湖南茶油种植示范基地太阳能波涌灌灌溉工程方案设计书

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1、湖南茶油种植示范基地太阳能波涌灌灌溉工程方案设计书湖南月儿太阳能科技有限公司2012年12月19日目录1. 工程概述32. 工程环境概况32.1. 地形32.2. 土壤42.3. 作物42.4. 水源42.5. 气象43.总体布置53.1. 布置原则53.2. 灌溉制度63.2.1. 灌水定额63.2.2. 灌水周期63.2.3. 灌溉制度64. 系统设计64.1. 设计原理64.2. 设备选型74.2.1. 光伏水泵74.2.2. 太阳能电池板84.2.3. 光伏汇流箱104.2.4. 控制器105. 产品报价111. 工程概述 太阳能光伏提水波涌灌溉又称涌流灌溉或间歇灌溉。它是把灌溉水断续

2、地按一定周期向灌水沟（畦）供水，逐段湿润土壤，直到水流推进到灌水沟（畦）末端为止的一种节水型地面灌溉新技术，具有灌水均匀、灌水质量高、水流推进速度快、省水、节能和保肥等优点，另外还具有容易实行小定额灌溉和自动控制等特点，特别适宜在我国旱作物灌区地面灌溉推广应用2. 工程环境概况2.1. 地形该基地处湖南衡阳中东部,湘江中下游。地形以丘陵为主，岗地为辅，兼有小平原和山地，地势东高西低海拔在200m以上,500m以下,相对高度一般不超过200m,高低起伏,坡度较缓,由连绵不断的低矮山丘组成的地形为大陆性中亚热带季风湿润气候,水资源丰富,丘陵相邻处有河流经过。 2.2. 土壤土壤结构:耕地土壤以壤土

3、为主，土层厚度约为12米，田间持水率约为28%（占体积百分比）。偏酸性,有机质、碱解氮含量较高,有效磷含量适宜,速效钾的含量偏低,与1980年相比,pH值有所下降,其他均有所提升。2.3. 作物全区区内主要种植作物为无性系繁殖茶树，茶树行距2m3m，日耗水强度5mm。项目总灌溉面积40亩，投资30.50万元，单位面积投资7625元/亩。有效灌溉面积占总面积的 95%，种植间距为2m，喷灌间距4m2.4. 水源水源方便，附近河流取水2.5. 气象衡东天气情况分析表源自香港天文台和美国旧金山航天局的NASA数据库，湖南衡东近20年的天气情况信息如下（表1）:中国衡东气候资料气象位置：北纬 27.1

4、0度， 东经 112.95 度， 海拔 208米月份 气温湿度平均日照时间风速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%4753.2结论：l 有效日照时数：3.2小

5、时l 符合太阳能的发电要求标准3.总体布置3.1. 布置原则涌灌系统的布置在保证灌水质量、运行安全可靠和管理方便的前提下，尽可能降低工程造价和运行费用，提高设备利用率，本工程的布置主要按以下原则进行：a、工程规划与当地农业区划和水利规划协调一致；b、所用设备安装方便，运行操作安全可靠；c、尽量使水量分配均匀一致，不使管道之间出现流量过于集中和过于分散的情况；d、管道一般顺坡或平坡布置，尽量减少逆坡布置的管道数量，有利于减小水头损失，改善流动性能，使管道间压力较为均衡。3.2. 灌溉制度3.2.1. 灌水定额本灌区内种植作物为茶树，茶树幼苗根系浅，抗旱能力差。故本工程以茶树幼苗的需水要求为依据进

6、行设计，成龄茶树灌溉时可通过延长灌水时间来满足作物需水要求。设计灌水定额按下式计算：m=0.1H(maxmin)/茶苗计划湿润层深度H取30cm，土壤适宜含水量上、下限分别取田间持水量的95%、65%，壤土田间持水量为28（占体积百分比）。灌溉水利用系数取0.85，则灌水定额为m=30mm，即20m3/亩。3.2.2. 灌水周期设计灌水周期是指在设计灌水定额和设计日耗水强度的条件下，能满足作物需要的两次灌水之间的最长时间间隔，按下式计算：T=m/Ea根据衡东县有关气象资料和茶园实际耗水情况分析，确定茶园的耗水强度为5mm/d，计算出灌水周期T=5.1天，采用设计灌水周期为5天。3.2.3. 灌

7、溉制度根据茶叶喜温喜湿的生长特性，总结我县茶园的增产灌水经验，采取浅水勤灌的灌水方式。4. 系统设计4.1. 设计原理本项目区均采用固定管道式喷灌系统，管道埋置于地下，管道选用UPVC管，灌溉水源采用河水，水泵加压。根据项目区地形条件及已成水源情况，为了减少水压沿程损失，降低能耗管道系统中分干管和支管采用鱼骨式布置方式，以达到操作管理方便，系统投资和运行费用最低的目的根据灌区总体规划及轮灌组的划分, 确定本灌区分4区。每区控制面积10亩， 每区每次同时工作喷点数不大于5个。共布置干管4条、支管15条，75干管长364m，40支管长22300m；干、支均埋置于地下，埋置深度为地面以下0.6m，管

8、材均为UPVC管道系统。涌灌系统采用如下结构： 水源（河水）太阳能直流水泵（抽水加压）计量装置（压力表）F2000介质过滤器主管道F3200全自动过滤器）分干管(地埋UPVC管)支管（地埋UPVC管）附管（地面PE管）压力补偿滴头（超滴富ND）3*5毛管 动力 采用太阳能市电互补电能作动力，白天优先使用太阳能，夜晚使用市电，可24小时工作。4.2. 设备选型4.2.1. 光伏水泵根据灌水定额为m=30mm，即20m3/亩。选用流量20m3/h,扬程50m，扬水管管径为76.2mm，功率2.8千瓦3DS-14型月儿牌光伏水泵三个。 水泵其工作效率高于交流电机；水泵是全新的三活塞容积泵，其效率远高

9、于市面上的传 统水泵；，功能强大， 使用方便，是理想的绿色环保产品。 4.2.2. 太阳能电池板 根据每小时所耗功率为2.8kw3，每天工作时间应按8小时计算，则每天所耗功率为：,8400 W8=67200W 太阳能板功率因素按0.8计算，每天承载功耗为：22400W/0.8=84000W, 衡东每天平均日照时间为3.2小时，所需太阳能板为：84000W/3.2=26250WP 相当于约132块200WP的太阳能板晴天通过太阳能板发电，经控制器器供电给负载，夜晚由市电供电给负载表2 单晶硅太阳电池组件（200W）产品图片（仅供参考以实物为准）技术特征产品描述最大功率200Wp功率标准差1%3%

10、工作电压26.5V工作电流7.55A开路电压32.50V短路电流8.15A最大系统电压1000V DC电压温度系数-15510mV/电流温度系数+0.060.01%/功率温度系数-0.50.05%/电池片品牌月儿电池类型多晶硅电池片尺寸148099035mm重量19.5Kg框架材料阳极优化铝合金边框运行温度-40+85存储环境-40+85抗风能力Wind Resistance60m/s耐压AC500V DC3000V使用寿命使用寿命长达10年 抗压能力200Kg/产品认证欧盟CE抗冰雹能力25mm,80km/h公司认证ISO9001:2000太阳能板转化率17% 4.2.3. 光伏汇流箱1)

11、本系统使用SPVCB-12汇流箱，如右图所示。2) 该汇流箱的接线方式为12进1出，即把相同规格的12路电池串列输入经汇流后输出1路直流。该汇流箱具有以下特点：3) 防护等级IP65，满足室外安装的要求；4) 可同时接入12路电池串列，每路电池串列的允许最大电流10A；5) 每路接入电池串列的开路电压值最大可达DC900V；6) 每路电池串列的正负极都配有光伏专用高压直流熔丝进行保护，其耐压值可达DC1000V；7) 直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用防雷器，防雷器选用菲尼克斯品牌；8) 直流输出母线端配有可分断的直流断路器，断路器选用ABB品牌。 9) 汇流箱的电气原理

12、框图如下图所示：4.2.4. 控制器采用微电脑智能控制技术，具有能量跟踪控制、自动缺水保护、蓄 水满水保护、防冻保护、智能故障保护的功能。系统的各种运行方式和状态均由控 制器控制完成。整个系统的设计以方便用户使用、运行高效可靠为目的，构造简单， 具有多功能和智能保护的特点，可以实现不同扬程下流量与能量之间的自动平衡 5. 产品报价 / 文档可自由编辑打印6. 社会、经济、环境效益社会效益： 可优化能源电力结构。随着三线城市不断的快速发展，电力需求不断增加，每年耗用大量燃煤、二氧化碳、二氧化硫等排放量，造成生态环境的破坏和严重的污染，且火电燃料运输势必增加发电成本。 国家要求每个省常规能源和再生

13、能源必须保持一定的比例，除水电外，相对于其它再生能源，光伏电开发已日趋成熟，因此，大力发展光伏发电，将改善能源结构，有利于增加再生能源的比例。 同时，清洁无污染的新能源有利于促进人文地理环境的和谐发展。大力提高灌区的知名度。经济效益： 太阳能光伏水泵系统零电费支出，即节约了灌溉成本。又保证丰产丰收环境效益： 随着石油和煤炭的大量开发，不可再生能源保有储量越来越少，终有枯竭的一天，因而新能源的开发已经提到了战略高度。2005 年 2 月28日通过的中华人民共和国可再生能源法己明确提出“国家鼓励和支持风能、太阳能、水能、生物质能和海洋能等非化石能源并网发电”。光能是清洁的、可再生的能源，开发光能符合国家环保、节能政策，光伏电场的开发建设可有效减少常规能源尤其是煤炭资源的消耗，保护生态环境，营造出山川秀美的旅游胜地。 节能指数：零排放，节能减排效果明显。（1度电=0.4kg标准煤=4kg水=0.997kg二氧化碳=0.03kg二氧化硫=植树约5.5棵）。