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【干貨】光伏揚(yáng)水系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)

2018-08-23 11:01:42 OFweek太陽(yáng)能光伏網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
典型的光伏揚(yáng)水系統(tǒng)主要由光伏組件,光伏支架,揚(yáng)水逆變器,水泵等四大部分組成,以清潔能源太陽(yáng)能為動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)水泵進(jìn)行揚(yáng)水,以蓄水代替蓄電,無(wú)需儲(chǔ)能裝置,極大降低系統(tǒng)的建設(shè)成本和維護(hù)成本。

我國(guó)人均水資源短缺,旱災(zāi)頻發(fā),水土流失嚴(yán)重,且電網(wǎng)無(wú)法全面覆蓋到偏遠(yuǎn)山區(qū),嚴(yán)重影響到這些地方的人們生活,飲水,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等問(wèn)題。近幾年,我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)得到了迅速發(fā)展,成本逐年下跌,光伏產(chǎn)品開(kāi)始走進(jìn)人們的生活,其中,光伏揚(yáng)水系統(tǒng)就是光伏產(chǎn)品與揚(yáng)水相結(jié)合,創(chuàng)新應(yīng)用到生活用水,農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)恢復(fù)、草原畜牧等需求中,光伏揚(yáng)水系統(tǒng)作為光伏領(lǐng)域的全新應(yīng)用,不僅可以避免電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大量資金投入,而且解決了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的缺電缺水難題。

典型的光伏揚(yáng)水系統(tǒng)主要由光伏組件,光伏支架,揚(yáng)水逆變器,水泵等四大部分組成,以清潔能源太陽(yáng)能為動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)水泵進(jìn)行揚(yáng)水,以蓄水代替蓄電,無(wú)需儲(chǔ)能裝置,極大降低系統(tǒng)的建設(shè)成本和維護(hù)成本。系統(tǒng)憑借其環(huán)保節(jié)能,易安裝維護(hù),經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)被人們廣泛使用。

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光伏揚(yáng)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先需要做好前期的客戶需求調(diào)查,比如:系統(tǒng)用途,客戶每天的用水量,揚(yáng)程以及當(dāng)?shù)氐墓庹盏刃畔ⅲ挥谐浞掷斫饪蛻舻木唧w需求,才能給客戶提供最優(yōu)的方案,最大限度的滿足客戶的使用需求。光伏揚(yáng)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包含水泵選型,揚(yáng)水逆變器選型和光伏組件設(shè)計(jì)等三大部分。

1.水泵選型

1.1 流量確定

水泵的流量又稱為輸水量,主要根據(jù)客戶的用水量和當(dāng)?shù)氐墓庹諚l件來(lái)確定系統(tǒng)的流量,具體可以參考以下公式進(jìn)行設(shè)計(jì):

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1.2 揚(yáng)程確定

揚(yáng)程是指水泵能夠揚(yáng)水的高度,是水泵的重要工作性能參數(shù),可以根據(jù)客戶項(xiàng)目的實(shí)際狀況進(jìn)行測(cè)量。以下是關(guān)于揚(yáng)程的計(jì)算方法:

水泵揚(yáng)程=靜揚(yáng)程+水平輸送距離+損失揚(yáng)程

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靜揚(yáng)程就是指水泵的吸入點(diǎn)和高位控制點(diǎn)之間的高差,如從深水井中抽水,送往高處的水箱。靜揚(yáng)程就是指清水池吸入口和高處的水箱之間的高差;如圖,靜揚(yáng)程為H1+H3;

水平輸送距離如圖H2,一般計(jì)算揚(yáng)程時(shí),水平方向每10m算作1m的揚(yáng)程;

損失揚(yáng)程通常為凈揚(yáng)程的6~9%,如水管彎頭,水頭等,一般為1~2m。

水泵的流量和揚(yáng)程確定完后,水泵型號(hào)就可以基本確定,如果客戶是在深井抽水,還需要考慮水泵的尺寸規(guī)格要比深井直徑小。

2.水泵逆變器選型

光伏揚(yáng)水逆變器是光伏揚(yáng)水系統(tǒng)中最重要的設(shè)備,作為整個(gè)系統(tǒng)的控制和調(diào)節(jié)器,它始終進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤,并根據(jù)日照變化實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸出頻率,從而控制和調(diào)節(jié)水泵工作。揚(yáng)水逆變器的功率主要根據(jù)水泵電機(jī)來(lái)確定,為了系統(tǒng)的可靠運(yùn)行,一般建議選擇不小于水泵電機(jī)的功率,同時(shí)考慮水泵的輸入電壓和接線方式(單相或三相),最終確定揚(yáng)水逆變器的型號(hào)。

3.光伏組件設(shè)計(jì)

在偏遠(yuǎn)山區(qū),沒(méi)有電網(wǎng)或者柴油發(fā)電機(jī)作為補(bǔ)充電源,光伏揚(yáng)水系統(tǒng)的動(dòng)力全部由光伏組件所產(chǎn)生的電來(lái)提供,為了保證滿足客戶的用水需求,考慮到光伏板傾斜角度,溫度,陰影遮擋,灰塵等因素對(duì)系統(tǒng)的影響,以及揚(yáng)水逆變器的超配能力,一般建議光伏組件的功率為逆變器額定功率的1.1-1.5倍之間,一般取1.2倍即可。

4.5.5kW揚(yáng)水系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)方案

項(xiàng)目背景:

項(xiàng)目使用現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有市電和發(fā)電機(jī),給一客戶設(shè)計(jì)一套光伏揚(yáng)水系統(tǒng),從深井抽水用于農(nóng)田灌溉,具體信息如下;

a)井深約60米,揚(yáng)程約50米,井徑約250mm;

b)需灌溉共80畝旱地,每天用水約70方;

c)灌溉器件本地平均日照約4小時(shí)/天

4.1 水泵選擇

根據(jù)以上信息,水泵流量要求為70m3/(4h*0.85)=20.6m3/h,揚(yáng)程為50米,水泵可以選瑞榮的R150-DS-05,電機(jī)功率為4kW,適用井徑為150mm,可以滿足要求。以下是水泵的具體參數(shù):

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4.2 揚(yáng)水逆變器選型

根據(jù)水泵電機(jī)功率為4kW,輸入電壓為三相380Vac,水泵逆變器選擇晶福源的SPRING5500,輸出額定功率為5.5kW。

4.3 光伏組件設(shè)計(jì)

選定的揚(yáng)水逆變器SPRING5500,其額定輸出為5500W,考慮當(dāng)?shù)氐墓庹諚l件較好,可選1.1倍的組件,即1.1×5500=6050W。

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深圳晶福源科技股份有限公司創(chuàng)建于2003年,是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)于一體的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)。公司長(zhǎng)期專注于電力電子行業(yè),擁有0.55-75kW的光伏揚(yáng)水逆變器,單、三相交流輸出,支持多種水泵電機(jī),IP65防護(hù)等級(jí)(22kW以上功率增加戶外柜,防護(hù)等級(jí)為IP54),適合戶外使用,并且可選配柴油機(jī)或市電作為備用電源,支持24小時(shí)全天候發(fā)電揚(yáng)水。晶福源始終堅(jiān)持“天道酬勤、精益求精”的理念,努力為客戶創(chuàng)造更大價(jià)值。

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責(zé)任編輯:蔣桂云

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