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1、20112011级本科毕业论文级本科毕业论文 新型太阳能灭虫器新型太阳能灭虫器院系名称：物理与电子信息学院院系名称：物理与电子信息学院专业名称：光伏科学与技术方向专业名称：光伏科学与技术方向学生名称：赵磊学生名称：赵磊学号：学号：110514141指导老师：张旭指导老师：张旭完成时间：完成时间：2013年年12月月20日日目录摘要摘要11 1研究背景及意义研究背景及意义22太阳能灭虫器的整体设计太阳能灭虫器的整体设计3 2160WP太阳能组件3 22 10A太阳能控制器3 2350AH铅酸蓄电池4 24150W逆变器4 2525W电动诱虫器4 26收虫器5 27外壳和支架等组成53产品工作原理
2、产品工作原理6 31工作原理示意图及说明7 32工作电路简图7 33充电控制电路7 34逆变电路7 35光控开关84使用方法使用方法85与现阶段同类产品比较与现阶段同类产品比较 96预计应用前景与推广价值预计应用前景与推广价值107参考文献参考文献10新型高效太阳能灭虫器研究与设计新型高效太阳能灭虫器研究与设计【摘要】【摘要】目前，防治蔬菜病虫害的方法主要采取化学防治，由于农民不能合理使用农药，乱用、滥用农药十分突出，常导致上市的蔬菜农药残留严重超标，甚至引发蔬菜农药中毒事件。因为缺少监管力度，以及没有一个完善的蔬菜农药检测制度，看似新鲜亮丽的蔬菜，可能会成为消费者健康身体的隐形杀手。随着人们
3、生活水平提高，追求农产品的优质安全不仅是广大消费者最基本的要求，也是提高农产品在国内外竞争力的必然选择。本文介绍了一种太阳能灭虫器，与传统的灭虫器不同，采用太阳能发电的模式，在田间引诱有害昆虫，引诱范围广，解决了人工喷洒农药的弊端，节约生产成本，提高生产效率，提高农作物质量，起到节能减排的目的。关键词：农药残留超标；太阳能；灭虫器；节能减排1 1研究背景及意义研究背景及意义长期以来，农民用惯了价格便宜、见效快、杀伤力大、毒性高的农药如对硫磷、甲胺磷、甲拌磷、氧乐果、呋喃丹等高毒农药，并对这些农药的性状、特点、使用方法、效果比较了解，只注重农药防治效果，不考虑农药毒性。并且盲目的增加用药量和用药
4、次数，收取蔬菜时根本不考虑是否超过了农药的安全期。施药器械落后，“跑、冒、滴、漏”问题突出，使用技术是大雾滴喷雾，这种方法只有1%3%的药业被靶标（害虫、杂草或者病原体）吸收，大量药业残留在蔬菜上。这些原因导致了大量的农药超标蔬菜流入市场，危害着消费者的身体健康。由此，太阳能灭虫器用运而生，太阳能灭虫器采用现代声、光、电的物理方法，利用昆虫的趋光性、趋波性、趋色性来诱捕害虫，选用对害虫有极强吸引力的光源与波长波段引诱害虫。将光、波、色三种诱捕方式融为一体。为了方便用户使用，以促进节约能源，充分利用优厚的自然条件，通过太阳能电池板将光能转化为电能使用,可免除用户在农田架设线路的麻烦,为害虫的监控
5、和防治提供了先进实用的防治工具。图图1 几种常见的农田喷药模式几种常见的农田喷药模式图图2 超市货架上鲜亮的蔬菜水果超市货架上鲜亮的蔬菜水果2 太阳能灭虫器的整体设计 2.1 60WP太阳能组件太阳能组件 它是太阳能灭虫器发电系统中的核心部分，在有光照（无论是还是其它发光体产生的光照）情况下，电池板吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，在光生伏打效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，其作用是将太阳的辐射能直接转换为直流电，存贮于蓄电池内备用。2.2 10A2.2 10A太阳能控制器太阳能控制器在太阳能灭虫器发电系统中，充电控制器的基本作用是为蓄电池提供
6、最佳的充电电流和电压，以便快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。高级的控制器可以同时记录并显示系统各种重要数据，如充电电流、电压等。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。控制器主要功能如下：1）过充保护：避免蓄电池因充电电压过高而造成损坏。2）过放保护：避免蓄电池因放电到过低的电压而损坏。3）防反接功能：避免蓄电池及太阳能电池板因正负极接反而不能使用甚至酿成事故。4）防雷击功能：避免因雷击而损坏整个系统。5）温度
7、补偿：主要针对温差大的地方，保证蓄电池处于最佳的充电效果。6）定时功能：控制负载的工作时间，避免能源浪费。7）过流保护：当负载过大或短路时，自动切断负载，保证系统的安全运行。8）过热保护：当系统工作温度过高时，自动停止给负载供电，故障排除后，自动恢复正常工作。9）自动识别电压：对于不同的系统工作电压，自动识别，无须另外设置。2.3 50AH2.3 50AH铅酸蓄电池铅酸蓄电池蓄电池的作用是将太阳能电池方阵发出直流电贮存起来，以便负载使用。在太阳能灭虫器发电系统中，蓄电池处于浮充放电状态。白天太阳能电池方阵给蓄电池充电，晚上诱虫器用电全部由蓄电池供给。蓄电池系统：电流10W12V5/6A需要满足
8、连续阴雨天5天的照明需求。（5天另加阴雨天前一夜的照明，计6天，每天照明6个小时）蓄电池5/6A6h（51）天30AH另外为了防止蓄电池过充和过放，蓄电池一般充电到90左右；放电余留20左右。所以30AH也只是应用中真正标准的70左右。计算电池板的需求峰值（WP）：照明设施累计照明时间需要为6小时（h）；电池板平均每天接受有效光照时间为4.5小时（h）；要放宽对电池板需求20的预留额。WP17.4V（5/6A6h120）4.5h4/3W蓄电池额定电压：12V，蓄电池额定容量：10Ah 2.4 150W2.4 150W逆变器逆变器太阳能灭虫器的逆变器能将储存在蓄电池中的直流电能转变成交流电（一般
9、为220v50HZ正弦或方波）供给电动诱虫器使用。2.5 25W电动诱虫器根据害虫对紫外线有较敏感的趋光性的原理制作而成的一种诱捕工具。许多实验证明，在光谱范围为2900-3650 lm/W时对害虫成虫诱力最大，为此，我们采用了一种25W紫外灯管，这种灯宽波长，多波峰，能诱集更多品种的害虫，灯体规格:238*235*655MM，紫外灯管的能量来自储存在蓄电池中的电能，夜里使用。图图 3 诱虫器紫光灯诱虫器紫光灯2.6 2.6 收虫器收虫器 太阳能灭虫器的收虫器采用可移动式，PC 材料制作，经久耐用，收虫器里盛满清水，害虫被诱虫器吸引过来后掉进收虫器中溺水死亡。（如图4）组成组成太阳能诱虫器的支
10、架采用不锈钢材料，能很好的适用田间的恶劣环境，支撑杆采用可调节式，增大了引诱害虫的种类。外壳采用鲜黄色设计，利用害虫的趋色性，能更好的吸引害虫。图图4 4 收虫器收集到的昆虫收虫器收集到的昆虫图图5 产品实物图产品实物图白天太阳能电池板吸收太阳光并将其转换成电能，通过控制器给蓄电池蓄电。当诱虫器需要使用交流电时可由逆变器将蓄电池中的电能转换成交流电，供其使用。太阳能电太阳能电池板池板控制器控制器蓄电池蓄电池逆变器逆变器诱虫器诱虫器3 3 产品工作原理产品工作原理图图6 6 工作电路简图工作电路简图3.3 充电控制电路在充电控制系统中，包括了整流，整压，状态控制等一系列功能，使充电时候能够高效，
11、平稳的为蓄电池提供最佳的充电电压和电流，而且有效地防止了电池过充，过放，同时保护电池，延长蓄电池的寿命，蓄电池充电电路原理图如下:图图7 充电电路充电电路3.4 逆变电路太阳能逆变器是将控制和逆变集成于一体的智能逆变电源。可控制太阳能电池和风力发电机对蓄电池进行智能充电，并将蓄电池的直流电通过太阳能逆变电源变成220V的正弦波交流电，供用户负载使用。保护功能：保护功能：输入接反保护、输入欠压保护、输入过压保护、输出过载保护、输出短路保护、过热保护。图图8逆变器电路图逆变器电路图 3.5 光控开关诱虫器的开关采用光控与强制开关两种，且强制开关的优先级高于光控开关，这样能省去每天开关诱捕器的麻烦。
12、图图9 光控开关电路图光控开关电路图4 使用方法将太阳能灭虫器放到害虫危害的田地里，打开蓄电池充电开关，此时太阳能电池板正在给蓄电池充电，然后将收虫器里倒满清水。尽量将产品放在比较空旷的地方，调节支撑杆的高度为0.7米到1.5米之间最为适合。有效面积：南方20亩-30亩；北方30-50亩。使用产品时，每天在黄昏时光控开关自动打开诱捕器，到第二天清晨关闭，时长约为12个小时。诱杀品种:1.森林害虫：桦尺蠖、春尺蠖、松毛虫、杨树白蛾、美国白蛾、灯蛾、柳毒蛾、光肩星天牛、柄天牛、大青叶2.果树害虫：食心虫、吸果夜蛾、桃蛀螟；3.棉花害虫：棉铃虫、红铃虫、大造桥虫、小造桥虫、烟青虫、地老虎蛾；4.蔬菜
13、害虫：甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、小菜蛾、菜青虫、菜螟、蝼蛄；5.水稻害虫：稻螟、稻二化螟、稻三化螟、稻纵卷叶螟、黑尾叶蝉、稻飞虱；6.麦类害虫：麦蛾、粘虫；7.杂粮害虫：高粱条螟、玉米螟、大豆食心虫、豆天蛾、谷子钻心虫；8.仓储害虫：大谷盗、小谷盗、药材甲、麦蛾、黑粉虫；9.草原害虫：亚洲小车蝗、草地螟、叶甲；10.地下害虫：金龟子、地老虎蛾、蝼蛄。5与现阶段同类产品比较6 预计应用前景与推广价值1.太阳能灭虫器无需人员看管、诱捕害虫种类多数量大、操作简便、成本低、收入高；2.采用自发电模式，避免在农田四处拉电线的麻烦，降低生产成本,而且更有利于环保；3.趋光、趋波、趋色、趋性、群飞等工作原理。宽谱灯诱虫，宽波长，多波峰，诱集更多的害虫；4.节约成本，溺死的虫子可作饲料，用于喂鸡、喂鱼、喂鸟、喂牛蛙；5.能减少农作物的农药残留和污染，无公害，绿色环保农作物有益人畜健康；6.效果可观：减少害虫危害和劳动强度，增产增收，增加农业收入。一次投资，长期受益；7.防雨的设计，淋雨不短路，电器元件备受保护；8.不锈钢支撑架不易锈蚀；9.光控型开关免除每天开关灯的麻烦；10.复合杀虫方法专门对付稻飞虱之类的小型害虫；11.多种安装方式；12.广泛应用于农业、林业、蔬菜、仓储、茶叶、烟草、园林、大棚、葡萄园、水产养殖、小区、庭院、绿化等方面。