云南太陽能水泵所屬領域:可再生能源—太陽能利用

太陽能水泵系統主要由三個部分組成:太陽能電池組件、光伏揚水逆變器和交流水泵.太陽能電池陣列由多塊太陽能電池組件串并聯而成,吸收日照輻射能量并將其轉化為電能,為整個系統提供動力電源.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.水泵由電機驅動,從深井中抽水,注入蓄水箱/池或直接接入灌溉系統.

根據實際系統需求和安裝條件,可采用不同類型的水泵進行工作,系統功率從0.37kW至55kW,提水揚程可以在10米至300米,日提水量可在3噸至1000噸之間.

技術可行性和運行條件:

太陽能水泵亦稱太陽能光伏揚水系統,尤其是缺電無電的邊遠地區最具吸引力的供水手段,利用隨處可取、取之不竭的太陽能實現高經濟性和高可靠性的供水.水泵全自動地日出而作,日落而歇,無需人員看管,維護工作量可降至最低,是理想的集經濟性、可靠性和環保效益為一體的綠色能源高技術產品.太陽能水泵系統是近若干年來迅速發展起來的光機電一體化系統,它利用太陽電池發出的電力,通過最大功率點跟蹤以及變換、控制等裝置驅動直流、永磁、無刷、無位置傳感器、定轉子雙塑封電機或高效異步電機或高速開關磁阻電機帶動高效水泵,將水從地表深處提至地面供農田灌溉或人畜飲用.從設計到制造涉及電氣、機械、電力電子、計算機、控制等多個學科的近代技術,為發展現代農業、節能、環保等提供了極其良好的手段.本系統具有良好的長效經濟性,特別是和常見的柴油機抽水相比較,具有壓倒的經濟性優勢.發展這種新型環保節能產品無疑將會對發展產業、發展經濟,特別是發展干旱地區的現代農業,帶來巨大良好的經濟效益和社會效益,它特別符合建設“資源節約型”及“環境友好型”社會的發展戰略.此外大量國際訂貨意向表明,這種高技術產品的國際市場前景令人十分鼓舞.光伏水泵系統作為一個剛剛嶄露頭角的產業,十分符合我國可持續發展的戰略.

太陽能水泵分為兩大系列:直流水泵和交流水泵.其中直流水泵電機驅動方式分為直流無刷電機與永磁同步電機兩大類.

自身優勢:

(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,絕對的環保.

(3)安裝維護簡單,運行成本低,適合無人值守等優點.尤其以其可靠性高而備受關注.

(4)兼容性好,光伏發電可以與其他能源配合使用,也可以根據需要使光伏系統很方便的增容.

(5)標準化程度高,可由組件串并聯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.

但是,太陽能系統也有其缺點,比如:能量分散,間歇性大,地域性強.前期成本較高.

產品特點:壽命長、功耗低、噪音小、調速平衡、運行可靠、無干擾等.

技術現狀及市場前景:

1615年,世界上第一臺太陽能動力機就是一部抽水機;1901年在美國加州建成一臺每分鐘抽水5300升的太陽能水泵.以后,在世界各地又陸續建成一批太陽能水泵,這些水泵都是熱動力泵.1975年光伏水泵面世,批量投入生產,使用數量日益增多,大有取代太陽能熱動力水泵之勢.

太陽能熱動力泵按工作溫度劃分有低溫、中溫和高溫三類.到1981年,全世界已安裝太陽能熱動力水泵100多臺,這些水泵主要分布在第三世界國家.

80年代,非洲曾計劃建造5000臺太陽能熱動力水泵,印度計劃在1985年前興建2000座太陽能熱動力水泵.美國也計劃建造1000個太陽能熱動力灌溉系統.法國有幾家公司生產太陽能熱動力水泵,能提供6-83kW水泵系列產品,但太陽能熱動力水泵系統復雜,制造成本高,廣泛應用受到限制.

80年代以后,聯合國開發署、世界銀行等國際組織經過論證,確認光伏水泵的先進性、合理性和良好發展前景,從而大大推動了光伏水泵的應用.一些工業發達國家推出了一批光伏水泵產品,其中丹麥的一家公司在世界各地銷售了數干臺光伏水泵.目前,全世界已有數萬臺光伏水泵在各地運行.印度計劃在現有4000臺光伏水泵的基礎上,政府給予補貼,再推廣安裝50000臺光伏水泵.

中國在80年代開展了太陽能熱動力水泵的研究,試制成平板集熱器型低溫太陽能熱動力水泵,采用隔膜泵抽水,晴好天氣,每天可抽水3-7噸,揚程達18米.同時,也開展了中溫太陽能水泵的研制.在北京還建成由德國提供的風能-太陽能熱動力混合式水泵一臺,功率為3kW.在90年代,中國開展了光伏水泵的研究,先后試制成百瓦級和干瓦級光伏水泵,并建立了光伏水泵生產企業,能批量生產百瓦級光伏水泵.目前,中國研制的2.5kW光伏水泵正在新疆運行.

光伏水泵的潛在市場需求數量可觀,應用前景廣闊,獅泉河、日土、改則、尼瑪、扎囊等地建成6座光伏水泵系統,總裝機容量2千多瓦,除解決草場灌溉外,還解決了本地區的人畜飲水問題,結束了依靠人力背水的歷史,極大的解放了勞動力.

技術對社會經濟發展和環境保護的貢獻:

(1)對社會發展的貢獻

太陽能水泵工作可靠,可以有效促進發展中國家的供水,增強社會凝聚力,促進社會發展.減少不發達地區女性在日常供水中所耗費的時間.

(2)對于環境保護的貢獻

該技術安全環保,不產生任何的固體、液體和氣體污染物,對土地的利用面積也較小,相比傳統的技術有更大的環境效益.