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光伏灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)過程基于確定光伏模塊和太陽(yáng)能泵逆變器的尺寸，以驅(qū)動(dòng)水泵，水泵將水通過水管網(wǎng)絡(luò)輸送到儲(chǔ)罐。日本國(guó)際協(xié)力事業(yè)團(tuán)(JICA)估算椰棗樹的日需水量。用Penman-Monteith公式對(duì)阿德拉爾地區(qū)的椰棗樹的耗水量進(jìn)行了評(píng)估，其中考慮的氣象因素為溫度、風(fēng)速、濕度和太陽(yáng)輻射，計(jì)算作物消耗所需的水。此同時(shí)，管道和儲(chǔ)罐材料的選擇是基于它們適合殼體設(shè)計(jì)的特性。水箱的大小被設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的是儲(chǔ)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(shè)計(jì)是基于本月z大值進(jìn)行的。在此基礎(chǔ)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(shí)，對(duì)于南部地區(qū)，假設(shè)等于553.2 m3/天。

北部地區(qū)和南部地區(qū)的油井總產(chǎn)能分別為404.4和790.32 m3/天。關(guān)于儲(chǔ)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(chǔ)存罐可以作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的單位。根據(jù)提議的設(shè)計(jì)，每個(gè)水池可以灌溉100棵分布在大約1公頃的椰棗樹。儲(chǔ)罐的尺寸是根據(jù)6月份的棕櫚樹要求計(jì)算的，安全系數(shù)為25%，因此，儲(chǔ)罐的容量約為4 m3，直徑為1.2 m，高度為3 m。每個(gè)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(gè)地區(qū)分布的水管和棗椰樹區(qū)的布局。

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太陽(yáng)能光伏水泵的組成、運(yùn)作

太陽(yáng)能光伏水泵亦稱光伏水泵。即利用光伏陣列發(fā)出的電力來驅(qū)動(dòng)水泵工作的光伏揚(yáng)水系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)主要由光伏陣列、太陽(yáng)能揚(yáng)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(jī)電一體化系統(tǒng)，是當(dāng)今世界上陽(yáng)光豐富地區(qū)，尤其是缺電無電的邊遠(yuǎn)地區(qū)z具吸引力的供水方式。

一、系統(tǒng)組成：

1、光伏陣列：亦稱太陽(yáng)能電池組件，主要是將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)化為電能，給負(fù)載水泵電機(jī)提供工作電力。

2、太陽(yáng)能揚(yáng)水逆變器或控制器：對(duì)太陽(yáng)能水泵的運(yùn)行實(shí)施控制和調(diào)節(jié)，用太陽(yáng)能陣列發(fā)出的電能驅(qū)動(dòng)水泵，并根據(jù)日照強(qiáng)度的變化，即時(shí)地調(diào)節(jié)輸出頻率，使輸出功率接近太陽(yáng)電池陣列的z大功率。

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

二、運(yùn)作過程:

利用太陽(yáng)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。直流光伏光伏提水

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聚能新能源光伏水泵系統(tǒng)成功應(yīng)用于西藏高原

2017年09月18日，位于世界屋脊西藏那曲巴青縣拉西鎮(zhèn)、雅安鎮(zhèn)等三個(gè)村鎮(zhèn)的首批光伏提水工程項(xiàng)目竣工，并正式投入運(yùn)營(yíng)。該項(xiàng)目成功地利用西藏地區(qū)豐富的太陽(yáng)能資源來驅(qū)動(dòng)水泵，將清澈的地下水源源不斷地提送到地面上來，大大緩解了當(dāng)?shù)匾蚬╇姴蛔愣鴮?dǎo)致人畜無法飲用到干凈水源的困境。這也是西藏那曲地區(qū)巴青縣光伏提水示范工程。

該項(xiàng)目工程由合肥聚能新能源科技有限公司承建，項(xiàng)目建設(shè)地平均海拔4500—5000米，高寒缺氧，空氣稀薄，聚能新能源采用先進(jìn)的光伏揚(yáng)水技術(shù)，開發(fā)利用當(dāng)?shù)亓己玫奶?yáng)能資源直接驅(qū)動(dòng)水泵進(jìn)行不間斷抽水和蓄水。

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太陽(yáng)能光伏水泵是怎么樣的

電機(jī)和水泵

光伏水泵系統(tǒng)的其它措施都是為了能穩(wěn)定、可靠地多出水，或者說z后都要落實(shí)在電機(jī)、水泵的工作上，它們可以構(gòu)成一個(gè)總成件，這個(gè)總成件要求有z大限度的可靠性及。對(duì)于光伏水泵而言，電機(jī)和水泵的搭配并不像常見的電機(jī)和水泵搭配那樣簡(jiǎn)單，由于電機(jī)的功率等級(jí)、電壓等級(jí)在很大程度上受到太陽(yáng)能電池陣列的電壓等級(jí)和功率等級(jí)的制約，因此對(duì)水泵揚(yáng)程、流量的要求被反映到電機(jī)上時(shí)，一般必須在兼顧陣列結(jié)構(gòu)的條件下專門進(jìn)行設(shè)計(jì)。出于對(duì)不同用戶的不同要求，光伏水泵用驅(qū)動(dòng)電機(jī)有：不同電壓等級(jí)的傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)、直流無刷永磁電動(dòng)機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)、永磁同步電動(dòng)機(jī)、磁阻電動(dòng)機(jī)等。從目前的使用情況看，以三相異步電動(dòng)機(jī)及直流無刷電動(dòng)機(jī)為z多，大功率系統(tǒng)都以采用三相異步電動(dòng)機(jī)為主。光伏水泵系統(tǒng)中水泵的選擇與設(shè)計(jì)也有一些特點(diǎn)。

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農(nóng)民開始使用太陽(yáng)能光伏水泵系統(tǒng)進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉

國(guó)際水管理研究所（IWMI）為一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目提供資金援助，促進(jìn)太陽(yáng)能光伏水泵系統(tǒng)進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉。這些項(xiàng)目在Anand區(qū)里面的Dhundi村啟動(dòng)，是由6個(gè)農(nóng)民組成的團(tuán)隊(duì)，并且已經(jīng)產(chǎn)生了一千五百萬千瓦時(shí)的電力，45%的電用在農(nóng)業(yè)灌溉。

這6個(gè)農(nóng)民組成一個(gè)合作社并且采用太陽(yáng)能光伏泵進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉。根據(jù)IWMI專家，這些水泵有獨(dú)特的功能能夠把太陽(yáng)能光伏發(fā)電的電，賣給市電，因此農(nóng)民能夠通過太陽(yáng)能光伏發(fā)電得到收益。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電能夠賣給市電，這點(diǎn)讓很多農(nóng)民更加積極的使用太陽(yáng)能光伏水泵進(jìn)行發(fā)電。直到現(xiàn)在，這些泵已經(jīng)產(chǎn)生了接近10萬kWH的綠色能量，其中43,897kWH用在農(nóng)業(yè)灌溉上。因此，合作社向電網(wǎng)注入了52,000kWH的綠色能源，并從太陽(yáng)能發(fā)電中獲得約40萬盧比的收入。