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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能泵逆變器的尺寸，以驅(qū)動水泵，水泵將水通過水管網(wǎng)絡(luò)輸送到儲罐。日本國際協(xié)力事業(yè)團(tuán)(JICA)估算椰棗樹的日需水量。用Penman-Monteith公式對阿德拉爾地區(qū)的椰棗樹的耗水量進(jìn)行了評估，其中考慮的氣象因素為溫度、風(fēng)速、濕度和太陽輻射，計(jì)算作物消耗所需的水。此同時，管道和儲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，對于南部地區(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。玻璃纖維儲存罐可以作為一個標(biāo)準(zhǔn)的單位。根據(jù)提議的設(shè)計(jì)，每個水池可以灌溉100棵分布在大約1公頃的椰棗樹。儲罐的尺寸是根據(jù)6月份的棕櫚樹要求計(jì)算的，安全系數(shù)為25%，因此，儲罐的容量約為4 m3，直徑為1.2 m，高度為3 m。每個地區(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地區(qū)分布的水管和棗椰樹區(qū)的布局。

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光伏水泵系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成

1.光伏電源

光伏電源采用Chroma可編程直流電源，該電源可模擬光伏板的能量特性，可通過設(shè)定選擇光伏特性曲線，隨后的實(shí)驗(yàn)中也是根據(jù)其上工作點(diǎn)的變動，判定功率z終跟蹤z大功率點(diǎn)的狀態(tài)。為了匹配水杲的工作，設(shè)置了一組z大功率點(diǎn)為所示，電壓400V、電流7.5A，功率3kW的工作狀態(tài)。系統(tǒng)工作中，可觀察紅色工作點(diǎn)位置的變化，來實(shí)時觀察光伏電源工作點(diǎn)的位置。

2.直流緩沖部分

直流緩沖部分由能量緩沖電容及其附屬電路組成。主要目的是對系統(tǒng)的直流能量進(jìn)行緩沖維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并且進(jìn)行穩(wěn)壓和濾波作用，而且在變頻器主電路部分?jǐn)嚯?、檢修等情況，能夠通過附屬電路釋放能量，保障系統(tǒng)安全。

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輔助電源部分

控制系統(tǒng)及檢測的輔助電源部分，需要保證產(chǎn)生穩(wěn)定且準(zhǔn)確的直流電源。常用反激式直流變換電路從光伏直流母線電容部分獲取能量，再利用穩(wěn)壓器件產(chǎn)生多級的直流電壓等級以滿足各芯片的需要。在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，如圖3所示，為了達(dá)到電壓要求，首先設(shè)計(jì)了兩級反激電路，又通過多級穩(wěn)壓單元，形成15V，5V以及3.3V多重供電電源，從而通過主電路直流能量提供檢測和控制部分的電能。

檢測電路

系統(tǒng)需要對光伏電池輸出的電流和電壓進(jìn)行采樣，用于進(jìn)行光伏部分輸出電功率的計(jì)算，再將數(shù)據(jù)發(fā)送給驅(qū)動部分進(jìn)行水泵系統(tǒng)的z大功率點(diǎn)的跟蹤控制。而且系統(tǒng)需要對外界運(yùn)行狀況進(jìn)行輔助檢測以保障系統(tǒng)在故障狀態(tài)下進(jìn)行識別，相應(yīng)動作進(jìn)行合理的保護(hù)

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太陽能光水泵系統(tǒng)為缺電地區(qū)提供水資源

在Odisha地區(qū)，很多人都在經(jīng)受著缺水的情況，超過500管道水項(xiàng)目都報廢了。周六，當(dāng)?shù)卣?，在供電不穩(wěn)定的地區(qū)，安裝太陽能光伏水泵系統(tǒng)。

低壓和頻繁的斷電已經(jīng)成為了一個普遍的問題在夏天的時候。缺電的情況讓家庭供水成為困難。工程師已經(jīng)建議在缺電地區(qū)，安裝太陽能光伏水泵系統(tǒng)，讓家庭供水成為了可能。

布政司AP Padhi和工程師開了視頻會議，關(guān)于通過太陽能光伏水泵系統(tǒng)，為缺電缺水地區(qū)提供水資源。Padhi告訴工程師至少要安裝10座太陽能光伏水泵系統(tǒng)不能有任何延遲。四月額時候，當(dāng)報廢的管道供水項(xiàng)目有942座的時候，該部門稱有432管道供水項(xiàng)目已經(jīng)維修好了。該州的大部分家庭已經(jīng)滿足了平時的生活用水的需求。

經(jīng)常欠費(fèi)的電費(fèi)成為了這些項(xiàng)目無法運(yùn)行的主要原因。消息來源說，盡管國家政府已經(jīng)指示配電公司不要在未支付電費(fèi)的情況下停止供水項(xiàng)目的供電。

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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)動水泵供水，但柴油發(fā)電機(jī)組驅(qū)動的水泵系統(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、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。