太阳能浇灌机的设计与研究

周洵如

（浙江省宁波市象山县丹城第四小学，浙江 宁波 315700）

太阳能浇灌机的设计与研究

周洵如

（浙江省宁波市象山县丹城第四小学，浙江 宁波 315700）

基于对普通浇水装置的深入研究，研制出了“太阳能浇灌机”模型。此款太阳能浇灌机能够很好地解决一些现实生活中的实际问题，可以为人们的生活提供方便。本文详细介绍了此款太阳能浇灌机的设计与制作。

太阳能；模型；湿度；使用说明

1 引言

水在生态农业中起着重要的作用，“有水一片绿，无水一片黄”。在现在快节奏生活中，工作压力的不断增大，人们常常没有时间悉心照料盆栽，很多盆栽都因缺水而死，而此款太阳能浇灌机就能解决这个问题，它能在土壤缺少水情况下自动给植物浇水，从而避免了人们因上述原因而导致盆栽缺水而死。而当外界阳光充足时它又能够通过太阳能电池板蓄电，绿色环保。在滴灌条件下水的有效利用率高，可有效减少土壤水分的无效蒸发。通过注入水中的肥料，可以提供足够的水分和养分，出流均匀，不会造成地面土壤板结。省水省工，增产增收。可以节省水35%—75%。针对生态建设中水资源极为短缺的现实，通过对太阳能蓄压节水浇灌技术，来达到充分利用水资源，以取得最佳的经济、生态和社会效益的目的。

2 功能简介

“太阳能浇灌机”通过土壤传感器感知土壤湿度的变化，然后通过电路使电磁阀进行工作，进而达到自动浇灌的目的，同时，太阳能电池板在太阳光的照射下发电，通过蓄电池储电达到绿色供电的效果。“太阳能浇灌机”解决了一系列现实生活中的实际问题。

3 “太阳能浇灌机”的主要结构（图1）

图1 “太阳能浇灌机”的实用模型图

4 “太阳能浇灌机”的物理原理

（1）自动滴水控制系统。土壤湿度探头来探测土壤的湿度，用控制装置中的给水电磁阀开闭来实现使自来水通过电磁阀进入高压雾化喷头对土壤进行喷灌。可以根据环境条件的不同，调节探头的灵敏度和插入土中的深浅度来调节给水。电路部分利用湿度传感器感应土壤湿度的变化，当感应到湿度过低时便打开电磁阀，完成自动滴管的任务。

（2）太阳能供电装置。利用了“光—电转换”的生电原理。将太阳辐射能直接转换为电能，在太阳能控制板的整合后通过储能电池储存电能充当电源设备。为浇灌系统的运转提供电能来源。

5 “太阳能浇灌机”的制作方法

（1）采购2块太阳能板（20W 14V），太阳能转换器，12V直流电瓶，直流电压表，电源手动开头，土壤湿度控制器，土壤湿度探头，给水电子阀，水管，高压雾化喷头（2）1）自动滴水控制系统：在一块亚克力板上固定太阳能转换器，12V直流电瓶，直流电压表，电源手动开头，土壤湿度控制器，并用保护框覆盖保护。同时将土壤湿度探头安装在土壤湿度控制器。按照电路图将电磁阀与控制电路组合，同时利用管道铺设到相应的浇灌区域，通过电磁阀达到观测土壤湿度能对浇灌系统进行自动控制的目的。2）太阳能供电装置系统：太阳能发电系统：以MPPT太阳能控制板为核心，将太阳能电池板和储能电池用电线接入控制板，使用接线端子和螺丝进行固定。

6 “太阳能浇灌机”的使用说明

太阳能电池板在太阳光的照射下，将光能转化为电能，通过蓄电池储存电能。使用手提式（或便携式）太阳能蓄压节水滴灌机，对土豆（红薯）和果树进行滴灌应用研究，以取得节水和抗旱的双重效果。

图2 光敏传感器控制电路图

太阳能蓄压式节水滴灌机是综合运用太阳能蓄压节水滴灌核心技术生产的节水抗旱机具，它利用太阳能转化为直流电能，作用于直流水泵（或给水电子阀），由水泵开自来水将水压入水管中，高压水流从高压喷头均匀射入土壤中，促使作物根系迅速吸收，起到灌溉的作用。给水量的大小由土壤湿度控制器和 土壤湿度探头来控制。土壤湿度控制器可以调节探头的灵敏度，探头插入土中的深浅度来调节给水。

7 相关拓展

随着我国经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，人民对生活品质的重视程度也日渐增强。越来越多的人养殖盆栽。人们常常没有时间悉心照料盆栽，很多盆栽都因缺水而死，而此款太阳能浇灌机就能解决这个问题，它能在土壤缺少情况下自动给植物浇水，从而避免了人们因上述原因而导致盆栽缺水而死。而当外界阳光充足时它又能够通过太阳能电池板蓄电，绿色环保。此款自来水接入式太阳能滴灌机主要是针对普通居民用户开发的一种简单实用的产品，使其更贴近普通老百姓的生活需求。现在的滴水系统虽然品种功能都很多，但主要应用在农业加工，果园种植等方面，价格也比较高。现在我们开发了一种在普通灌溉系统的基础上改进的全自动太阳能灌溉系统，安装维护方便，功能简单实用。

［1］施钰川主编.太阳能原理与技术［M］.西安交通大学出版社，2009.

［2］杨芳春主编.电机传动［M］.高等教育出版社，1995.

［3］黄华梁，彭文生编.机械设计基础［M］.高等教育出版社，2007.

指导老师：姚文巧，倪培月

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.062

周洵如（2005-），女，浙江象山人，学生。