太陽能揚水系統典型設計方案

2018-05-29 14:35:06 大云網　點擊量：評論 (0)

今天的世界各地，仍然有相當大一部分地區沒有電力供應，至今全球仍有三分之一的人面臨缺水問題。因為沒電，這些地方的人們面臨著生活困難、飲水困難、灌溉困難等問題。

今天的世界各地，仍然有相當大一部分地區沒有電力供應，至今全球仍有三分之一的人面臨缺水問題。因為沒電，這些地方的人們面臨著生活困難、飲水困難、灌溉困難等問題。在無電力供應或者電力供應不可靠地區，人們仍然使用著柴油泵抽水、風力提水、液壓抽水和人工搬運等傳統手段解決用水問題。

隨著科技尤其是光伏技術的發展，以及人們對用水量、水質、供水系統可靠性和環境保護的綜合考慮和嚴格要求，光伏揚水系統憑借其易安裝、無需人工值守、低成本、零碳排放等優點，越來越成為解決用水問題的首選方案。

一、光伏揚水系統主要構成

光伏揚水系統，亦稱太陽能光伏水泵系統,整個系統由太陽能組件、光伏揚水逆變器，水泵、管道、蓄水池系統三部份組成。系統中省卻掉蓄電池儲能裝置，直接驅動水泵揚水，裝置可靠性高，減少系統投資成本。

(1)太陽電池組件

太陽電池陣列由多塊太陽組件串并聯而成，吸收日照輻射能量，將其轉化為電能，為整個系統提供動力電源。

(2) 揚水逆變器

光伏揚水逆變器是光伏揚水系統中最重要的設備，是系統的靈魂。光伏揚水逆變器對系統的運行實施控制和調節，將太陽電池陣列發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輸出頻率，實現最大功率點跟蹤，最大限度地利用太陽能。

(3)水泵、管道、蓄水池

其主要任務是抽水，送水和貯存水。

二、主要組成部件介紹

2.1、太陽能組件

太陽電池組件是將太陽光能直接轉變為直流電能的陽光發電裝置。根據用戶對功率和電壓的不同要求，制成太陽電池組件單個使用，也可以數個太陽電池組件經過串聯(以滿足電壓要求)和并聯(以滿足電流要求)，形成供電陣列提供更大的電功率。太陽電池的發電量隨著日照強度的增加而按比例增加。隨著組件表面的溫度升高而略有下降。隨著溫度的變化，電池組件的電流、電壓、功率也將發生變化，組件串聯設計時必須考慮電壓負溫度系數。

單晶硅組件效率高，平均效率為21%左右，價格比多晶貴10%左右，國內比較出名的廠家有隆基硅。

多晶硅組件效率稍低，平均效率為19%左右，同內比較出名的廠家有英利，天合，晶澳，尚德，昱輝等。

薄膜組件有很多種，銅銦鎵硒CIGS薄膜電池，效率達19.6%;碲化鎘CdTe薄膜電池效率達16.7%，硅基薄膜電池的效率為10.1%，主要生產廠家的漢能，尚越，龍焱等。

2.2、揚水逆變器

光伏揚水逆變器對系統的運行實施控制和調節，將太陽能電池組件發出的直流電轉換為交流電，驅動水泵，并可以根據日照強度的變化實時地調節輸出頻率，實現最大功率點跟蹤。

2.3 、揚水泵

水泵由三相交流電機驅動，從深井或江河湖泊等水源中抽水，注入蓄水箱/池，或直接接入灌溉系統以及噴泉系統等。水泵根據工作原理主要分為兩大類：離心泵、容積泵。柱塞泵與齒輪泵、螺桿泵都屬于容積泵。靠離心力工作的是離心泵，典型結構是葉輪、蝸殼結構。靠封閉空間移動工作的是容積泵，即在入口端這個空間里裝上液體，然后從入口移動到出口，釋放液體，如此循環工作。容積泵的結構形式很多，較常見的有：葉片泵、齒輪泵、螺桿泵、柱塞泵等等。

在光伏揚水系統中，水泵的選擇至關重要，它直接影響整個系統的經濟性和穩定性。光伏揚水系統中最常用的是潛水泵，具有應用范圍廣，調速范圍寬的特點，可以增加光伏揚水系統每天的工作時間和出水量;低揚程、大流量的需求用戶可以選擇自吸式水泵;高揚程、小流量的用戶可選擇容積式水泵。

三、方案設計

不同的地區、不同的客戶有不同的需求，所以，對于不同的需求，必然要進行不同的設計。設計的前提是在充分了解客戶需求的基礎上，給客戶最優化的方案，最大限度的滿足客戶的使用需求。

3.1、選型步驟

(1)確定水泵揚程和流量：水泵進水位置到出水口的垂直距離為揚程，流量為日用水量。

(2)確定水泵功率：依據揚程、排量、出水口徑等。

(3)確定逆變器：逆變器功率是水泵電機功率1.1-1.3倍之間，

(4)確定組件容量：太陽能光伏組件的功率取逆變器功率的1.3-1.5倍之間。

(5)選擇線纜規格：依據逆變器與水泵之間的連接距離

3.2、獲取用戶需求

日需水量，揚程，井徑

在系統配置之前，應詳細了解客戶信息以便給出有效方案