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抗旱神器——光伏提水

今年天氣炎熱，降水偏少，很多地方都出現(xiàn)了不同程度的旱情。缺水嚴(yán)重，農(nóng)民農(nóng)業(yè)用水緊張，特別是在一些偏遠(yuǎn)山區(qū)缺水現(xiàn)象更是明顯光伏提水卻能夠恰到好處的解決農(nóng)民農(nóng)業(yè)缺水的問題。農(nóng)民不用再靠天吃飯，只要有太陽就有源源不斷的水儲(chǔ)蓄到水池里。有些時(shí)候還可以在保證用水的情況下把光伏系統(tǒng)發(fā)的多余的電賣給電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)增收。

光伏提水是將太陽的輻射能轉(zhuǎn)變成電能,再由電能驅(qū)動(dòng)水泵來達(dá)到揚(yáng)水之功效

光伏提水項(xiàng)目的安裝完成，可以從根本上解決干旱、無水源等造成的缺水問題。特別是山區(qū)農(nóng)民可以不用再靠天吃放，從而實(shí)現(xiàn)人畜飲水、農(nóng)業(yè)灌溉等。

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為什么政府對光伏水泵那么看重？

光伏水泵系統(tǒng)的優(yōu)勢：利用太陽能發(fā)電驅(qū)動(dòng)，無需市電、儲(chǔ)水代替儲(chǔ)電，無需蓄電池，大大降低安裝成本和后期維護(hù)成本、自動(dòng)控制啟停，日出而作，日落而息，無需人為控制，省去運(yùn)維成本、晴天可工作6-8小時(shí)，云南大部分地區(qū)光照充足，非常適合建設(shè)、對安裝位置、運(yùn)輸條件相較于市電較小，廣泛適用于山高水深路遠(yuǎn)的云南農(nóng)村地區(qū)。

近幾年，云南省越來越多的地州水利局喜歡選擇光伏水泵,來解決局部地區(qū)因?yàn)樯礁呗愤h(yuǎn)水深導(dǎo)致村民飲水困難的問題。那為什么政府對光伏水泵情有獨(dú)鐘呢?而不愿選擇造價(jià)相對便宜的電提泵？

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光伏水泵系統(tǒng)主要部件功能包括：

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、光伏揚(yáng)水逆變器

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。

3、水泵

從深井或江河湖泊等水源中提水，注入水箱水池，或直接接入灌溉或噴泉等系統(tǒng)，直流泵、交流泵、離心泵、軸流泵、混流泵、深井泵等均可使用。

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光伏水泵系統(tǒng)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益

長期以來，如何在能源層面解決山區(qū)、旱區(qū)、草原牧場、荒漠化地區(qū)的提水供水，一直是困擾國內(nèi)外農(nóng)牧業(yè)發(fā)展和生態(tài)建設(shè)的一道技術(shù)性難題。

近幾年，光伏水泵系統(tǒng)迎合了大規(guī)模的農(nóng)田、草場、荒漠等需求市場，可廣泛應(yīng)用于邊遠(yuǎn)無電、缺電地區(qū)人畜用水、農(nóng)田灌溉、荒漠治理。系統(tǒng)在無需任何外來能源的情況下可以機(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。且太陽能水泵系統(tǒng)的應(yīng)用無需蓄電池，節(jié)省了電池更換的費(fèi)用，減少了電池對環(huán)境造成的污染，符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。

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優(yōu)化z大功率跟蹤法在光伏水泵中的應(yīng)用

光伏組件是光伏水泵系統(tǒng)的能量來源，光伏組件的輸出功率受外部環(huán)境影響較大，如光照強(qiáng)度、溫度變化等；即使在外部環(huán)境參數(shù)穩(wěn)定時(shí)，其輸出功率還會(huì)受所連接的負(fù)載的影響，研究表明，只有當(dāng)連接的負(fù)載為某一恒定值時(shí)，即所謂的阻抗匹配，光伏組件輸出功率才達(dá)到z大值，此時(shí)光伏組件所輸出的功率為z大功率點(diǎn)。為了z大限度發(fā)揮光伏組件的效率，在外部環(huán)境和負(fù)載變化的情況下使光伏組件仍保持z大功率的輸出，就需要不斷調(diào)節(jié)光伏組件的工作電壓，使其輸出功率z大化，這個(gè)功率調(diào)節(jié)過程被稱為z大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)。

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太陽能水泵與光伏農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉

太陽能水泵解決農(nóng)業(yè)水利、荒漠治理老問題

太陽能水泵亦稱光伏揚(yáng)水系統(tǒng)，主要由光伏揚(yáng)水逆變器、交流水泵和太陽能電池陣列組成。光伏水泵系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行，無須人工值守，系統(tǒng)省卻掉儲(chǔ)能裝置蓄電池，以蓄水替代蓄電，直接驅(qū)動(dòng)水泵揚(yáng)水，運(yùn)行穩(wěn)定，大幅降低系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)成本。

隨著農(nóng)業(yè)耕地的減少、荒漠面積的不斷擴(kuò)大，極端干旱氣候?qū)Z食產(chǎn)量的影響，解決水的供給成為諸多糧食農(nóng)業(yè)問題的根源。天源新能源發(fā)明制造的大型太陽能光伏水泵系統(tǒng)，自2001年全球的di一套沙漠高速公路光伏揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)在新疆建成至今，經(jīng)過10年的發(fā)展與應(yīng)用，已經(jīng)在全球40多個(gè)國家、100多個(gè)地區(qū)開展了“農(nóng)業(yè)灌溉”、“荒漠治理”、“草原牧業(yè)”、“海水淡化”、“城市水景”、“生活用水”等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

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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。