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光伏灌溉系統(tǒng)設計思路

光伏水泵系統(tǒng)組件的選擇在很大程度上影響系統(tǒng)的可靠性、效率和穩(wěn)定性。設計過程基于確定光伏模塊和太陽能泵逆變器的尺寸，以驅動水泵，水泵將水通過水管網(wǎng)絡輸送到儲罐。日本國際協(xié)力事業(yè)團(JICA)估算椰棗樹的日需水量。用Penman-Monteith公式對阿德拉爾地區(qū)的椰棗樹的耗水量進行了評估，其中考慮的氣象因素為溫度、風速、濕度和太陽輻射，計算作物消耗所需的水。此同時，管道和儲罐材料的選擇是基于它們適合殼體設計的特性。水箱的大小被設計成能容納一年中25%的z高需水量，可以灌溉100棵椰棗樹。

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光伏灌溉系統(tǒng)“系”之阻止綠洲荒漠化

一般來說，光伏灌溉系統(tǒng)首先要設計的是儲罐。根據(jù)收集到的信息，6月是全年需水量的峰值(27.66升/樹)。因此，設計是基于本月z大值進行的。在此基礎上，考慮到滴灌效率為85%，北部地區(qū)的日總需水量為97.62 m3/天。同時，對于南部地區(qū)，假設等于553.2 m3/天。

北部地區(qū)和南部地區(qū)的油井總產能分別為404.4和790.32 m3/天。關于儲水罐，由于滴灌需要1至2米之間的高程水頭，因此發(fā)現(xiàn)蓄水池支架的高程水頭為2米。玻璃纖維儲存罐可以作為一個標準的單位。根據(jù)提議的設計，每個水池可以灌溉100棵分布在大約1公頃的椰棗樹。儲罐的尺寸是根據(jù)6月份的棕櫚樹要求計算的，安全系數(shù)為25%，因此，儲罐的容量約為4 m3，直徑為1.2 m，高度為3 m。每個地區(qū)都有自己的水井，通過主管道輸送水。管道延伸到椰棗樹的小塊區(qū)域。圖七-圖九顯示了塔瓦茲綠洲三個地區(qū)分布的水管和棗椰樹區(qū)的布局。

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光伏水泵系統(tǒng)實驗系統(tǒng)的組成

1.光伏電源

光伏電源采用Chroma可編程直流電源，該電源可模擬光伏板的能量特性，可通過設定選擇光伏特性曲線，隨后的實驗中也是根據(jù)其上工作點的變動，判定功率z終跟蹤z大功率點的狀態(tài)。為了匹配水杲的工作，設置了一組z大功率點為所示，電壓400V、電流7.5A，功率3kW的工作狀態(tài)。系統(tǒng)工作中，可觀察紅色工作點位置的變化，來實時觀察光伏電源工作點的位置。

2.直流緩沖部分

直流緩沖部分由能量緩沖電容及其附屬電路組成。主要目的是對系統(tǒng)的直流能量進行緩沖維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，并且進行穩(wěn)壓和濾波作用，而且在變頻器主電路部分斷電、檢修等情況，能夠通過附屬電路釋放能量，保障系統(tǒng)安全。

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輔助電源部分

控制系統(tǒng)及檢測的輔助電源部分，需要保證產生穩(wěn)定且準確的直流電源。常用反激式直流變換電路從光伏直流母線電容部分獲取能量，再利用穩(wěn)壓器件產生多級的直流電壓等級以滿足各芯片的需要。在本實驗系統(tǒng)中，如圖3所示，為了達到電壓要求，首先設計了兩級反激電路，又通過多級穩(wěn)壓單元，形成15V，5V以及3.3V多重供電電源，從而通過主電路直流能量提供檢測和控制部分的電能。

檢測電路

系統(tǒng)需要對光伏電池輸出的電流和電壓進行采樣，用于進行光伏部分輸出電功率的計算，再將數(shù)據(jù)發(fā)送給驅動部分進行水泵系統(tǒng)的z大功率點的跟蹤控制。而且系統(tǒng)需要對外界運行狀況進行輔助檢測以保障系統(tǒng)在故障狀態(tài)下進行識別，相應動作進行合理的保護

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太陽能光水泵系統(tǒng)為缺電地區(qū)提供水資源

在Odisha地區(qū)，很多人都在經受著缺水的情況，超過500管道水項目都報廢了。周六，當?shù)卣诠╇姴环€(wěn)定的地區(qū)，安裝太陽能光伏水泵系統(tǒng)。

低壓和頻繁的斷電已經成為了一個普遍的問題在夏天的時候。缺電的情況讓家庭供水成為困難。工程師已經建議在缺電地區(qū)，安裝太陽能光伏水泵系統(tǒng)，讓家庭供水成為了可能。

布政司AP Padhi和工程師開了視頻會議，關于通過太陽能光伏水泵系統(tǒng)，為缺電缺水地區(qū)提供水資源。Padhi告訴工程師至少要安裝10座太陽能光伏水泵系統(tǒng)不能有任何延遲。四月額時候，當報廢的管道供水項目有942座的時候，該部門稱有432管道供水項目已經維修好了。該州的大部分家庭已經滿足了平時的生活用水的需求。

經常欠費的電費成為了這些項目無法運行的主要原因。消息來源說，盡管國家政府已經指示配電公司不要在未支付電費的情況下停止供水項目的供電。

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太陽能光伏水泵系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

對太陽能光伏水泵系統(tǒng)拓撲結構、各組成部分的選擇原則、z大功率點跟蹤技術、電機控制策略和系統(tǒng)整體優(yōu)化策略等方面進行分析總結。通過上述分析，結合實際，對現(xiàn)有光伏水泵系統(tǒng)提出幾點優(yōu)化設計意見，并討論了光伏水泵系統(tǒng)今后的發(fā)展方向。

我國西部偏遠地區(qū)氣候干旱，缺水嚴重，但是光照資源豐富，蘊藏著豐富的地下水資源。該地區(qū)通常使用電網(wǎng)供電或柴油電機驅動水泵供水，但柴油發(fā)電機組驅動的水泵系統(tǒng)不僅運行和維護成本高，而且消耗化石能源，破壞生態(tài)環(huán)境。光伏水泵系統(tǒng)有著無污染、全自動、高可靠性和無人值守等優(yōu)點，是一種非常適用于偏遠地區(qū)的獨立供水系統(tǒng)。除此之外，光伏水泵系統(tǒng)還被應用于沙漠治理、草原畜牧、景觀噴泉和海水淡化等方面。