五分之一的家庭不適合鋪設(shè)光伏板。通過引進分享式光伏，用戶可以訂閱“社區(qū)光伏花園”，這樣用戶在使用光伏的時候就不需要在自己的屋頂上安裝光伏板。9.保持靜態(tài)在光伏電站的應(yīng)用過程中沒有移動的部件。光伏發(fā)電的過程中不會產(chǎn)生噪音。這跟其他綠色能源比如風力發(fā)電相比具有很大的優(yōu)勢。10.國家財政支持國家支持光伏發(fā)電的大力發(fā)展，與此同時提供給用戶補貼。到目前為止，光伏發(fā)電每發(fā)一度電都會獲得國家0.42元的補貼，補貼持續(xù)20年的時間。多余的電量還可以以當?shù)厣暇W(wǎng)電價賣給國家電網(wǎng)。11.較低的維護成本目前大多數(shù)光伏發(fā)電系統(tǒng)不需要很多維護。居民區(qū)光伏板只需要每年清洗1-2次電池板。12.科技發(fā)展速度很快科學技術(shù)的進步持續(xù)不斷地跟光伏發(fā)電領(lǐng)域相結(jié)合。納米技術(shù)和量子物理的創(chuàng)新有希望使電池板的產(chǎn)出量高出三倍。光伏發(fā)電的優(yōu)點雖然很多但是卻也存在一些缺點：1.價格較高光伏發(fā)電價格真的高嗎？這是目前在整個光伏發(fā)電優(yōu)劣勢分析中最具爭議的方面。推動光伏發(fā)電發(fā)展的力量源于政治。光伏發(fā)電在市場上跟其他綠色能源進行競爭。其次，國家方面對任何能源生產(chǎn)市場提供鼓勵政策——不僅僅是光伏。目前，最好的電池板在很多情況下比從國家電網(wǎng)買電要便宜很多。2.間歇性發(fā)電太陽能是一個間歇性的能源。使用陽光在某種程度上有限制（例如：早上和晚上）。預(yù)測多云的天氣很困難。但是通過專業(yè)的數(shù)據(jù)來源可以獲得。3.太陽能儲存電力非常昂貴太陽能儲電系統(tǒng)像電池幫助緩解需求和負載，讓太陽能發(fā)電更穩(wěn)定，但是這些技術(shù)耗費巨大。幸運的是，在太陽能的獲取過程和人類對能源的需求相一致。我們對電能的需求高峰期是中午，這個時間同樣是光照強度最大的時候。4.跟污染有關(guān)太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第12頁。盡管光伏發(fā)電的污染遠遠低于化石燃料，但是一些問題仍然存在。一些生產(chǎn)過程伴隨著溫室氣體的排放。氮氧化物和硫化物在生產(chǎn)電池板的過程中會大量存在。這些氣體相比于二氧化碳是導(dǎo)致溫室氣體最主要的因素。底線是：沒有任何一種能源沒有風險，但是太陽能發(fā)電跟其他的發(fā)電技術(shù)比起來非常有利。太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第12頁。5.稀有材料特殊的太陽能電池板同樣需要昂貴的和自然界稀有的材料。尤其是薄膜電池需要的稀有金屬。6.需要空間電力密度，或者每平方米發(fā)電量（W/m2）對決定一個地方是否能夠做光伏是至關(guān)重要的。如果電力密度較小的話說明單位裝機量需要更多的空間來安裝光伏板。全球平均的電力密度值是170W/m2，這個數(shù)值遠遠大于其他的可再生能源，但不足以跟石油，天然氣和核能發(fā)電相比。光伏發(fā)電有著許多的優(yōu)缺點，但是離網(wǎng)的時候使用才能發(fā)揮出他的全部實力。2.2.2蓄電池模塊蓄電池是光伏電站中主要部件之一，用于貯能，即將太陽能電池提供的電能轉(zhuǎn)化為化學能貯存于其中。一般白天由太陽能電池方陣給蓄電池充電，夜間由電池給負載供電，蓄電池處于半浮充電狀態(tài)。在光伏電站運行中，由于蓄電池故障而影響系統(tǒng)正常工作的情況時有出現(xiàn)。因此，在對光伏電站進行設(shè)計時，選擇合適的蓄電池類型，對于光伏電站的正常運行是非常重要的。1.蓄電池在光伏電站中的作用太陽能電池方陣是光伏電站惟一的能量來源，由于太陽輻射的陰晴變化和晝夜變化，光伏電站發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率和能量隨時在波動，使得負載無法獲得連續(xù)而穩(wěn)定的電能供應(yīng)。在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中配備蓄電池之后，通過蓄電池組對電能進行貯存和調(diào)節(jié)．將極大地改善系統(tǒng)的供電質(zhì)量。(1)蓄電池將日照充足時系統(tǒng)發(fā)出的多余電能貯存起來，保留在夜間或陰天使用。解決了發(fā)電與用電不同步的問題。(2)各種用電設(shè)備的工作時段和功率大小都有著各自的規(guī)律，欲使太陽能發(fā)電與用電負載自然配合是不可能的。蓄電池的儲能空間和充放電性能，為光伏電站發(fā)電系統(tǒng)功率和能量的調(diào)節(jié)提供了條件。(3)在光伏發(fā)電村落系統(tǒng)中會有生產(chǎn)性負載，這些負載不僅容量大．而且在起動和運行過程中會產(chǎn)生浪涌電流和沖擊電流，如水泵、割草機和制冷機等。蓄電池的低內(nèi)阻及良好的動態(tài)特性可以適應(yīng)上述電感負載對電源的要求，向負載提供瞬時大太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第13頁。電流。太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第13頁。2.光伏電站對蓄電池的特殊要求光伏發(fā)電系統(tǒng)中的蓄電池頻繁處于充電一放電的反復(fù)循環(huán)中，過充電和深放電的不利情況時有發(fā)生，故對光伏電站中的蓄電池有如下要求：(1)具有深循環(huán)放電性能。(2)充放電循環(huán)壽命長。(3)對過充電、過放電耐受能力強。(4)當電池不能及時補充充電時，能有效抑制小顆粒硫酸鉛的生長。(5)富液式電池在靜態(tài)環(huán)境中使用時，電解液不易層化。(6)具有免維護或少維護的性能。(7)低溫下具有良好的充電、放電特性；充放電特性對高溫不敏感。(8)蓄電池各項性能一致性好，無需均衡充電。(9)具有較高的能量效率。(10)具有較高的性能價格比。雖然指望目前蓄電池的性能滿足上面各項指標要求是不切實際的，但是每項指標的改進和提高對今后光伏電站的推廣和使用都具有非常重要的意義。

太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第14頁。第三章太陽能智能滴灌系統(tǒng)部件選型太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第14頁。3.1滴灌模塊的選型圖3.1太陽能智能滴灌系統(tǒng)滴灌模塊結(jié)構(gòu)框圖如圖所示滴灌系統(tǒng)由自來水管、手動閥門、12V電動閥門、滴灌軟管、滴灌噴淋頭、12V直流電源、WIFI插座組成。系統(tǒng)中手動閥門選用銅球閥，12V電動閥門選用博普電動閥門，12V直流電源選用喬安12V2A室外防水直流電源，WIFI插座選用SP-miniWIFI智能插座，供水線路部分由轉(zhuǎn)接頭、管箍、生料帶、扎帶、軟水管等組成。自來水管選擇偉星管業(yè)灰黃色PPR水管：圖3.2偉星管業(yè)PPR水管手動閥門選擇兄弟閥門的銅球閥：太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第15頁。太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第15頁。圖3.3兄弟閥門的銅球閥12V電動閥門選擇博普12v電動閥門：圖3.4博普12V電動閥門產(chǎn)品參數(shù)：表3.1電動閥門參數(shù)WIFI插座選用SP-miniWIFI智能插座：太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第16頁。太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第16頁。圖3.5SP-miniWIFI智能插座3.2太陽能模塊的選型太陽能模塊由太陽能光伏電板、逆變器、控制器組成。整個系統(tǒng)的供電全部來自太陽能光伏電板的光伏轉(zhuǎn)換，通過串并聯(lián)可以得到220V左右的電壓，通過逆變器轉(zhuǎn)換成市電給WIFI插座供電。在天氣晴朗適合發(fā)電時，系統(tǒng)消耗后剩余下的電能通過蓄電池儲存起來。在陰雨天氣不適合發(fā)電時，系統(tǒng)會使用蓄電池供能。通過太陽能光伏陣列和蓄電池的組合，可以達到連續(xù)陰雨天氣還可以繼續(xù)工作的效果。太陽能光伏電池組件選用墨格100W單晶太陽能電池板家用光伏組件：太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第17頁。太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第17頁。圖3.6墨格100W單晶太陽能電池板家用光伏組件產(chǎn)品參數(shù)：表3.2光伏組件參數(shù)產(chǎn)品功率100W±3%短路電流5.85A±3%開路電壓21.5V±3%工作電流5.41±3%工作電壓18.5V±3%最大系統(tǒng)電壓1000V±3%逆變器選用墨格家用太陽能純正弦波逆變器：太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第18頁。太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第18頁。圖3.7墨格家用太陽能純正弦波逆變器產(chǎn)品參數(shù)：表3.3逆變器參數(shù)產(chǎn)品名稱墨格家用太陽能純正弦波逆變器輸出電壓110V/220V產(chǎn)品型號MG-NB1000波形純正弦波持續(xù)輸出功率1000W波形失真＜3%瞬間峰值功率2000W產(chǎn)品尺寸28.6*18.7*9cm輸入電壓12V/24V產(chǎn)品凈重2890g太陽能板控制器選用墨格12V/24V20A太陽能板控制器：圖3.7墨格12V/24V20A太陽能板控制器太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第19頁。產(chǎn)品參數(shù)：太陽能智能滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(課程匯報)全文共23頁，當前為第19頁。表3.4控制器參數(shù)控制器型號MG-KZ-2420額定充電電流20A額定放電電流20A系統(tǒng)電壓12V/24VAuto空載損耗＜5mA充電回路降壓≤0.2V放電回路降壓≤0.15V超壓保護17V;X2/24V提升充電電壓14.6V;X2/24V(維持時間：10min)直充充電電壓14.4v;X2/24V維持時間：10min)浮沖電壓13.6V;X2/24V(維持時間：直到降到充電返回電壓動作)充電返回電壓13.2V;X2/24V過訪返回電壓12.5V;X2/24V欠壓電壓12.0V;X2/24V