一种太阳能供电的智能水体增氧系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种太阳能供电的智能水体增氧系统，太阳能电池组的输出端连接最大功率点跟踪控制单元的一端，最大功率点跟踪控制单元的另一端连接充放电控制单元的一端，充放电控制单元的另两端分别连接蓄电池组和逆变器单元的一端，逆变器单元的另一端连接所述耕水机的供电端。本实用新型专利技术中，逆变器单元使系统输出的交流电压质量更好，对太阳能电池组和蓄电池组的电压和电流进行时时监控，避免过放和过充，提高使用寿命，并且系统具有太阳能电池组、蓄电池组和备用电三种供电方式，使用方便且灵活，适应复杂的环境中使用，是一种定时检测水体状态、提高太阳能电池效率、充放电和负载驱动均为自动控制的智能系统。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能供电的智能水体增氧系统
本技术属于水体增氧设备结构改进
，尤其是一种太阳能供电的智能水体增氧系统。
技术介绍
当池塘水体缺氧时，需要对其进行增氧操作，包括化学增氧、机械增氧、生物增氧等几种方式，其中化学增氧是向养殖水体中投放一些化学制剂，其遇水后发生化学变化而释放出氧气，该方法使用量大、人工高，使用不当易造成危害；生物增氧是在宜栽植水草的养殖水体内种植适量的水草或认为增加水体中的浮游植物量，由其光合作用实现增氧，该方法管理不当易出现水草疯长，影响光照度，水体恶化的问题；机械增氧包括水泵循环增氧以及使用增氧机进行增氧，后者经常使用，即采用悬浮、固定等方式将增氧机定位与养殖水体上，按照一定面积安装多台，利用机械的方式使养殖水体运动，表层水和底层水进行对流使水体增氧。近几年，通过技术的不断改造，普通的增氧机正逐渐被耕水机替代，耕水机利用流体的特性，以及低能耗的输入驱动水产生大范围的运动和循环，表层水向四周流动和扩散，底层水不断的提升补充，形成了涌升流，整个水域呈现流动、稳定、平衡的态势。上述耕水机的动力源为电力，但由于池塘的地理位置不同，有些地方配电较为困难，所以一些厂家开发出太阳能供电的耕水机系统，但这些产品，太阳能电池充放电控制不好，检测手段单一，无法形成自动化程度高，自动判断启动或关闭的智能系统。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供定时检测水体状态、提高太阳能电池效率、充放电和负载驱动均为自动控制的一种太阳能供电的智能水体增氧系统。本技术采取的技术方案是：一种太阳能供电的智能水体增氧系统，包括耕水机、太阳能电池组和蓄电池组，其特征在于：所述太阳能电池组的输出端连接最大功率点跟踪控制单元的一端，最大功率点跟踪控制单元的另一端连接充放电控制单元的一端，充放电控制单元的另两端分别连接蓄电池组和逆变器单元的一端，逆变器单元的另一端连接所述耕水机的供电端，该耕水机的控制端连接中央控制单元的输入输出接口，该中央控制单元的输入输出接口还分别连接用于检测太阳能电池组输出电压的太阳能电池组电压检测单元、用于检测蓄电池组输出电压的蓄电池组电压检测单元、用于检测太阳能电池组及蓄电池组电流的太阳能电池组及蓄电池组电流检测单元。而且，所述耕水机的供电端还连接一备用电单元所述逆变器单元和备用电单元均设置一直流供电端。而且，所述传感器单元包括设置在水体内的溶解氧传感器模块和温度传感器模块。。而且，所述中央控制单元的输入输出接口还连接一显示单元。而且，所述逆变器单元包括依次连接的滤波模块、推挽升压变换模块、单相全桥逆变模块和低通滤波模块，滤波模块为输入端，低通滤波模块为输出端。而且，所述充放电控制单元以铅酸蓄电池充电专用芯片UC3906为核心。而且，所述太阳能电池组电压检测单元和蓄电池组电压检测单元均使用并联电阻的分压法检测输出电压，每个单元中的分压电阻均通过一电压跟随器和滤波电容连接中央控制单元的输入输出接口。而且，太阳能电池组及蓄电池组电流检测单元以线性电流传感器ACS712为核心。而且，所述中央控制单元通过一驱动切换单元分别连接耕水机的控制端和备用电单元，驱动切换单元包括驱动模块和切换模块，驱动模块以MOSFET驱动芯片TC4422为核心，切换模块包括光电耦合器、三极管、继电器和续流二极管，三个光电耦合器将中央控制单元输出的三个控制信号进行耦合处理，然后经过三极管、续流二极管后分别连接三个继电器的三个线圈，该三个继电器实现太阳能电池组、蓄电池组和备用电单元的供电切换。本技术的优点和积极效果是：本技术中，逆变器单元主要由推挽升压变换模块和单相全桥逆变模块构成，二者的组合使系统输出的交流电压质量更好，对太阳能电池组和蓄电池组的电压和电流进行时时监控，避免过放和过充，提高使用寿命，并且系统具有太阳能电池组、蓄电池组和备用电三种供电方式，使用方便且灵活，适应复杂的环境中使用，另外，太阳能电池组采用最大功率点跟踪控制单元进行控制，并具体使用电导增量法算法，提高了控制精度，通过溶解氧传感器和温度传感器进行水体检测并自动启动或关闭耕水机，综上所述，本技术是一种定时检测水体状态、提高太阳能电池效率、充放电和负载驱动均为自动控制的智能系统。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是图1的逆变器单元的原理图；图3是图1的传感器单元中的溶解氧传感器模块的原理图；图4是图1的传感器单元中的温度传感器模块的原理图；图5是图1的太阳能电池组电压检测单元和蓄电池组电压检测单元的原理图；图6是图1的太阳能电池组及蓄电池组电流检测单元的原理图；图7是图1的充放电控制单元的原理图；图8是图1的驱动切换单元中的驱动模块的原理图；图9是图1的驱动切换单元中的切换模块的原理图；图10是图1的直流供电端连接的12V稳压模块的原理图；图11是图1的直流供电端连接的5V稳压模块的原理图。具体实施方式下面结合实施例，对本技术进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本技术的保护范围。一种太阳能供电的智能水体增氧系统，如图1～11所示，包括耕水机、太阳能电池组和蓄电池组，本技术的创新在于：所述太阳能电池组的输出端连接最大功率点跟踪控制单元的一端，最大功率点跟踪控制单元的另一端连接充放电控制单元的一端，充放电控制单元的另两端分别连接蓄电池组和逆变器单元的一端，逆变器单元的另一端连接所述耕水机的供电端，该耕水机的控制端连接中央控制单元的输入输出接口，该中央控制单元的输入输出接口还分别连接用于检测太阳能电池组输出电压的太阳能电池组电压检测单元、用于检测蓄电池组输出电压的蓄电池组电压检测单元、用于检测太阳能电池组及蓄电池组电流的太阳能电池组及蓄电池组电流检测单元。本实施例中，所述耕水机的供电端还连接一备用电单元，所述逆变器单元和备用电单元均设置一直流供电端。所述传感器单元包括设置在水体内的溶解氧传感器模块和温度传感器模块。所述中央控制单元的输入输出接口还连接一显示单元。所述逆变器单元包括依次连接的滤波模块、推挽升压变换模块、单相全桥逆变模块和低通滤波模块，滤波模块为输入端，低通滤波模块为输出端。所述充放电控制单元以铅酸蓄电池充电专用芯片UC3906为核心。所述太阳能电池组电压检测单元和蓄电池组电压检测单元均使用并联电阻的分压法检测输出电压，每个单元中的分压电阻均通过一电压跟随器和滤波电容连接中央控制单元的输入输出接口。太阳能电池组及蓄电池组电流检测单元以线性电流传感器ACS712为核心。所述中央控制单元通过一驱动切换单元分别连接耕水机的控制端和备用电单元，驱动切换单元包括驱动模块和切换模块，驱动模块以MOSFET驱动芯片TC4422为核心，切换模块包括光电耦合器、三极管、继电器和续流二极管，三个光电耦合器将中央控制单元输出的三个控制信号进行耦合处理，然后经过三极管、续流二极管后分别连接三个继电器的三个线圈，该三个继电器实现太阳能电池组、蓄电池组和备用电单元的供电切换。下面结合附图对上述结构进行具体说明：太阳能光伏电池板所选型号为TL075，所需太阳能电池组件串联数为1，并联数为4，所需太阳能电池方阵的功率为300W。蓄电池组采用的是容量为12V，150Ah的免维护铅酸电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能供电的智能水体增氧系统，包括耕水机、太阳能电池组和蓄电池组，其特征在于：所述太阳能电池组的输出端连接最大功率点跟踪控制单元的一端，最大功率点跟踪控制单元的另一端连接充放电控制单元的一端，充放电控制单元的另两端分别连接蓄电池组和逆变器单元的一端，逆变器单元的另一端连接所述耕水机的供电端，该耕水机的控制端连接中央控制单元的输入输出接口，该中央控制单元的输入输出接口还分别连接用于检测太阳能电池组输出电压的太阳能电池组电压检测单元、用于检测蓄电池组输出电压的蓄电池组电压检测单元、用于检测太阳能电池组及蓄电池组电流的太阳能电池组及蓄电池组电流检测单元和传感器单元。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能供电的智能水体增氧系统，包括耕水机、太阳能电池组和蓄电池组，其特征在于：所述太阳能电池组的输出端连接最大功率点跟踪控制单元的一端，最大功率点跟踪控制单元的另一端连接充放电控制单元的一端，充放电控制单元的另两端分别连接蓄电池组和逆变器单元的一端，逆变器单元的另一端连接所述耕水机的供电端，该耕水机的控制端连接中央控制单元的输入输出接口，该中央控制单元的输入输出接口还分别连接用于检测太阳能电池组输出电压的太阳能电池组电压检测单元、用于检测蓄电池组输出电压的蓄电池组电压检测单元、用于检测太阳能电池组及蓄电池组电流的太阳能电池组及蓄电池组电流检测单元和传感器单元。2.根据权利要求1所述的一种太阳能供电的智能水体增氧系统，其特征在于：所述耕水机的供电端还连接一备用电单元，所述逆变器单元和备用电单元均设置一直流供电端。3.根据权利要求2所述的一种太阳能供电的智能水体增氧系统，其特征在于：所述传感器单元包括设置在水体内的溶解氧传感器模块和温度传感器模块。4.根据权利要求3所述的一种太阳能供电的智能水体增氧系统，其特征在于：所述中央控制单元的输入输出接口还连接一显示单元。5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种太阳能供电的智能水体增氧系统，其特征在于：所述逆变器单元包括依次连接的滤波模块、推挽升压变换模块、单相全桥逆变模块和低通滤波模...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨世凤，李欢欢，赵继民，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：新型
国别省市：天津,12