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太陽(yáng)能水泵，是當(dāng)今世界上陽(yáng)光豐富地區(qū)，尤其是缺電無(wú)電的邊遠(yuǎn)地區(qū)最具吸引力的供水方式，利用隨處可取、取之不竭的太陽(yáng)能，系統(tǒng)全自動(dòng)地日出而作，日落而歇，無(wú)需人員看管，維護(hù)工作量可降至最低，是理想的集經(jīng)濟(jì)性、可靠性和環(huán)保效益為一體的綠色能源系統(tǒng)。
水泵的分類及特點(diǎn)
交流異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵
較大功率(比如說(shuō),功率大于10KW或更大時(shí))的光伏水泵系統(tǒng)中,驅(qū)動(dòng)電機(jī)仍不乏采用三相交流異步電機(jī)者,其中異步電機(jī)通常采用濕式護(hù)套繞組,由于槽滿率低的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),其效率通常較同等功率的直流永磁無(wú)刷電機(jī)低得多,但是其構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單,造價(jià)相對(duì)低廉,油浸電機(jī)不適于用在同時(shí)提供人畜飲水的供水系統(tǒng)中,因此還有一定需求。其驅(qū)動(dòng)控制的核心是專用的變頻與控制一體化電源,本質(zhì)上是將變頻技術(shù)與光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)及若干必要的運(yùn)行保護(hù)措施集合在同一個(gè)控制器中,由中央控制器完成光伏水泵系統(tǒng)中所需的全部控制功能,這樣做的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)穩(wěn)定性好,結(jié)構(gòu)緊湊,電機(jī)電壓等級(jí)可按陣列配置自由優(yōu)化選擇,制造成本低,同時(shí)可以充分考慮到光伏水泵戶外長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人值守、全自動(dòng)運(yùn)行等特點(diǎn),在散熱、防塵、防雷及各種專用的保護(hù)措施(如打干保護(hù))等方面給予特殊考慮,較之“拼湊式”結(jié)構(gòu)具有高得多的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。
太陽(yáng)能水泵系統(tǒng)的展望
目前硅太陽(yáng)能電池板效率在短時(shí)期內(nèi)很難有大的提升，雖然第二代薄膜太陽(yáng)能電池和第三代有機(jī)質(zhì)太陽(yáng)能電池具在成本上有明顯優(yōu)勢(shì)， 但與目前硅太陽(yáng)能電池板的大規(guī)模生產(chǎn)相比還不具競(jìng)爭(zhēng)力。未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)， 硅電池板仍將占據(jù)市場(chǎng)大量份額。因此，今后太陽(yáng)能水泵系統(tǒng)研發(fā)方向應(yīng)該集中在以下 3 個(gè)方面:
( 1) 研發(fā)高效水泵及電機(jī)， 以提高電機(jī)和水泵在大范圍轉(zhuǎn)速、流量變化下的高效區(qū)范圍及降低系統(tǒng)揚(yáng)水閾值功率。開(kāi)發(fā)低成本、高可靠性智能控制器以提高各組件間性能匹配、應(yīng)對(duì)多變的氣候狀況， 從而提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)和全局效率。同時(shí)提高中小型風(fēng) － 光 － 熱等能源互補(bǔ)利用綜合技術(shù)的開(kāi)發(fā)及推廣;
( 2) 氣候、光照、水位、需水等多因素變化下太陽(yáng)能水泵系統(tǒng)長(zhǎng)期性能預(yù)測(cè)的通用方法及基于動(dòng)態(tài)變化下系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法， 建立不同地區(qū)的數(shù)據(jù)庫(kù)，以逐步取代使用靜態(tài)平均值估計(jì)的方法;
( 3) 隨著電池板價(jià)格的降低及中小型太陽(yáng)能系統(tǒng)的發(fā)展，今后在優(yōu)化電池板功率的基礎(chǔ)上應(yīng)加大對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的評(píng)價(jià)以提高系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性和供水的穩(wěn)定。
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