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太阳能水泵

太阳能水泵,是当今世界上阳光丰富地区,尤其是缺电无电的边远地区最具吸引力的供水方式,利用随处可取、取之不竭的太阳能,系统全自动地日出而作,日落而歇,无需人员看管,维护工作量可降至最低,是理想的集经济性、可靠性和环保效益为一体的绿色能源系统。


水泵的分类及特点

交流异步电机驱动水泵

较大功率(比如说,功率大于10KW或更大时)的光伏水泵系统中,驱动电机仍不乏采用三相交流异步电机者,其中异步电机通常采用湿式护套绕组,由于槽满率低的结构特点,其效率通常较同等功率的直流永磁无刷电机低得多,但是其构造相对简单,造价相对低廉,油浸电机不适于用在同时提供人畜饮水的供水系统中,因此还有一定需求。其驱动控制的核心是专用的变频与控制一体化电源,本质上是将变频技术与光伏阵列最大功率点跟踪技术及若干必要的运行保护措施集合在同一个控制器中,由中央控制器完成光伏水泵系统中所需的全部控制功能,这样做的优点是系统稳定性好,结构紧凑,电机电压等级可按阵列配置自由优化选择,制造成本低,同时可以充分考虑到光伏水泵户外长时间无人值守、全自动运行等特点,在散热、防尘、防雷及各种专用的保护措施(如打干保护)等方面给予特殊考虑,较之“拼凑式”结构具有高得多的经济性和可靠性。 

太阳能水泵

太阳能水泵系统的展望

目前硅太阳能电池板效率在短时期内很难有大的提升,虽然第二代薄膜太阳能电池和第三代有机质太阳能电池具在成本上有明显优势, 但与目前硅太阳能电池板的大规模生产相比还不具竞争力。未来一段时间内, 硅电池板仍将占据市场大量份额。因此,今后太阳能水泵系统研发方向应该集中在以下 3 个方面:

( 1) 研发高效水泵及电机, 以提高电机和水泵在大范围转速、流量变化下的高效区范围及降低系统扬水阈值功率。开发低成本、高可靠性智能控制器以提高各组件间性能匹配、应对多变的气候状况, 从而提高系统动态品质和全局效率。同时提高中小型风 - 光 - 热等能源互补利用综合技术的开发及推广;

( 2) 气候、光照、水位、需水等多因素变化下太阳能水泵系统长期性能预测的通用方法及基于动态变化下系统设计方法, 建立不同地区的数据库,以逐步取代使用静态平均值估计的方法;

( 3) 随着电池板价格的降低及中小型太阳能系统的发展,今后在优化电池板功率的基础上应加大对系统运行可靠性的评价以提高系统长期运行可靠性和供水的稳定。