一種小型麥冬太陽能灌溉系統設計*

鄭宇 蔣輝霞 李光輝 劉麗 吳瑕玉

四川省農業機械研究設計院，四川成都

1 系統方案

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

圖1 小型麥冬太陽能灌溉系統組成框圖

當光照滿足系統運行條件時，可編程控制器輸出起動指令至太陽能灌溉專用控制器，從而實現太陽能灌溉專用潛水泵的起動，將水通過管路輸送到噴頭對麥冬進行灌溉。水源來自于自來水管網，當玻璃鋼水箱內水滿時，浮球閥將進水口關閉，停止進水。

2 系統設計

2.1 電源系統設計

電源系統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/方陣將太陽能轉換為電能，為系統提供動力。本系統采用DC27 V/180 W單晶硅太陽能組件；兩塊串聯為1組，共4組并聯，共8塊。

2）單立柱支架主要用于支撐、固定太陽電池組件。本系統共兩個單立柱支架，每個支架上支撐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，為控制系統提供電源。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 控制系統設計

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

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

2）可編程控制器用于接收手動指令輸入，根據控制邏輯起停太陽能灌溉專用潛水泵。本系統可編程控制器規格型號為FGRB-C8X6R，工作電源為DC24 V。

3）觸摸屏（帶遠程功能）用于顯示水泵運行狀態、實現遠程通訊等。本系統觸摸屏規格型號為SK-070MG（帶遠程功能），工作電源為DC24 V。

2.3 加壓系統設計

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

2.4 水源系統設計

水源系統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、儲存自來水管網的水，材質為不銹鋼，其尺寸為3.0 m×2.0 m×1.8 m，安裝方式為半地上式安裝，其上端設置有1個進水孔、兩個出水孔、1個電纜出線孔。

2）浮球閥主要用于當水箱內水滿時，停止進水。

2.5 管路系統設計

管路系統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。分別沿兩個麥冬灌溉片區邊緣布置，地埋安裝。

2.6 灌水系統設計

灌水系統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麥冬表面，對麥冬進行灌溉，滿足麥冬不同生長時期的用水需求，促進麥冬產量和品質的提升。噴頭流量為0.8 m3/h，噴射半徑為8～10 m。每個麥冬灌溉片區安裝兩只噴頭，共4只。

3 結論

本文設計的小型麥冬太陽能灌溉系統，巧妙結合了便利的自來水供水管網設施和條件，通過合理設計水源收集玻璃鋼裝置和浮球閥，利用當地太陽能光照資源，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方案參考和借鑒。