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光伏水泵系統(tǒng)你知道多少？

去年以來，有關(guān)光伏扶貧的消息已經(jīng)刷爆朋友圈，“十三五”政策規(guī)劃也將太陽能光伏發(fā)電提升至的高度。事實(shí)上，除了光伏扶貧、屋頂光伏電站外，光伏發(fā)電還有其它的應(yīng)用形式，例如太陽能光伏水泵系統(tǒng)。

太陽能供水系統(tǒng)主要由水泵、太陽能水泵逆變器、太陽能電池板及蓄水池構(gòu)成。該系統(tǒng)利用太陽能發(fā)電驅(qū)動(dòng)水泵提水來滿足家庭的日常生活用水需求（可選配凈化水裝置），無須使用市電、柴油發(fā)電機(jī)、蓄電池，用儲(chǔ)水替代儲(chǔ)能，尤其適用于缺水缺電地區(qū)。

光伏水泵系統(tǒng)主要部件功能

1、光伏陣列

由多塊太陽電池組件串并聯(lián)而成，吸收日照輻射能量，將其轉(zhuǎn)換為電能，即太陽能發(fā)電，為整個(gè)系統(tǒng)提供動(dòng)力電源。

2、太陽能水泵逆變器

對系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)時(shí)控制和調(diào)節(jié)，當(dāng)日照充足時(shí)保證系統(tǒng)額定運(yùn)行，當(dāng)日照不足時(shí)，設(shè)定z低運(yùn)行頻率滿足，確保太陽能電力的充分應(yīng)用。

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什么是光伏水泵系統(tǒng)？

光伏水泵系統(tǒng)是一個(gè)比較典型的光、機(jī)、電一體化系統(tǒng)，它利用太陽電池將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能，通過z大功率點(diǎn)跟蹤及控制、變換等環(huán)節(jié)，驅(qū)動(dòng)無位置傳感器、定轉(zhuǎn)子雙塑封的直流無刷永磁電機(jī)或異步電機(jī)以帶動(dòng)水泵，將水從深井、江、河、湖、塘等水源提水。

光伏水泵系統(tǒng)在無需其它外來能源的情況下機(jī)動(dòng)靈活地用于農(nóng)田灌溉、提供潔凈人畜飲水、發(fā)展庭院經(jīng)濟(jì)、美化園區(qū)、構(gòu)造彩色噴泉、為養(yǎng)魚養(yǎng)蝦池增氧、海濱鹽場供排水等，為發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、節(jié)能、環(huán)保等提供了極其良好的手段。

它涉及太陽能的采集、變換及電力電子、電機(jī)、水機(jī)、計(jì)算機(jī)控制等多個(gè)學(xué)科技術(shù)。系統(tǒng)具有全自動(dòng)（日出而作，日落而停）、高可靠性和良好的長效經(jīng)濟(jì)性。發(fā)展光伏水泵系統(tǒng)這種新型環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品無疑將會(huì)對發(fā)展產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)，特別是發(fā)展干旱地區(qū)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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光伏提水系統(tǒng)是怎么工作的？

太陽能光伏提水系統(tǒng)是綠色環(huán)保型供水裝置 ,它極為經(jīng)濟(jì) ,沒有能源消耗 ,機(jī)動(dòng)靈活 ,無須人員管護(hù) ,全自動(dòng)“日出而作 ,日落而息”地工作著。盡管其一次性投入較大 ,但其運(yùn)行費(fèi)用極微 ,單方水提水成本與內(nèi)燃機(jī)提水和電力提水相比是z經(jīng)濟(jì)的。

太陽能光伏提水裝置 ,輕巧方便 ,機(jī)動(dòng)靈活 ,適用范圍廣、經(jīng)濟(jì)性好。它不但是邊遠(yuǎn)無電地區(qū)供水的重要手段 ,也是其它地區(qū)和領(lǐng)域的一種理想供水方式。太陽能光伏提水系統(tǒng) ,可用于村莊、牧場、家庭的人畜供水 ,也可以同節(jié)水灌溉相結(jié)合進(jìn)行農(nóng)田和人工草場的灌溉。光伏提水現(xiàn)狀　隨著建設(shè)新農(nóng)村的需求,光伏提水業(yè)得到了迅速發(fā)展,它對解決人畜供水和農(nóng)牧業(yè)灌溉問題起到了較大的作用。但因在光伏提水工程建設(shè)過程中沒有可執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn),工程建設(shè)的隨意性大,使光伏提水系統(tǒng)利用率低、效益差,系統(tǒng)功能不能全部發(fā)揮。

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交流光伏水泵：

光伏水泵是以太陽能為動(dòng)力的揚(yáng)水設(shè)備，由光伏水泵逆變器和水泵組成。應(yīng)用時(shí)，根據(jù)揚(yáng)程和日用水量的需求配置相應(yīng)功率的太陽能電池陣列后，稱為光伏揚(yáng)水系統(tǒng)。主要用于農(nóng)業(yè)灌溉、荒漠治理、草原牧業(yè)、城市水景、生活用水等領(lǐng)域。

近年來，隨著全球太陽能電力產(chǎn)品不斷從城市應(yīng)用市場走向更大規(guī)模的農(nóng)田、草場、荒漠等需求市場，光伏水泵成為把光伏產(chǎn)業(yè)與農(nóng)業(yè)水利、荒漠治理、生活用水、城市水景等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)整合發(fā)展的核心產(chǎn)品。

光伏水泵利用來自太陽的持久能源，日出而作，日落而歇，無需人工值守，不需要柴油、不需要電網(wǎng)，不需要儲(chǔ)能電池，直接驅(qū)動(dòng)水泵揚(yáng)水（亦可以蓄水替代蓄電），光伏水泵與滴灌、噴灌、滲灌等灌溉設(shè)施配套應(yīng)用，更能節(jié)水節(jié)能，大幅降低使用化石能源電力的投入成本。

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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?fù)浣Y(jié)構(gòu)、各組成部分的選擇原則、z大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)、電機(jī)控制策略和系統(tǒng)整體優(yōu)化策略等方面進(jìn)行分析總結(jié)。通過上述分析，結(jié)合實(shí)際，對現(xiàn)有光伏水泵系統(tǒng)提出幾點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)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(yuǎn)地區(qū)氣候干旱，缺水嚴(yán)重，但是光照資源豐富，蘊(yùn)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(jī)驅(qū)動(dòng)水泵供水，但柴油發(fā)電機(jī)組驅(qū)動(dòng)的水泵系統(tǒng)不僅運(yùn)行和維護(hù)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(dòng)、高可靠性和無人值守等優(yōu)點(diǎn)，是一種非常適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的獨(dú)立供水系統(tǒng)。除此之外，光伏水泵系統(tǒng)還被應(yīng)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(jìn)行綜述，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分類、系統(tǒng)組成部分介紹及選用原則、z大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)研究、電機(jī)控制策略研究和系統(tǒng)整體優(yōu)化策略研究。z后根據(jù)現(xiàn)有研究的不足，給出了相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方向。

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太陽能光伏水泵系統(tǒng)構(gòu)造

太陽能光伏水泵系統(tǒng)主要由三個(gè)部分組成:太陽能電池組件、光伏揚(yáng)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(lián)而成，吸收日照輻射能量并將其轉(zhuǎn)化為電能，為整個(gè)系統(tǒng)提供動(dòng)力電源。光伏揚(yáng)水逆變器對系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)施控制和調(diào)節(jié)，將太陽電池陣列發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，驅(qū)動(dòng)水泵，并根據(jù)日照強(qiáng)度的變化實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)輸出頻率，實(shí)現(xiàn)z大功率點(diǎn)跟蹤，z大限度地利用太陽能。水泵由三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，從深井中抽水，注入蓄水箱/池或直接接入灌溉系統(tǒng)。

根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)需求和安裝條件，可采用不同類型的水泵進(jìn)行工作,系統(tǒng)功率從0.37kW至55kW，提水揚(yáng)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(yáng)水系統(tǒng)，近年來它愈來愈被人們確認(rèn)是當(dāng)今世界上陽光豐富地區(qū)，尤其是缺電無電的邊遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)高經(jīng)濟(jì)性和高可靠性的供水。水泵全自動(dòng)地日出而作，日落而歇，無需人員看管，維護(hù)工作量可降至z低，是理想的集經(jīng)濟(jì)性、可靠性和環(huán)保效益為一體的綠色能源高技術(shù)產(chǎn)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(jī)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(diǎn)跟蹤以及變換、控制等裝置驅(qū)動(dòng)直流、永磁、無刷、無位置傳感器、定轉(zhuǎn)子雙塑封電機(jī)或異步電機(jī)或高速開關(guān)磁阻電機(jī)帶動(dòng)水泵，將水從地表深處提至地面供農(nóng)田灌溉或人畜飲用。從設(shè)計(jì)到制造涉及電氣、機(jī)械、電力電子、計(jì)算機(jī)、控制等多個(gè)學(xué)科的近代技術(shù)，為發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)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(jīng)濟(jì)性，特別是和常見的柴油機(jī)抽水相比較，具有壓倒的經(jīng)濟(jì)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(diào)查數(shù)據(jù)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(jì)，裝機(jī)潛力容量可達(dá)到500GW。在這些無電地區(qū)，通過建立光伏電站發(fā)電，實(shí)現(xiàn)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(jié)構(gòu)，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(yáng)水系統(tǒng)，在防沙治沙同時(shí)還種植了玉米、大豆等各類經(jīng)濟(jì)作物。

太陽能光伏提水系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)抗旱、海水淡化等領(lǐng)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(yīng)提供了有效解決途徑