星空体育app下载光伏水泵的利用◇ 能源科技◇ 科技 目向导 2011年第03期 光伏水泵的利用 孙秀立 ， 杨 国良 f 1． 山东省环能设计咨询院有限公司 2． 南海江南发电厂有限公司山东济南250100 ； 528212) 广东佛山【 摘要】 光伏水泵系统是一种利用光伏效应， 并通过一系7,1电力电子、 电机、 水机等控制及执行环节在江河湖泊或深井中 实现提水的系统。 该系统是光、 机、 电、 控制技术等多学科交叉与结合的结晶。 我 国太阳能电池生产量远大于使用量， 各种形式水 泵都是耗 能产品 ． 世界上 泵产 品所 消耗 的电能约 占总发 电量 的 20％， 要 想节约能源 ， 大力推 广光伏水泵 系统是发展的需要和重...

　　◇ 能源科技◇ 科技 目向导 2011年第03期 光伏水泵的利用 孙秀立 ， 杨 国良 f 1． 山东省环能设计咨询院有限公司 2． 南海江南发电厂有限公司山东济南250100 ； 528212) 广东佛山【 摘要】 光伏水泵系统是一种利用光伏效应， 并通过一系7,1电力电子、 电机、 水机等控制及执行环节在江河湖泊或深井中 实现提水的系统。 该系统是光、 机、 电、 控制技术等多学科交叉与结合的结晶。 我 国太阳能电池生产量远大于使用量， 各种形式水 泵都是耗 能产品 ． 世界上 泵产 品所 消耗 的电能约 占总发 电量 的 20％， 要 想节约能源 ， 大力推 广光伏水泵 系统是发展的需要和重 要 途 径 。 【 关键词】 光伏水泵； 节能； 太阳能 0． 前 言 太 阳能储量很大 ， 分布广泛 ， 清洁安全 。光伏水泵技术 正 是这样的一个可以充分利用太阳能并且不消耗燃料和其他有 机能 源的技术 ． 无污染 ． 有 利于环境 保护盒 节约 能源 ， 并且 太 阳能电池利用寿命长． 维修费用低 ． 这一技术在生活供水和干 旱地区灌溉方面有广阔的应用前景。光伏水泵具有无噪声、 全 自动、 高可靠、 供水量与蒸发量适配性好等许多优点。我国太 阳能电池生产量远大于使用量 ． 各种形式水泵都是耗能产品． 世界上泵产 品所消耗 的电能约 占总发 电量 的 20％．要想节 约 能源 ． 大力推广光伏水泵系统是发展 的需要 和重要途径 1． 光伏水泵原理 光伏水泵系统是一个比较典型的“光能 、 机 、 电一体化” 系 统， 它涉及太阳能的采集 、 变换及电力电子、 电机、 水机、 计算 机控制等多个学科． 并且对节约能源有很大的意义 光伏水泵 系统的基本工作原理是利用太 阳能转 化为 的电能 ．然后通过 控制驱动 电机带动光伏水泵运行的 从 电路 角度来 看 ．该光伏水泵 系统的基本结构 可以分为 四部分 ： 光伏 阵列 、 最 大功率点跟踪器 、 电力 电子逆变器和 电机 水泵 其 中 ． 光伏 阵列是 由众 多的光伏 电池 串并 联构成 ． 其作 用是直接将太 阳能转换 为直流形式 的电能 是单晶硅光伏电池 ．其伏安特性必须加以调节和控制才能被 优化使用： 最大功率点跟踪器是整个系统的核心． 它的作用就 是使整个 系统始终上作在 最佳工作点上 ．在不 同太 阳光 照条 件下 ． 使太阳能尽量多的转化为电能． 使电源和负载之间能达 到和谐 、 高效和稳定的工作状态： 电力电子逆变器是最大功率 点跟踪器 的功率执行单元 ．它根据最大功率 点跟踪器 的控 制 信号， 发出不同频率的 PWM 电压波形， 带动电机水泵工作． 同 时又具有相应 的保护功能：电机 水泵是该 系统 的最 终执行单 元 ． 完成稳定 、 可靠 的fJj水 该 系统中 的电机水 泵是根据用户 对扬程和出水量的要求 ，兼顾光伏 阵列的 电压 和功率等级 的 要求而设计 的。 2． 光伏水泵的运行及控制方式 目前太阳能光伏水泵控制系统多采用最大功率点跟踪技 术优化太阳能电池与负载之间的匹配 开关型结构， 单 片机实现 PWM 调制变换器 占空 比． 改 变充 电电 流， 寻优太阳能电池阵列输出最大功率 此类在充分利 用 太阳能电池阵列输 出能量 的 同时，使 充 电电流成 为脉 冲电 流， 减小了蓄电池的极化， 主电路软开关结构使得开关管实现 ZVS关断、 ZCS 开通， 提高了充电效率 太阳能电池的基本特性和二极管类似， 可用简单的 PN结 来说明。电池单元是光电转换的最小单元。 一般不单独作为电 源使用星空体育全站app， 将太阳能电池单元进行串联、 并联并封装后就成为太 该系统 中采 用的 主电路采用 BUCK 软 阳电池组件 ， 功率为 几瓦 、 几 十瓦 、 几百瓦， 众多太 阳能 电池组 件再进行串联、并联后形成太阳电池陈列．构成 “太阳能电 机” 。 目前所用的太阳电池都为硅 太阳电池， 包括单 晶硅 、多晶 硅及非晶硅太阳电池， 它们可以串并联， 并且可以作为太阳能 蓄 电池 由于光伏阵列 的输出伏一安特性 曲线是强烈 的非 线 性。 并且与太阳辐照度、环境温度以及气象条件有密切关系。 所以． 要使光伏水泵系统工作在比较理想的工况， 就需要有较 理想的控制环节 而整个控制环节最主要还是对 电机 的控制 。 电机的控制运行不仅要求具有良好的稳定性。 而且要求具有 良 好 的动 态特性． 所 以锁相 环 的相位 跟踪应具 有 良好 的动态性 能。 即要能实现快速的相位跟踪。 否则就会影响系统的加减速 性能． 或在突加负载条件下， 电子换相误差过大，造成电机失 步。 对于光伏水泵系统． 由于电机的负载为水泵． 它的负载力 矩与转速平方成正比， 转速越低， 负载阻力矩越小 电机所需要的起动力矩很小。 只要克服摩擦力矩即可 所以． 无 位置传感器换相方式的特点非常适合于光伏水泵系统对电机 驱动控制的要求。 而对于机泵最高转速限制、电机过载电流限 制 、 机泵 空载 电流 设定 、机泵停 机低 速限制设 定 、停机再 启 动延时时间设定、 故障停机次数限值设定等相关控制， 都要进 行智能控制． 对流量改变时功率也要随之改变的控制． 从而使 得太阳能蓄电池、电机、 水泵能够达到最佳匹配。 3． 光伏水泵的前景 总之．光伏水泵系统是近若干年来迅速发展起来的光机 电一体化系统． 它利用太阳电池发出的电力． 通过最大功率点 跟踪以及变换、 控制等装置驱动直流、 永磁、 无刷 、 无位置传感 器 、定转子双塑封 电机或 高效异步 电机或 高速 开关磁阻 电机 带动高效水泵 ．将水从地表 深处提至地面供农 田灌溉或人畜 饮用 。从 设计 到制造涉及 电气 、 机械 、 电力 电子 、 计算机 、 控制 等多个学科的近代技术， 为发展现代农业 、 节能、 环保等提供 了极其良好的手段 本系统具有良好的长效经济性． 特别是和 常见 的柴油机抽水相 比较 ． 具有压倒 的经济性优势 发展这种 新型环保节能产品无疑将会对发展产业 、 发展经济， 特别是发 展干旱地区的现代农业 ．带来巨大良好的经济效益和社会效 益， 它特别符合建设“ 资源节约型”及“环境友好型” 社会的发 展战略。光伏水泵利用太阳能， 在无需任何外来能源的情况下 可以机动灵活地用于农田灌溉、 提供洁净人畜饮水、 发展庭院 经济、 美化园区、 构造彩色喷泉、 为养鱼、 养虾池增氧、 海滨盐 场供排水等。此外大量国际订货意向表明． 这种高技术产品的 国际市场前景令人十分鼓舞 。光 伏水 泵系统作 为一 个刚刚崭 露头角的产业， 十分符合我国可持续发展的战略。 因此， 水泵 (上接第 336 页)【 参考文献】 [ 1]张善云 ， 郑 坚强． 灾害天气 对 日光温室蔬 菜生产 的影 响及对策 [J ] 农村百事通 ， 2010， (20)． [2]张洪路 ， 张华 东． 种植反季蔬菜 掌握施肥技 巧[ J ]． 农业知识 ， 2010 (o5)． 307