本實用新型涉及大棚灌溉技術領域，特別是一種利用光伏-雨水發電的大棚水肥一體化智能滴灌系統。

背景技術：

隨著人口增長及工業化、城鎮化進程加速，我國耕地減少、水資源匱乏等資源環境約束趨緊，與此同時，大水漫灌、過量施肥現象在很多地方還比較普遍，水肥利用率較低。滴灌技術在大棚栽培蔬菜中發揮著重要的作用，不僅有節水、節能、降濕等優點，還是大棚蔬菜生產達到優質、高產、高效的重要技術保障設施。滴灌施肥體系比常規施肥節省肥料50%～70%，同時，大大降低了設施蔬菜和果園中因過量施肥而造成的水體污染問題，對作物的產量和品質都有很大的提高。

我國南方地區降水量較大，但由于降水較為集中，季節性干旱較為嚴重，而北方地區降水量較少，因此充分利用雨水進行灌溉是以后研究的一個重要方向。

在全球能源日益短缺的背景下，太陽能、風能作為一種可持續利用的清潔能源，引起了高度的關注，現在灌溉系統用的是太陽能、風能發電，然而太陽能發電受天氣影響比較大，在雨天時基本沒有發電量，因此發電效率亟待提高。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種利用光伏-雨水發電的大棚水肥一體化智能滴灌系統。

本實用新型的目的通過以下技術方案來實現：一種利用光伏-雨水發電的大棚水肥一體化智能滴灌系統，包括大棚、控制器、光伏板、水輪發電機、蓄電池和滴灌單元，所述大棚的棚頂為雙坡式結構，在雙坡式結構的下邊緣處固定有天溝，天溝的出水口處設有雨水口，雨水口的下方安裝有水輪發電機，雨水口的出水口與水輪發電機的進水口連接，水輪發電機的出水口與設置于大棚一側的蓄水池連接，水輪發電機與蓄電池連接，所述光伏板與蓄電池連接，水輪發電機和光伏板所發的電均儲存在蓄電池內，蓄電池與控制器連接，控制器與供水泵連接，供水泵的進水口與蓄水池連通，出水口并聯有多個滴灌單元，每個滴灌單元的管路上依次安裝有電磁閥和施肥器，在每個滴灌單元的末端還分別設置有土壤濕度傳感器，電磁閥和土壤濕度傳感器分別與控制器連接。

進一步地，所述蓄水池內安裝有水位感應器，蓄水池的一側還設置有水泵，水位感應器的信號輸出端與控制器的信號輸入端連接，水泵與控制器連接。

進一步地，所述蓄水池與供水泵之間的管路上還設置有原水過濾器。

進一步地，所述滴灌單元的管路上還設置有灌溉過濾器，所述灌溉過濾器位于施肥器的后端。

進一步地，所述施肥器為文丘里施肥器。

進一步地，所述雨水口的出水口處設置有雨水過濾器。

土壤濕度傳感器、電磁閥、供水泵和水泵的閥門都裝有無線控制設備。

本實用新型具有以下優點：

1、該系統在晴天時，可以通過光伏板發電，雨天時可以通過大棚頂上的雨水帶動水輪發電機發電，實現了在不同天氣環境下都能發電，提高了能源利用率，便于推廣使用。同時將大棚頂上的雨水蓄集起來，在作物需水時候進行灌溉，節能環保，節約了水資源和成本。

2、將大棚分為幾個滴灌單元，解決了大棚中不同位置土壤濕度不均勻的問題，根據不同的土壤濕度，進行灌溉，保證農作物生長的適宜環境。

3、將液體肥或可溶性肥加入大棚作物的滴灌系統中，節約施肥量，可以提高肥的利用量，提高作物產量和品質。

4、通過中央控制器和無線設施控制水泵和電磁閥的開啟以及大棚作物的灌溉用水量，實現了灌溉系統的智能化操作。

附圖說明

圖1 為本實用新型的系統結構示意圖；

圖2 為本實用新型中的雨水收集與發電的結構示意圖；

圖中：1-大棚，2-控制器，3-光伏板，4-蓄電池，5-蓄水池，6-水泵，7-供水泵，8-天溝，9-雨水口，10-水輪發電機，11-原水過濾器，12-電磁閥，13-施肥器，14-灌溉過濾器，15-滴灌單元，16-土壤濕度傳感器，17-雨水過濾器。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步的描述，但本實用新型的保護范圍不局限于以下所述。

如圖1和圖2所示，一種利用光伏-雨水發電的大棚水肥一體化智能滴灌系統，包括大棚1、控制器2、光伏板3、水輪發電機10、蓄電池4和滴灌單元15，所述大棚1的棚頂為雙坡式結構，在雙坡式結構的下邊緣處固定有天溝8，雨水通過大棚1流入天溝8，為了保證天溝8能承受雨水的重量，天溝8支撐在大棚1的承重結構上，天溝8的出水口處設有雨水口9，雨水口9為圓弧形，雨水口9的下方安裝有水輪發電機10，雨水口9的出水口與水輪發電機10的進水口連接，水輪發電機10的出水口與設置于大棚1一側的蓄水池5連接，水輪發電機10與蓄電池4連接，所述光伏板3與蓄電池4連接，水輪發電機10和光伏板3所發的電均儲存在蓄電池4內，供整個灌溉系統使用，蓄電池4與控制器2連接，控制器2與供水泵7連接，供水泵7的進水口與蓄水池5連通，出水口并聯有多個滴灌單元15，解決了大棚1中不同位置土壤濕度不均勻的問題，根據不同的土壤濕度，進行灌溉，保證農作物生長的適宜環境，每個滴灌單元15的管路上依次安裝有電磁閥12和施肥器13，在每個滴灌單元15的末端還分別設置有土壤濕度傳感器16，電磁閥12和土壤濕度傳感器16分別與控制器2連接。作為優選地，在每個土壤濕度傳感器16上布設一個較小的太陽能組件，保證土壤濕度傳感器16的正常工作。

進一步地，所述蓄水池5內安裝有水位感應器，蓄水池5的一側還設置有水泵6，水位感應器的信號輸出端與控制器2的信號輸入端連接，水泵6與控制器2連接。當水位到達蓄水池5底部時，水位感應器采集的水位信號傳入控制器2，控制器2開啟水泵6的閥門，將其他水源通過水泵6抽入蓄水池5中，保證灌溉所需的水量。

進一步地，為了避免蓄水池5中的雜質進入供水泵7內，所述蓄水池5與供水泵7之間的管路上還設置有原水過濾器11。

進一步地，為了防止肥料對管道的堵塞，所述滴灌單元15的管路上還設置有灌溉過濾器14，所述灌溉過濾器14位于施肥器13的后端。

進一步地，所述施肥器13為文丘里施肥器，施肥期時，文丘里施肥器配置的增壓泵打開閥門，將液體肥或可溶性肥注入到滴灌單元15的管路中。

進一步地，為了避免雨水中的雜質進入水輪發電機10，所述雨水口9的出水口處設置有雨水過濾器17。

本實用新型的工作過程如下：該系統在晴天時，可以通過光伏板3發電，雨天時可以通過大棚1頂上的雨水帶動水輪發電機10發電，所產生的電能儲存在蓄電池4內，當某個滴灌單元15內的土壤濕度傳感器16檢測到土壤含水量不足時，控制器2控制供水泵7和電磁閥12打開，對滴灌單元15所在的土壤區域進行滴灌，直至土壤含水量達到設定值。雨天通過水輪發電機10發電的同時，雨水經過過濾后儲存在蓄水池5內，供滴灌使用，當水位感應器檢測到蓄水池5內的水位過低時，控制器2控制水泵6將其他水源抽入蓄水池5中，直至水位達到合適位置。施肥期時，將液體肥或可溶性肥注入到滴灌系統即可。