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光伏提水系統(tǒng)適合用在山區(qū)嗎？

據了解，我國絕大部分地區(qū)具有充分建設光伏提水灌溉的自然條件，在偏遠無電地區(qū)光伏提水應用優(yōu)勢z為明顯。光伏提水系統(tǒng)作為專業(yè)的、高科技光伏提水灌溉農機設備。

太陽能提灌系統(tǒng)

光伏提水系統(tǒng)特別適用于山丘區(qū)農田灌溉、飲水、畜牧養(yǎng)殖等行業(yè)使用。由于去掉了蓄電池，在降低系統(tǒng)投資的同時，極大地延長了系統(tǒng)的使用壽命。光伏提水系統(tǒng)不需架設高壓線、變配電等設備，只需要安裝太陽能電池板、控制柜即可，投資比交流供電提水低，建成后維護簡易，不用支付電費，一次性投資，長期受益。

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太陽能光伏水泵的基本介紹

太陽能光伏水泵（Solar Pumping System）亦稱光伏水泵。即利用光伏陣列發(fā)出的電力來驅動水泵工作的光伏揚水系統(tǒng)。整個系統(tǒng)主要由光伏陣列、太陽能揚水逆變器、水泵組成。它是近若干年來迅速發(fā)展起來的光機電一體化系統(tǒng)，是當今世界上陽光豐富地區(qū)，尤其是缺電無電的邊遠地區(qū)z具吸引力的供水方式。

一、系統(tǒng)組成：

1、光伏陣列（Solar Array）：亦稱太陽能電池組件，主要是將太陽的光能轉化為電能，給負載水泵電機提供工作電力。

2、太陽能揚水逆變器（Solar Pumping Inverter）或控制器：對太陽能水泵的運行實施控制和調節(jié)，用太陽能陣列發(fā)出的電能驅動水泵，并根據日照強度的變化，即時地調節(jié)輸出頻率，使輸出功率接近太陽電池陣列的z大功率。

3、水泵（pump）：通常把提升液體、輸送液體或使液體增加壓力，即把原動機的機械能變?yōu)橐后w能量，從而達到抽送液體目的的機器統(tǒng)稱為泵。

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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，再將數據發(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。

對光伏水泵系統(tǒng)進行綜述，包括系統(tǒng)結構的分類、系統(tǒng)組成部分介紹及選用原則、z大功率點跟蹤技術研究、電機控制策略研究和系統(tǒng)整體優(yōu)化策略研究。z后根據現有研究的不足，給出了相應的優(yōu)化設計方向。

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太陽能光伏水泵系統(tǒng)構造

太陽能光伏水泵系統(tǒng)主要由三個部分組成:太陽能電池組件、光伏揚水逆變器和三相交流水泵。太陽能電池陣列由多塊太陽能電池組件串并聯而成，吸收日照輻射能量并將其轉化為電能，為整個系統(tǒng)提供動力電源。光伏揚水逆變器對系統(tǒng)的運行實施控制和調節(jié)，將太陽電池陣列發(fā)出的直流電轉換為交流電，驅動水泵，并根據日照強度的變化實時地調節(jié)輸出頻率，實現z大功率點跟蹤，z大限度地利用太陽能。水泵由三相交流電機驅動，從深井中抽水，注入蓄水箱/池或直接接入灌溉系統(tǒng)。

根據實際系統(tǒng)需求和安裝條件，可采用不同類型的水泵進行工作,系統(tǒng)功率從0.37kW至55kW，提水揚程可以在10米至300米，日提水量可在3噸至1000噸之間。

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太陽能水泵

太陽能水泵亦稱太陽能光伏揚水系統(tǒng)，近年來它愈來愈被人們確認是當今世界上陽光豐富地區(qū)，尤其是缺電無電的邊遠地區(qū)z具吸引力的供水手段，利用隨處可取、取之不竭的太陽能實現高經濟性和高可靠性的供水。水泵全自動地日出而作，日落而歇，無需人員看管，維護工作量可降至z低，是理想的集經濟性、可靠性和環(huán)保效益為一體的綠色能源高技術產品。太陽能水泵系統(tǒng)是近若干年來迅速發(fā)展起來的光機電一體化系統(tǒng)，它利用太陽電池發(fā)出的電力，通過z大功率點跟蹤以及變換、控制等裝置驅動直流、永磁、無刷、無位置傳感器、定轉子雙塑封電機或異步電機或高速開關磁阻電機帶動水泵，將水從地表深處提至地面供農田灌溉或人畜飲用。從設計到制造涉及電氣、機械、電力電子、計算機、控制等多個學科的近代技術，為發(fā)展現代農業(yè)、節(jié)能、環(huán)保等提供了極其良好的手段。本系統(tǒng)具有良好的長效經濟性，特別是和常見的柴油機抽水相比較，具有壓倒的經濟性優(yōu)勢。

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太陽能光伏提水未來新能源水利發(fā)展

光伏水利在我國荒漠治理方面也發(fā)揮著巨大作用。國家氣象局太陽能資源調查數據顯示，我國荒漠太陽能資源總面積約為130萬km2，按照每平方公里安裝40MW的估計，裝機潛力容量可達到500GW。在這些無電地區(qū)，通過建立光伏電站發(fā)電，實現荒漠作物的提水灌溉。充足的水資源供給還改善了荒漠作物結構，治沙女英雄牛玉琴治理的毛烏素沙漠就是很好的例子，治沙基地使用Solartech光伏揚水系統(tǒng)，在防沙治沙同時還種植了玉米、大豆等各類經濟作物。

太陽能光伏提水系統(tǒng)在農業(yè)抗旱、海水淡化等領域也能發(fā)揮重要作用。采用反滲透膜的光伏海水淡化給邊防小島淡水供應提供了有效解決途徑