光伏水泵是當今世界上陽光豐富地區(qū),尤其是缺電無電的邊遠地區(qū)具吸引力的供水方式,利用隨處可取、取之不竭的太陽能,系統(tǒng)全自動地日出而作,日落而歇,無需人員看管,維護工作量可降至低,是理想的集經濟性、可靠性和環(huán)保效益為一體的綠色能源系統(tǒng)。
1、系統(tǒng)組成
1)光伏陣列
主要是將太陽的光能轉化為電能,給負載水泵電機提供工作電力。
2)光伏揚水逆變器或控制器
對太陽能水泵的運行實施控制和調節(jié),用太陽能陣列發(fā)出的電能驅動水泵,并根據日照強度的變化,實時地調節(jié)輸出頻率,使輸出功率接近太陽電池陣列的大功率。
3)馬達(驅動電機)
在不同系統(tǒng)中使用的驅動電機也不同。在小于10閱Np功率等級的光伏水泵系統(tǒng)中,為獲得盡可能高的系統(tǒng)效率,多采用直流無刷永磁電機驅動,在大型光伏水泵系統(tǒng)中,仍不乏采用交流異步傳動方式者,但是由于近代控制技術的不斷發(fā)展,為了進一步提高單位峰瓦提供的揚水量,己經開始有被多臺水泵實現(xiàn)柔性控制的多機群控技術所替代的趨勢。
4)水泵
對于光伏水泵系統(tǒng)而言,水泵類型的選擇同樣至為重要。在功率不大的系統(tǒng)中,若用戶要求揚程高但流量較小的情況下,宜選擇容積式正位移水泵,在其它情況下可能以采用離心式或軸流式水泵。關于光伏水泵系統(tǒng)配用泵型的選擇與考慮。
5)水塔及儲水設施
如果光伏水泵系統(tǒng)應用于冬季寒冷地區(qū)(如我國廣大西部地區(qū)),則宜采用防凍儲水設施,例如中間抽真空或實以絕熱材料的雙層水箱或水塔,引水管道亦應采用抗低溫材料并作防凍處理。
2、優(yōu)勢
(1) 可靠:光伏電源很少用到運動部件,工作可靠。
(2) 安全,無噪聲,無其他公害。不產生任何的固體,液體和氣體有害物質,絕對的 環(huán)保。
(3) 安裝維護簡單,運行成本低,適合無人值守等優(yōu)點。尤其以其可靠性高而備受關 注。
(4) 兼容性好,光伏發(fā)電可以與其他能源配合使用,也可以根據需要使光伏系統(tǒng)很方便的增容。
(5) 標準化程度高,可由組件串并聯(lián)滿足不同用電的需要,通用性強。
(6) 太陽能隨處都有,應用范圍廣。
3、光伏水泵的特點
光伏水泵系統(tǒng)全自動運行,無需人工值守,系統(tǒng)主要由光伏揚水逆變器、光伏陣列、水泵組成。系統(tǒng)省卻掉蓄電池之類的儲能裝置,以蓄水替代蓄電,直接驅動水泵揚水。
光伏揚水逆變器對系統(tǒng)的運行實施控制和調節(jié),實現(xiàn)大功率點跟蹤。當日照充足時保證系統(tǒng)額定運行,當日照不足時,設定低運行頻率滿足,確保太陽能電池電力的充分應用。
太陽電池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,將其轉換為電能,為整個系統(tǒng)提供動力電源。
水泵從深井或江河湖泊等水源中提水,注入水箱/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。