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光伏水泵系統(tǒng)你知道多少？

去年以來，有關光伏扶貧的消息已經刷爆朋友圈，“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成。該系統(tǒng)利用太陽能發(fā)電驅動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、蓄電池，用儲水替代儲能，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，將其轉換為電能，即太陽能發(fā)電，為整個系統(tǒng)提供動力電源。

2、太陽能水泵逆變器

對系統(tǒng)的運行實時控制和調節(jié)，當日照充足時保證系統(tǒng)額定運行，當日照不足時，設定z低運行頻率滿足，確保太陽能電力的充分應用。

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什么是光伏水泵系統(tǒng)？

光伏水泵系統(tǒng)是一個比較典型的光、機、電一體化系統(tǒng)，它利用太陽電池將太陽能直接轉換為電能，通過z大功率點跟蹤及控制、變換等環(huán)節(jié)，驅動無位置傳感器、定轉子雙塑封的直流無刷永磁電機或異步電機以帶動水泵，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動靈活地用于農田灌溉、提供潔凈人畜飲水、發(fā)展庭院經濟、美化園區(qū)、構造彩色噴泉、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、水機、計算機控制等多個學科技術。系統(tǒng)具有全自動（日出而作，日落而停）、高可靠性和良好的長效經濟性。發(fā)展光伏水泵系統(tǒng)這種新型環(huán)保節(jié)能產品無疑將會對發(fā)展產業(yè)經濟，特別是發(fā)展干旱地區(qū)的現(xiàn)代農業(yè)，帶來良好的經濟效益和社會效益。

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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 ,它極為經濟 ,沒有能源消耗 ,機動靈活 ,無須人員管護 ,全自動“日出而作 ,日落而息”地工作著。盡管其一次性投入較大 ,但其運行費用極微 ,單方水提水成本與內燃機提水和電力提水相比是z經濟的。

太陽能光伏提水裝置 ,輕巧方便 ,機動靈活 ,適用范圍廣、經濟性好。它不但是邊遠無電地區(qū)供水的重要手段 ,也是其它地區(qū)和領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)水灌溉相結合進行農田和人工草場的灌溉。光伏提水現(xiàn)狀　隨著建設新農村的需求,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過程中沒有可執(zhí)行的標準,工程建設的隨意性大,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力的揚水設備，由光伏水泵逆變器和水泵組成。應用時，根據揚程和日用水量的需求配置相應功率的太陽能電池陣列后，稱為光伏揚水系統(tǒng)。主要用于農業(yè)灌溉、荒漠治理、草原牧業(yè)、城市水景、生活用水等領域。

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

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，不需要儲能電池，直接驅動水泵揚水（亦可以蓄水替代蓄電），光伏水泵與滴灌、噴灌、滲灌等灌溉設施配套應用，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(xiàn)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(lián)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)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(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