基于远程控制和太阳能供电的空气电晕放电大气聚水装置制造方法及图纸

技术编号:14875068 阅读:125 留言:0更新日期:2017-03-23 22:46
本发明专利技术公开了基于远程控制和太阳能供电的空气电晕放电大气聚水装置,在农田或林区上方架设细长并且裸露的电极导线,作为放电电极,电极导线架空后平行排布,通过支撑棒和支柱型绝缘子支撑,分布式智能高压电源为若干个,独立供电,每个分布式智能高压电源包括高压模块、太阳能电池模块和远程控制系统的现场监控模块,电极导线并联接入分布式智能高压电源的高压模块输出端的一端,高压模块另一端接地。本发明专利技术不仅可以脱离电力网络独立运行,而且无须灌溉水源,直接从大气中汲取水资源,可以推广在广大灌溉困难的偏远地区使用。同时,本发明专利技术利用互联网上提供的实时天气信息,对聚水装置的运行进行远程控制,使其更加高效、可靠运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空气电晕放电大气聚水装置,具体地涉及一种结合远程控制和太阳能供电技术的空气电晕放电大气聚水技术,来满足偏远无水源区域,或者丘陵山区等汲水困难区域农业林业用水需求的装置。
技术介绍
中国作为一个农业大国,每年用于农业生产的水资源总量占全社会用水总量的50%以上,是第一用水大户,也是最有节水潜力的行业。我国农业缺水与浪费情况并存,一方面水资源紧张,每年农业缺水约300亿立方米,工程性、资源性、水质性、管理性缺水并存。另一方面,用水方式粗放,目前全国农田灌溉水有效利用系数仅为0.532,与发达国家0.7至0.8的利用系数仍有很大的差距。因此,在农业领域的新的灌溉、节水技术具有极大的探索价值。同时,在一些偏远无水源区域,或者丘陵山区等汲水困难区域,由于水资源获取困难,导致农业灌溉、防沙治沙造林等活动对水的需求无法满足,严重限制了该地区的经济可持续发展和生态环境的建设。目前被广泛使用的用来实现节水目的的主要是滴灌、水肥一体化、以及开发节水品种等技术方式,然而灌溉水源短缺的问题仍然难以解决。偏远地区、丘陵山区,或缺少水利灌溉设施的农田、林区无法实现灌溉,导致农田闲置、土地逐渐荒漠化等问题,严重影响了当地经济的发展和环境建设。另外,我国灌溉电网架设不便,导致灌溉电力配套不足,农业抗旱救灾和农田、林区浇灌受到很大限制,这一系列问题严重制约着我国农业林业的发展。考虑到我国北方广大干旱和半干旱农村地区拥有非常丰富的太阳能资源,对此,人们提出了在偏远地区建立光伏农业的解决办法,即在田野中建立光伏电站,形成一个微小电网为农业设施供电。但是如果农田或者林区面积较大,将灌溉设施集中接入可能会意味着需要更大量资金的投入。因此对于一些分散性较大的灌溉设施,可以使用分布式的微小光伏发电设备独立供电,以提高可靠性和实用性。目前我国农业中对于农业林业设备的管理,或多或少都存在着人力消耗大、工作负担重且效率低等问题。因此在空间聚水装置的实际使用中应用基于远程控制技术很有必要。
技术实现思路
针对旱作农业、防沙治沙植被的灌溉容易受地理环境和其他自然条件制约的现象,本专利技术的目的在于提供了一种基于远程控制和太阳能供电的空气电晕放电大气聚水装置,用不仅可以脱离电力网络独立运行,而且装置运行无须现有的灌溉水源,直接从大气中汲取水资源,可以推广在广大灌溉困难的偏远地区使用。同时,本装置的远程控制系统终端利用互联网上公布的实时天气信息对聚水装置的工作状态的进行远程、精确管理,既避免了大量人力资源的投入,又使得装置运行更加高效可靠。为实现以上目的,本专利技术采取了如下技术手段予以实现:本专利技术基于远程控制和太阳能供电的空气电晕放电大气聚水装置,包括电极导线,在农田或林区上方架设细长并且裸露的电极导线,作为放电电极,电极导线架空后平行排布,通过支撑棒和支柱型绝缘子支撑,分布式智能高压电源为若干个,独立供电,每个分布式智能高压电源包括高压模块、太阳能电池模块和远程控制系统的现场监控模块,电极导线并联接入分布式智能高压电源的高压模块输出端的一端,高压模块另一端接地。作为放电电极的电极导线采用不锈钢或其他导电材料制成。电极导线是直径小于2mm的裸露导线。所述分布式智能高压电源的太阳能电池模块和高压模块的输出端与现场监控模块进行信息传递,并且现场监控模块控制太阳能电池模块和高压模块的输出参数,太阳能电池模块从逆变器输出的电能传递给高压模块和现场监控模块。各个智能高压电源通过各自的现场监控模块接入移动互联网,受控于同一套远程控制终端。现场监控模块通过数据传输网络传输至远程控制终端,远程控制终端通过数据传输网络传输至现场监控模块。所述高压模块以DC-DC方式输出直流高压,输出极性可控。本专利技术用于偏远无水源区域,或者丘陵山区等汲水困难区域,与现有的灌溉装置相比较,具有以下优点:1.传统节水技术依赖于完善的水利灌溉设施,而大气中天然存在极为丰富的水资源。本装置能够获取农田上方大气中的水资源,有利于维持土壤的含水量,保证物农作物和植被生长。2.对存在于大气中的水汽进行了收集利用,需要满足一定的气象条件才能收到良好的经济效益,因此,及时便捷准确地获得当地气候数据,并实现遥控和自控是该技术能否在农业生产中推广应用的关键。本装置采用远程控制技术,合理使用公共资源,降低了成本,提高了可靠性,使装置能够根据实际环境调节使用情况,尽量避免在不适合环境时工作造成的效率低下等现象,使运行效益得到提升。3.考虑到我国北方广大干旱和半干旱农村地区拥有非常丰富的太阳能资源,本装置采用的太阳能电池模块供电,不需要电网系统供电,地理环境限制小,适用于偏远田野。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的远程控制系统系统框图。图3为本专利技术的分布式智能电源示意图。图中:1、电极导线;2、支撑棒;3、支柱型绝缘子;4、分布式智能高压电源;5、导线;6、地面;7、远程控制终端;8、数据传输网络;9、现场监控模块;10、太阳能电池模块;11、高压模块。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的内容作进一步详细说明。本专利技术提出该基于远程控制和太阳能供电技术的空气电晕电场大气聚水装置,该装置可以利用空气电晕放电和静电场原理将大气中的水分沉积于土壤和植物叶子表面。并且装置采用分布的微小太阳能设备独立供电,以自动化、网络化手段实现自我管理和遥控管理,为我国一些偏远无水源区域,或者丘陵山区等汲水困难区域的灌溉提供了新的方法。空气中含有大量的水分,对大气中的水进行回收和利用是农业节水、农田保墒,和防沙造林灌溉的有效手段。在我国华北东北等缺水地区,每年都会出20天左右的大雾天气,并且这些大雾天气主要集中在降水较少的秋冬季节。除此之外,在秋冬季节大气相对湿度较高的天气也更加容易出现。这些湿空气往往在夜间从地面开始逐渐产生和堆积,因此在一定高度上架设架空线,利用电晕放电的原理,即可以在上述的湿度较高的大气中获取水资源,并将水以液滴的形式沉降于土壤和植物叶子表面,从而达到解决农作物和植被植物生长缺水的问题。在架空裸露导线上施加高电压可以产生强电场,一方面当导线附近电场强度足够强时,可以使空气发生电晕放电产生大量带电粒子,这些粒子可以作为水蒸气的凝结核,使空气中的水蒸气液化凝结。空气被电离后产生的HNO3等物质还可以促进气体溶胶的形成,这些溶胶都是高度吸湿的,可以进一步为水滴的形成提供所需要的湿度条件。另一方面,布置在农田植物上方的架空高压导线与大地之间产生可以静电场,带电水分子团受静电场下库伦力的作用做趋向于地面的运动,最终使水滴回归到土壤和植被表面上。而装置的运行效果与实际环境有很大的关系。要将大气中的水分聚集于地面,要求空气中含有足够凝聚的微量水分,通常为大雾天气或昼夜温差大的天气。然而上述条件的形成要求大气较稳定、少云、风小、地面热量散失快、地表温度接近露点,这样的天气在时空分布上具有很大的不均匀性。针对该问题,本专利技术提出了一种远程控制技术,利用互联网实时准确地获取农田、或林区地区的局部气象信息,依据这些信息对设备的工作进行精准、快速控制,使得装置运行更加高效可靠。参照图1、图2、图3所述基于远程控制和太阳能供电技术的空气电晕放电大气聚水装置,在农田或林区上方架设细长并且裸露的电极导线1,作为放电电极,电极导本文档来自技高网
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基于远程控制和太阳能供电的空气电晕放电大气聚水装置

【技术保护点】
基于远程控制和太阳能供电的空气电晕放电大气聚水装置,包括电极导线,其特征在于,在农田或林区上方架设细长并且裸露的电极导线,作为放电电极,电极导线架空后平行排布,通过支撑棒(2)和支柱型绝缘子(3)支撑,分布式智能高压电源(4)为若干个,独立供电,每个分布式智能高压电源(4)包括高压模块(11)、太阳能电池模块(10)和远程控制系统的现场监控模块(9),电极导线(1)并联接入分布式智能高压电源(4)的高压模块(11)输出端的一端,高压模块(11)另一端接地。

【技术特征摘要】
1.基于远程控制和太阳能供电的空气电晕放电大气聚水装置,包括电极导线,其特征在于,在农田或林区上方架设细长并且裸露的电极导线,作为放电电极,电极导线架空后平行排布,通过支撑棒(2)和支柱型绝缘子(3)支撑,分布式智能高压电源(4)为若干个,独立供电,每个分布式智能高压电源(4)包括高压模块(11)、太阳能电池模块(10)和远程控制系统的现场监控模块(9),电极导线(1)并联接入分布式智能高压电源(4)的高压模块(11)输出端的一端,高压模块(11)另一端接地。2.根据权利要求1所述的基于远程控制和太阳能供电的空气电晕放电大气聚水装置,其特征在于:作为放电电极的电极导线(1)采用不锈钢或其他导电材料制成。3.根据权利要求1所述的基于远程控制和太阳能供电的空气电晕放电大气聚水装置,其特征在于:电极导线(1)是直径小于2mm的裸露导线。4.根据权利要求1所述的基于远程控制和太阳能供电的空气电晕放电大气聚水装置,其特征在于:所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨兰均张立王维詹唯
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

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