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    光伏鱼塘水质光照环境一体化监测
    时间:2025-06-17 涉川
    方案介绍
    本方案面向“渔光互补”产业模式中光伏鱼塘复合生态系统,集成水质监测、光照环境感知、气象采集、4G无线传输与数据平台可视化于一体,构建智能化、网络化、可持续的鱼塘运行监控系统。系统可实时掌握水体生态状况与光照资源变化,辅助精准养殖、水质调控与光伏能效管理。
    监测目标
    1. 实时掌握鱼塘水体温度、pH、溶解氧、电导率、氨氮等关键参数
    2. 动态监测光伏阵列下方与周边区域光照强度变化
    3. 获取气象参数(风速、风向、气温、湿度、雨量)
    4. 通过4G网络自动上传监测数据至云平台,实现远程监管
    5. 辅助渔业养殖调控与光伏系统运维管理,实现系统协同优化
    需求分析
    光伏板遮光对水体生态环境产生影响,需准确掌握其对鱼类生长、水质变化、病害频发等问题的作用机理。同时,水质异常变化、光照强度过低、电池板遮挡分布不均等因素也影响发电效率与养殖效益,亟需一套集成化、多参数、可视化的智能监测系统,支撑渔光协同决策。
    监测方法
    水质监测探头沉入鱼塘中,实时采集多项参数;光照传感器布设于光伏板上方与下方位置,用于比较光照差异;气象站安装于鱼塘边缘高位平台,采集风速、风向、温湿度等外部环境因素。所有数据经由4G传输模块上传至远程平台,供管理人员实时查看与分析。
    应用原理
    基于电化学、电导率、电极法、光敏电阻、光电二极管、叶面温差原理、气象传感等复合传感机制,结合嵌入式数据采集主机进行数据整合,通过物联网技术实现远程感知与智能预警。
    功能特点
    1. 水质参数全覆盖:可实时监测水温、pH、溶解氧、电导率、氨氮、浊度等指标
    2. 光照多点对比分析:区分光伏阵列上方与下方照度变化趋势,评价遮光效应
    3. 气象感知精准可靠:提供风雨气温等要素对养殖和发电的辅助判断依据
    4. 4G无线远程传输:数据实时上报,无需现场值守
    5. 太阳能低功耗运行:搭配太阳能供电系统,无需外接电源,适应野外环境
    6. 数据平台可视化:支持手机小程序、网页端同步查看与管理历史数据
    7. 预警推送机制:水质异常、光照过低、设备离线等情况自动报警
    8. 模块化部署:可根据鱼塘面积与光伏分布灵活增减传感模块
    硬件清单
    主要包含多参数水质传感器、光照传感器、微型气象站、数据采集终端(支持4G通信)、太阳能供电系统、安装支架、云平台账号等设备。
    硬件参数(量程、精度)
    • 水温:-10~80℃,精度±0.2℃
    • pH:0~14,精度±0.1
    • 溶解氧:0~20mg/L,精度±0.3mg/L
    • 电导率:0~20000μS/cm,精度±1%FS
    • 氨氮:0~50mg/L,精度±0.5mg/L
    • 光照强度:0~200000Lux,精度±2%
    • 风速:0~30m/s,精度±0.3m/s
    • 通信方式:4G全网通,支持断点续传与数据缓存
    • 供电方式:12V直流,配套太阳能板+锂电池
    • 防护等级:IP66/IP67,满足户外环境部署要求
    方案实现
    1. 确定鱼塘内典型监测点布设位置
    2. 安装水质探头在合理水深处,固定抗干扰
    3. 安装光照传感器于光伏板上方、下方和对照空白区域
    4. 气象站布设于无遮挡处,避开光伏阴影区
    5. 数据采集终端连接全部传感器,接入4G无线模块
    6. 开通数据云平台账户,设定上传频率和报警阈值
    7. 完成调试与运行,平台上线展示监测大屏与手机端同步访问
    数据分析
    平台通过趋势图、对比图与阈值报警功能,实现对水质变化与光照环境联动分析。通过长期数据积累,评估不同光照区养殖水质差异,指导鱼苗投放、饲料投喂、水质调控等精细化养殖策略;同时协助光伏运维人员识别异常遮挡、效率波动等问题。
    预警决策
    系统支持多种预警设定,包括pH过高、溶氧过低、光照不足、设备离线等,推送至平台端、手机APP或微信小程序,实现24小时远程监管。
    方案优点
    1. 一体化感知光伏与渔业系统关键要素,提升管理效率
    2. 高精度水质监测,保障养殖环境健康
    3. 实时光照分析,辅助光伏发电与水生态评估
    4. 自动报警机制,显著降低养殖风险
    5. 模块化设计,适应多种养殖模式与规模场景
    应用领域
    适用于“渔光互补”光伏养殖基地、水产养殖示范区、农光互补示范园、现代渔业科研试验场、农业光伏融合项目等场所。
    效益分析
    该方案可显著提升鱼塘水质管理能力,优化光伏遮光布设结构,提升水产养殖产量与光伏发电效率双重经济效益,减少水体污染、降低能耗支出,推动绿色生态农业可持续发展。
    国标规范
    1. GB/T 20466-2006《水质自动监测技术规范》
    2. HJ 212-2017《污染物在线监控(监测)系统数据传输标准》
    3. NY/T 3432-2019《水产养殖环境参数自动监测技术规范》
    4. GB/T 18883-2022《环境空气质量标准》
    5. NB/T 32004-2013《光伏农业技术导则》
    参考文献
    1. 《渔光互补模式下光照变化对水生态影响研究》
    2. 《智能水产养殖系统中的水质监测关键技术》
    3. 《太阳能气象与农业融合系统设计研究》
    4. 《基于物联网的渔业环境感知系统设计与实践》
    案例分享
    在华东某大型“渔光互补”项目中部署本方案后,实时掌握池塘水质和光伏照度状态,实现对池塘中不同区域养殖密度与发电效率的动态调控,有效提升养殖产值20%以上,同时确保光伏运行效率在年平均90%以上,为融合型渔光项目提供了数据支持与示范样板。
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