一種農村戶用太陽能自來水供水系統的制作方法
【專利摘要】一種農村戶用太陽能自來水供水系統，包括太陽能光伏發電系統、水路輸送裝置和自動控制裝置，所述水路輸送裝置包括水塔、水閥和水泵，所述水塔通過進水管與水源連接，所述進水管上安裝有水泵，所述水塔通過出水管連接到用水處，所述出水管的出水口安裝有水閥；所述太陽能光伏發電系統的輸出端與水泵和自動控制裝置的供電端連接；所述自動控制裝置包括水位傳感器，所述水位傳感器設置在所述水塔內，所述水位傳感器的控制端與水泵連接，本實用新型解決了農村缺電缺水問題，緩解了農村能源緊張，符合國家節能減排的要求，實現了農村高效、低能耗、自動化的自來水供水，對實現新農村電氣化具有重要作用。
【專利說明】一種農村戶用太陽能自來水供水系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種農村戶用太陽能自來水供水系統。
【背景技術】
[0002]1.農村家庭用水供水現狀:
[0003]隨著我國經濟的發展，農民的生活狀況發生了巨大改變，現在的農村家庭都普遍使用了戶用型自來水供水方式，大大的方便了農村家庭用水，完全改變了過去人工挑水喝的現狀。目前，農村戶用型自來水主要是采用一種水塔式供水方式。其主要組成部件有水泵系統、水管和儲水水桶，結構簡易、成本低、維護簡易；且采用人工手動操作抽水，當水用完時，人工打開水泵電源開關；水滿了甚至溢出了，人工手動關閉水泵電源開關。這種供水方式需要人工不間斷監測，導致了供水系統的操作不方便，造成人力、電力和水資源的極大浪費。
[0004]2.太陽能發電技術應用前景:
[0005]開發、利用清潔環保型新能源一直是全世界面臨的重要課題。太陽能作為一種巨量的可再生能源，每天到達地球表面的輻射量相當于數億桶石油燃燒的能量，且分布廣泛，不污染環境，是國際公認的理想替代能源。研究開發相關的太陽能產品成為了當今社會研究的熱點內容，目前國內外市場上出現很多太陽能產品。上個世紀八十年代以來，國內外開展了光伏水泵的研究開發，并在溫室滴灌方面得到了推廣和應用。

【發明內容】

[0006]本實用新型針對現有技術的不足提供一種結構簡單、使用方便、解決了斷水、溢水現象，節約人工和水資源，節能環保的農村戶用太陽能自來水供水系統。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0008]一種農村戶用太陽能自來水供水系統，包括太陽能光伏發電系統、水路輸送裝置和自動控制裝置，所述水路輸送裝置包括水塔、水閥和水泵，所述水塔通過進水管與水源連接，所述進水管上安裝有水泵，所述水塔通過出水管連接到用水處，所述出水管的出水口安裝有水閥；所述太陽能光伏發電系統的輸出端與水泵和自動控制裝置的供電端連接；所述自動控制裝置包括水位傳感器，所述水位傳感器設置在所述水塔內，所述水位傳感器的控制端與水泵連接。
[0009]所述自動控制裝置還包括信號處理電路、單片機系統、發光二極管和繼電器驅動電路，所述單片機系統內集成了比較器、PID控制器和極限參數比較器，所述水位傳感器與信號處理電路連接，所述水位傳感器設置在所述水塔內，將水位信息轉換為電信號，傳送到信號處理電路，所述信號處理電路通過A/D轉換器分別與比較器、PID控制器和極限參數比較器連接，所述比較器與發光二級管連接，根據比較器輸出結果，通過發光二極管顯示水塔水位，所述PID控制器根據得到的水位的實際值，發送給繼電器驅動電路，繼電器驅動電路與水泵連接，控制水泵的運行，所述極限參數比較器與報警器連接。[0010]所述自動控制裝置還包括電壓檢測電路和液晶顯示屏，所述電壓檢測電路通過A/D轉換器依次與標稱變換器和顯示驅動器連接，所述顯示驅動器與所述液晶顯示屏連接，所述電壓檢測電路采集所述太陽能光伏發電系統的太陽能電池板的電壓值，所述標稱變換器和顯示驅動器也集成在所述單片機系統內。
[0011]所述自動控制裝置還包括按鍵控制面板，所述按鍵控制面板通過單片機系統與水泵連接，所述按鍵面板上設有“手動/自動”按鍵、“上水”按鍵和“復位”按鍵。
[0012]所述太陽能光伏發電系統通過降壓模塊與所述自動控制裝置的供電端連接。
[0013]所述水泵為直流電壓水泵。
[0014]由于采用上述結構，本裝置將太陽能水泵應用于農村家庭自來水供水系統，實施自來水的自動控制，為解決農村缺電缺水問題提供了有效途徑；緩解了農村能源緊張，對節能減排具有深遠意義；對農村推廣節能環保的新能源技術具有重要作用。同時為實現了農村高效、低能耗、自動化的自來水供水，對實現新農村電氣化具有重要作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0016]圖2為本實用新型的控制部分的結構示意圖；
[0017]圖3為本實用新型太陽能供電裝置示意圖；
[0018]附圖中，1-水源，2-太陽能供電裝置，3-水塔，4-控制裝置，5-水閥，6-水泵。【具體實施方式】
[0019]如圖1至圖3所示:一種農村戶用太陽能自來水供水系統，包括水路輸送裝置、太陽能光伏發電系統和自動控制裝置。
[0020]水路輸送裝置的功能將水從水源處輸送至所需用戶，包括水泵6、水塔3、水管和水閥5。水泵6將水從水源I處抽到水塔3蓄儲；當用戶需水時，開啟水閥5，水從水塔3，經由水管送出給用戶。
[0021]參見圖2，自動控制裝置包括水位傳感器及其信號處理電路、電壓檢測電路、按鍵、單片機系統、液晶顯示器(用于顯示電源電壓值)、發光二極管(用于顯示水塔水位)和繼電器驅動電路。
[0022]其工作原理:水位傳感器采集水塔的水位，通過信號處理，經過A/D轉換器后，一方面送入單片機系統的PID控制器，PID控制器根據得到的水位的實際值，作出啟動/關閉水泵的決策，發送給繼電器驅動電路，控制水泵的運行；另一方面，送入比較器，根據比較器輸出結果，通過發光二極管顯示水塔水位；同時將水位傳感器采集的實際水位值與極限參數比較，當實際值超過極限參數時，驅動報警器，提醒用戶。
[0023]此外，監控系統還能監測太陽能電池板的發電狀況。通過電壓監測電路實時采集太陽能電池板的電壓值，經過A/D轉換器，送入單片機系統，單片機系統經過標稱變換器，送入顯示驅動器，通過液晶顯示將實際電壓值展示給用戶；若電壓值較低，發出電壓的警示信號，提醒用戶及時切換電壓源開關。
[0024]按鍵用于人工干預控制，設置了三個功能鍵:“手動/自動”按鍵、“上水”按鍵和“復位”按鍵。“手動/自動”按鍵用于抽水水泵的自動開啟或手動開啟的切換，“上水”按鍵用于手動抽水啟動，“復位”按鍵用于報警后解除后，重新恢復系統工作。
[0025]本自動控制裝置功能是監控整個系統的運行，實時監測水塔水位，根據水塔水位調節控制水泵的運行，當水塔水位超過極限值(太低或太高)時，并及時進行報警；實時監測太陽能電源的電壓，以便安全、可靠的供電。
[0026]參見圖3，太陽能光伏發電系統2功能是為水泵、自動控制電路提供電能。系統中的水泵6采用了太陽能專用直流水泵。太陽能電池板產生的電壓，通過降壓斬波電路，輸出24V直流電壓，輸送給直流水泵；另外，通過降壓模塊，產生5V的直流電壓，提供給控制部分的供電，MPPT用于負載最大功率點的跟蹤控制。若遇上雨天，太陽能供電不足時，電源切換至220V的交流市電，220V的交流電壓通過直流穩壓電源轉換為24V直流電壓，為水泵、控制部分供電。
【權利要求】
1.一種農村戶用太陽能自來水供水系統，包括太陽能光伏發電系統、水路輸送裝置和自動控制裝置，其特征在于:所述水路輸送裝置包括水塔、水閥和水泵，所述水塔通過進水管與水源連接，所述進水管上安裝有水泵，所述水塔通過出水管連接到用水處，所述出水管的出水口安裝有水閥；所述太陽能光伏發電系統的輸出端與水泵和自動控制裝置的供電端連接；所述自動控制裝置包括水位傳感器，所述水位傳感器設置在所述水塔內，所述水位傳感器的控制端與水泵連接。
2.根據權利要求1所述的農村戶用太陽能自來水供水系統，其特征在于:所述自動控制裝置還包括信號處理電路、單片機系統、發光二極管和繼電器驅動電路，所述單片機系統內集成了比較器、PID控制器和極限參數比較器，所述水位傳感器與信號處理電路連接，所述水位傳感器設置在所述水塔內，將水位信息轉換為電信號，傳送到信號處理電路，所述信號處理電路通過A/D轉換器分別與比較器、PID控制器和極限參數比較器連接，所述比較器與發光二級管連接，根據比較器輸出結果，通過發光二極管顯示水塔水位，所述PID控制器根據得到的水位的實際值，發送給繼電器驅動電路，繼電器驅動電路與水泵連接，控制水泵的運行，所述極限參數比較器與報警器連接。
3.根據權利要求2所述的農村戶用太陽能自來水供水系統，其特征在于:所述自動控制裝置還包括電壓檢測電路和液晶顯示屏，所述電壓檢測電路通過A/D轉換器依次與標稱變換器和顯示驅動器連接，所述顯示驅動器與所述液晶顯示屏連接，所述電壓檢測電路采集所述太陽能光伏發電系統的太陽能電池板的電壓值，所述標稱變換器和顯示驅動器也集成在所述單片機系統內。
4.根據權利要求2或3所述的農村戶用太陽能自來水供水系統，其特征在于:所述自動控制裝置還包括按鍵控制面板，所述按鍵控制面板通過單片機系統與水泵連接，所述按鍵面板上設有“手動/自動”按鍵、“上水”按鍵和“復位”按鍵。
5.根據權利要求1所述的農村戶用太陽能自來水供水系統，其特征在于:所述太陽能光伏發電系統通過降壓模塊與所述自動控制裝置的供電端連接。
6.根據權利要求1所述的農村戶用太陽能自來水供水系統，其特征在于:所述水泵為直流電壓水泵。
【文檔編號】E03B11/16GK203639980SQ201320791871
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月4日 優先權日:2013年12月4日
【發明者】匡迎春, 沈岳, 歐明文, 曾文輝 申請人:湖南農業大學