湖南茶油種植示范基地太陽能波涌灌灌溉工程方案設(shè)計書湖南月兒太陽能科技XX2012年12月19日目錄TOC\o"1-3"\h\u278561.工程概述3243282.工程環(huán)境概況3182762.1.地形3255852.2.土壤454632.3.作物451692.4.水源497142.5.氣象4121483.總體布置5229293.1.布置原那么5159983.2.灌溉制度6913.2.1.灌水定額6229193.2.2.灌水周期6244913.2..3.灌溉制度637034.系統(tǒng)設(shè)計671304.1.設(shè)計原理6199814.2.設(shè)備選型7290054.2.1.光伏水泵7161834.2.2.太陽能電池板8161084.2.3.光伏匯流箱10309144.2.4.控制器10231265.產(chǎn)品報價111.工程概述太陽能光伏提水波涌灌溉又稱涌流灌溉或間歇灌溉。它是把灌溉水?dāng)嗬m(xù)地按一定周期向灌水溝（畦）供水，逐段濕潤土壤，直到水流推進到灌水溝（畦）末端為止的一種節(jié)水型地面灌溉新技術(shù)，具有灌水均勻、灌水質(zhì)量高、水流推進速度快、省水、節(jié)能和保肥等優(yōu)點，另外還具有容易實行小定額灌溉和自動控制等特點，特別適宜在我國旱作物灌區(qū)地面灌溉推廣應(yīng)用2.工程環(huán)境概況2.1.地形該基地處湖南衡陽中東部,湘江中下游。地形以丘陵為主，崗地為輔，兼有小平原和山地，地勢東高西低海拔在200m以上,500m以下,相對高度一般不超過200m,高低起伏,坡度較緩,由連綿不斷的低矮山丘組成的地形為大陸性中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候,水資源豐富,丘陵相鄰處有河流經(jīng)過。2.2.土壤土壤結(jié)構(gòu):耕地土壤以壤土為主，土層厚度約為1～2米，田間持水率約為28%（占體積百分比）。偏酸性,有機質(zhì)、堿解氮含量較高,有效磷含量適宜,速效鉀的含量偏低,與1980年相比,pH值有所下降,其他均有所提升。2.3.作物全區(qū)區(qū)內(nèi)主要種植作物為無性系繁殖茶樹，茶樹行距2m×3m，日耗水強度5mm。項目總灌溉面積40畝，投資30.50萬元，單位面積投資7625元/畝。有效灌溉面積占總面積的95%，種植間距為2m，噴灌間距4m2.4.水源水源方便，附近河流取水2.5.氣象衡東天氣情況分析表源自XX天文臺和美國舊金山航天局的NASA數(shù)據(jù)庫，湖南衡東近20年的天氣情況信息如下（表1）:中國衡東氣候資料氣象位置：北緯27.10度，東經(jīng)112.95度，海拔208米月份氣溫濕度平均日照時間風(fēng)速

°C%kWh/m2/dm/s一月6.474.1%2.012.2二月8.175.4%2.003.0三月11.478.7%4.353.2四月17.081.3%5.183.2五月21.479.6%5.873.0六月24.780.9%6.304.4七月26.878.7%6.374.8八月25.981.2%6.624.6九月23.077.2%5.863.5十月18.769.4%5.103.2十一月13.667.3%3.853.5十二月8.568.5%3.492.8平均17.176.0%4．753.2結(jié)論：有效日照時數(shù)：3.2小時符合太陽能的發(fā)電要求標準3.總體布置3.1.布置原那么涌灌系統(tǒng)的布置在保證灌水質(zhì)量、運行安全可靠和管理方便的前提下，盡可能降低工程造價和運行費用，提高設(shè)備利用率，本工程的布置主要按以下原那么進行：a、工程規(guī)劃與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)區(qū)劃和水利規(guī)劃協(xié)調(diào)一致；b、所用設(shè)備安裝方便，運行操作安全可靠；c、盡量使水量分配均勻一致，不使管道之間出現(xiàn)流量過于集中和過于分散的情況；d、管道一般順坡或平坡布置，盡量減少逆坡布置的管道數(shù)量，有利于減小水頭損失，改善流動性能，使管道間壓力較為均衡。3.2.灌溉制度3.2.1.灌水定額本灌區(qū)內(nèi)種植作物為茶樹，茶樹幼苗根系淺，抗旱能力差。故本工程以茶樹幼苗的需水要求為依據(jù)進行設(shè)計，成齡茶樹灌溉時可通過延長灌水時間來滿足作物需水要求。設(shè)計灌水定額按下式計算：m=0.1H(θ＇max－θ＇min)/η茶苗計劃濕潤層深度H取30cm，土壤適宜含水量上、下限分別取田間持水量的95%、65%，壤土田間持水量為28（占體積百分比）。灌溉水利用系數(shù)η取0.85，那么灌水定額為m=30mm，即20m3/畝。3.2.2.灌水周期設(shè)計灌水周期是指在設(shè)計灌水定額和設(shè)計日耗水強度的條件下，能滿足作物需要的兩次灌水之間的最長時間間隔，按下式計算：T=mη/Ea根據(jù)衡東縣有關(guān)氣象資料和茶園實際耗水情況分析，確定茶園的耗水強度為5mm/d，計算出灌水周期T=5.1天，采用設(shè)計灌水周期為5天。3.2..3.灌溉制度4.系統(tǒng)設(shè)計4.1.設(shè)計原理本項目區(qū)均采用固定管道式噴灌系統(tǒng)，管道埋置于地下，管道選用UPVC管，灌溉水源采用河水，水泵加壓。根據(jù)項目區(qū)地形條件及已成水源情況，為了減少水壓沿程損失，降低能耗管道系統(tǒng)中分干管和支管采用魚骨式布置方式，以達到操作管理方便，系統(tǒng)投資和運行費用最低的目的每區(qū)控制面積10畝，管材均為UPVC管道系統(tǒng)。涌灌系統(tǒng)采用如下結(jié)構(gòu)：水源（河水）→太陽能直流水泵（抽水加壓）→計量裝置（壓力表）→F2000介質(zhì)過濾器→主管道→F3200全自動過濾器）→分干管(地埋UPVC管)→支管（地埋UPVC管）→附管（地面PE管）→壓力補償?shù)晤^（超滴富ND）→3*5毛管動力采用太陽能市電互補電能作動力，白天優(yōu)先使用太陽能，夜晚使用市電，可24小時工作。4.2.設(shè)備選型4.2.1.光伏水泵根據(jù)灌水定額為m=30mm，即20m3/畝。選用流量20m3/h,揚程50m，揚水管管徑為76.2mm，功率2.8千瓦3DS-14型月兒牌光伏水泵三個。水泵其工作效率高于交流電機；水泵是全新的三活塞容積泵，其效率遠高于市面上的傳統(tǒng)水泵；，功能強大，使用方便，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。4.2.2.太陽能電池板根據(jù)每小時所耗功率為2.8kw×3，每天工作時間應(yīng)按8小時計算，那么每天所耗功率為：,8400W×8=67200W太陽能板功率因素按0.8計算，每天承載功耗為：22400W/0.8=84000W,衡東每天平均日照時間為3.2小時，所需太陽能板為：84000W/3.2=26250WP相當(dāng)于約132塊200WP的太陽能板晴天通過太陽能板發(fā)電，經(jīng)控制器器供電給負載，夜晚由市電供電給負載表2單晶硅太陽電池組件（200W）產(chǎn)品圖片（僅供參考以實物為準）技術(shù)特征產(chǎn)品描述最大功率200Wp功率標準差1%～3%工作電壓26.5V工作電流7.55A開路電壓32.50V短路電流8.15A最大系統(tǒng)電壓1000VDC電壓溫度系數(shù)-155±10mV/℃電流溫度系數(shù)+0.06±0.01%/℃功率溫度系數(shù)-0.5±0.05%/℃電池片品牌月兒電池類型多晶硅電池片尺寸1480×990×35mm重量19.5Kg框架材料陽極優(yōu)化鋁合金邊框運行溫度-40℃～+85℃存儲環(huán)境-40℃～+85℃抗風(fēng)能力WindResistance60m/s耐壓AC500VDC3000V使用壽命使用壽命長達10年抗壓能力200Kg/㎡產(chǎn)品認證歐盟CE抗冰雹能力25mm,80km/h公司認證ISO9001:2000太陽能板轉(zhuǎn)化率17%4.2.3.光伏匯流箱本系統(tǒng)使用SPVCB-12匯流箱，如右圖所示。該匯流箱的接線方式為12進1出，即把相同規(guī)格的12路電池串列輸入經(jīng)匯流后輸出1路直流。該匯流箱具有以下特點：防護等級IP65，滿足室外安裝的要求；可同時接入12路電池串列，每路電池串列的允許最大電流10A；每路接入電池串列的開路電壓值最大可達DC900V；每路電池串列的正負極都配有光伏專用高壓直流熔絲進行保護，其耐壓值可達DC1000V；直流輸出母線的正極對地、負極對地、正負極之間配有光伏專用防雷器，防雷器選用菲尼克斯品牌；直流輸出母線端配有可分斷的直流斷路器，斷路器選用ABB品牌。匯流箱的電氣原理框圖如下圖所示：4.2.4.控制器采用微電腦智能控制技術(shù)，具有能量跟蹤控制、自動缺水保護、蓄水滿水保護、防凍保護、智能故障保護的功能。系統(tǒng)的各種運行方式和狀態(tài)均由控制器控制完成。整個系統(tǒng)的設(shè)計以方便用戶使用、運行高效可靠為目的，構(gòu)造簡單，具有多功能和智能保護的特點，可以實現(xiàn)不同揚程下流量與能量之間的自動平衡產(chǎn)品報價社會、經(jīng)濟、環(huán)境效益社會效益：可優(yōu)化能源電力結(jié)構(gòu)。隨著三線城市不斷的快速發(fā)展，電力需求不斷增加，每年耗用大量燃煤、二氧化碳、二氧化硫等排放量，造成生態(tài)環(huán)境的破壞和嚴重的污染，且火電燃料運輸勢必增加發(fā)電成本。國家要求每個省常規(guī)能源和再生能源必須保持一定的比例，除水電外，相對于其它再生能源，光伏電開發(fā)已日趨成熟，因此，大力發(fā)展光伏發(fā)電，將改善能源結(jié)構(gòu)，有利于增加再生能源的比例。同時，清潔無污染的新能源有利于促進人文地理環(huán)境的和諧發(fā)展。大力提高灌區(qū)的知名度。經(jīng)濟效益：太陽能光伏水泵系統(tǒng)零電費支出，即節(jié)約了灌溉成本。又保證豐產(chǎn)豐收環(huán)境效益：隨著石油和煤炭的大量開發(fā)，不可再生能源保有儲量越來越少，終有枯竭的一天，因而新能源的