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【干货】光伏扬水系统典型设计

作者:168太阳能光伏网 时间:2018-10-17 10:37 来源:未知

我国人均水资源短缺,旱灾频发,水土流失严重,且电网无法全面覆盖到偏远山区,严重影响到这些地方的人们生活,饮水,农业生产等问题。近几年,我国的光伏产业得到了迅速发展,成本逐年下跌,光伏产品开始走进人们的生活,其中,光伏扬水系统就是光伏产品与扬水相结合,创新应用到生活用水,农业灌溉、生态恢复、草原畜牧等需求中,光伏扬水系统作为光伏领域的全新应用,不仅可以避免电网基础设施建设的大量资金投入,而且解决了农业生产的缺电缺水难题。

典型的光伏扬水系统主要由光伏组件,光伏支架,扬水逆变器,水泵等四大部分组成,以清洁能源太阳能为动力直接驱动水泵进行扬水,以蓄水代替蓄电,无需储能装置,极大降低系统的建设成本和维护成本。系统凭借其环保节能,易安装维护,经济性好等特点被人们广泛使用。

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光伏扬水系统的设计首先需要做好前期的客户需求调查,比如:系统用途,客户每天的用水量,扬程以及当地的光照等信息,只有充分理解客户的具体需求,才能给客户提供最优的方案,最大限度的满足客户的使用需求。光伏扬水系统的设计主要包含水泵选型,扬水逆变器选型和光伏组件设计等三大部分。

1.水泵选型

1.1 流量确定

水泵的流量又称为输水量,主要根据客户的用水量和当地的光照条件来确定系统的流量,具体可以参考以下公式进行设计:

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1.2 扬程确定

扬程是指水泵能够扬水的高度,是水泵的重要工作性能参数,可以根据客户项目的实际状况进行测量。以下是关于扬程的计算方法:

水泵扬程=静扬程+水平输送距离+损失扬程

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静扬程就是指水泵的吸入点和高位控制点之间的高差,如从深水井中抽水,送往高处的水箱。静扬程就是指清水池吸入口和高处的水箱之间的高差;如图,静扬程为H1+H3;

水平输送距离如图H2,一般计算扬程时,水平方向每10m算作1m的扬程;

损失扬程通常为净扬程的6~9%,如水管弯头,水头等,一般为1~2m。

水泵的流量和扬程确定完后,水泵型号就可以基本确定,如果客户是在深井抽水,还需要考虑水泵的尺寸规格要比深井直径小。

2.水泵逆变器选型

光伏扬水逆变器是光伏扬水系统中最重要的设备,作为整个系统的控制和调节器,它始终进行最大功率点跟踪,并根据日照变化实时调节输出频率,从而控制和调节水泵工作。扬水逆变器的功率主要根据水泵电机来确定,为了系统的可靠运行,一般建议选择不小于水泵电机的功率,同时考虑水泵的输入电压和接线方式(单相或三相),最终确定扬水逆变器的型号。

3.光伏组件设计

在偏远山区,没有电网或者柴油发电机作为补充电源,光伏扬水系统的动力全部由光伏组件所产生的电来提供,为了保证满足客户的用水需求,考虑到光伏板倾斜角度,温度,阴影遮挡,灰尘等因素对系统的影响,以及扬水逆变器的超配能力,一般建议光伏组件的功率为逆变器额定功率的1.1-1.5倍之间,一般取1.2倍即可。

4.5.5kW扬水系统典型设计方案

项目背景:

项目使用现场没有市电和发电机,给一客户设计一套光伏扬水系统,从深井抽水用于农田灌溉,具体信息如下;

a)井深约60米,扬程约50米,井径约250mm;

b)需灌溉共80亩旱地,每天用水约70方;

c)灌溉器件本地平均日照约4小时/天

4.1 水泵选择

根据以上信息,水泵流量要求为70m3/(4h*0.85)=20.6m3/h,扬程为50米,水泵可以选瑞荣的R150-DS-05,电机功率为4kW,适用井径为150mm,可以满足要求。以下是水泵的具体参数:

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4.2 扬水逆变器选型

根据水泵电机功率为4kW,输入电压为三相380Vac,水泵逆变器选择晶福源的SPRING5500,输出额定功率为5.5kW。

4.3 光伏组件设计

选定的扬水逆变器SPRING5500,其额定输出为5500W,考虑当地的光照条件较好,可选1.1倍的组件,即1.1×5500=6050W。

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深圳晶福源科技股份有限公司创建于2003年,是一家集研发、生产、销售、服务于一体的国家高新技术企业。公司长期专注于电力电子行业,拥有0.55-75kW的光伏扬水逆变器,单、三相交流输出,支持多种水泵电机,IP65防护等级(22kW以上功率增加户外柜,防护等级为IP54),适合户外使用,并且可选配柴油机或市电作为备用电源,支持24小时全天候发电扬水。晶福源始终坚持“天道酬勤、精益求精”的理念,努力为客户创造更大价值。



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(责任编辑:168太阳能光伏网)

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