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【介紹】太陽能水泵系統(tǒng)

太陽能供水泵系統(tǒng)與其他泵系統(tǒng)類似，只有電源是太陽能。光伏泵系統(tǒng)至少有一個(gè)光伏陣列，一個(gè)電機(jī)和一個(gè)鉆孔泵。太陽能水泵陣列固定安裝或有時(shí)放置在被動(dòng)（不使用電動(dòng)機(jī)）上以增加泵送時(shí)間和體積。使用帶有離心泵或排量泵的交流和直流電機(jī)。

光伏（PV）系統(tǒng)用于為牲畜，植物或人類泵水。由于在炎熱的晴天對(duì)水的需求z大，所以該技術(shù)是此應(yīng)用的明顯選擇。使用光伏技術(shù)抽水簡單，可靠，幾乎不需要維護(hù)。

對(duì)于擁有小溪的農(nóng)民來說，使用太陽能水泵解決方案意味著更少的水道污染和更少的銀行侵蝕。這也可以導(dǎo)致更好的牧場(chǎng)管理，因?yàn)樯罂梢酝ㄟ^多個(gè)分銷點(diǎn)獲得水源。

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太陽能水泵技術(shù)可行性和運(yùn)行條件:

太陽能水泵亦稱太陽能光伏揚(yáng)水系統(tǒng),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)高i效水泵,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(shì).

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簡述太陽能光伏提水系統(tǒng)及設(shè)計(jì)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)利好情況下，光伏水利產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景十分廣闊。太陽能光伏提水系統(tǒng)是應(yīng)用到污水處理、提水灌溉等行業(yè)領(lǐng)域。該系統(tǒng)是利用光生伏應(yīng)，將太陽能直接轉(zhuǎn)換成直流電能，通過光伏提水控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成動(dòng)力交流電，供負(fù)載設(shè)備工作，是不需要蓄電池穩(wěn)壓轉(zhuǎn)化，采用TI的32位的高速DSP芯片TMS320F2406，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間可以達(dá)到2MS，已達(dá)到時(shí)時(shí)檢測(cè)太陽的光照強(qiáng)度，根據(jù)光照強(qiáng)度來時(shí)時(shí)根據(jù)處理z大輸出功率（MPPT），實(shí)驗(yàn)表明提水控制器的MPPT轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到98%。

本系統(tǒng)采用人性化的設(shè)計(jì)，白天和晚上系統(tǒng)可以自動(dòng)判斷啟動(dòng)和停止；加快了多云天氣系統(tǒng)的響應(yīng)判斷，防止出現(xiàn)電機(jī)空轉(zhuǎn)不出水欠壓等一系列的問題。用戶還可以根據(jù)自己的需求調(diào)節(jié)出水量，可以通過RS485功能時(shí)時(shí)檢測(cè)出水量以及系統(tǒng)的狀況。具有防雷，防堵轉(zhuǎn)，防控轉(zhuǎn)，防過載等一系列的保護(hù)功能，系統(tǒng)安全可靠。

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太陽能水泵結(jié)合原理

交流太陽能水泵

在有陽光的時(shí)候，太陽能板會(huì)產(chǎn)生直流電能，這是通過專用的逆變器將太陽能產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)變成可供交流電機(jī)使用的交流電。同時(shí)逆變器承擔(dān)對(duì)交流電機(jī)的控制器作用。

直流太陽能水泵

直接可以利用太陽能板產(chǎn)生的直流電，由于水泵本身是一個(gè)感性負(fù)載，需要一個(gè)稍大的啟動(dòng)電流，而且有要保證在陽光變?nèi)醯那闆r下也可以運(yùn)行就必須加一個(gè)太陽能控制器，就可以在陽光稍弱的情況下提供大的瞬間啟動(dòng)電流。直流水泵，轉(zhuǎn)速高，揚(yáng)程高，體積小而且更加安全。

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太陽能光伏水泵系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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。