光伏扬水系统典型设计
水上光伏发电系统设计
水上光伏发电系统设计水上光伏发电系统是一种将太阳能转化为电能的系统，通过在水面上安装太阳能电池板，来实现电能的产生。
相比传统的地面光伏发电系统，水上光伏发电系统具有一定的优势，如更高的发电效率和更好的环境适应性。
本文将介绍水上光伏发电系统的设计要点和技术要求。
首先，在设计水上光伏发电系统时，需要考虑所选择的水域环境。
水域的面积、水体的深度和水流的速度都会直接影响光伏发电系统的性能。
一般来说，水域面积越大，太阳能电池板所接受的太阳光辐射就越充足，发电效率越高。
同时，水下的水体深度也需要合理控制，以确保太阳能电池板可以充分接受太阳光辐射，提高发电效率。
另外，水流的速度也会影响光伏发电系统的性能。
水流速度越大，太阳能电池板所受到的冲击力也越大，所以需要选用适当的材料和结构来增强太阳能电池板的稳定性。
其次，在水上光伏发电系统的设计中，太阳能电池板的选取非常重要。
太阳能电池板是将太阳能转化为电能的核心部件，其性能直接影响光伏发电系统的发电效率。
在选择太阳能电池板时，需要考虑其功率输出、转换效率以及适应环境的能力。
一般来说，功率输出越大，发电效率就越高。
同时，太阳能电池板的适应环境能力也需要考虑，如防水、抗腐蚀等特性。
此外，在水上光伏发电系统的设计中，还需要考虑电能的输送和存储。
由于水上光伏发电系统需要将电能输送到陆地上供应给用户使用，所以需要设计相应的输电系统。
一般来说，光伏发电系统会将直流电能经过逆变器转化为交流电能，并通过输电线路输送到陆地上。
同时，为了保证电能的稳定供应，还需要设计储能系统，如太阳能电池组或其他储能装置，以在夜间或恶劣天气条件下供应电能。
最后，在水上光伏发电系统的设计中，还需要考虑系统的安全性和可维护性。
水上光伏发电系统处于恶劣的自然环境中，如水腐蚀、光污染、风浪影响等，所以需要选择符合相应标准的材料和组件，以确保系统的安全可靠。
同时，为了方便系统的维护和管理，需要合理布设监控和维护设备，以便及时发现和解决潜在问题。
水面光伏系统设计方案
1.组件选型
传统晶体硅太阳能组件的背板有一定的透水率，透过背板的水汽使劣质的EVA树脂 很快分解析出醋酸，而导致组件内部发生电化学腐蚀，增加了出现PID衰减和蜗牛纹发 生的概率。同时，外界酸、碱、高温、高湿、紫外线等加快了水面光伏组件的衰减。
水面光伏电站的环境潮湿，组件发生PID衰减的现象比较严重，因此水面光 伏电站建议选用双玻组件；双玻组件发电量高、抗PID性能强，玻璃材质散热 快、温差小。且玻璃本身不会被腐蚀，酸碱盐雾水汽不能穿透玻璃破坏太阳能 电池，玻璃硬度高，不易磨损，具有可靠性高、抗湿气的特性。
6.浮体选型
漂浮式水上光伏需要漂浮设备支撑光伏电池板，浮体架台对抗腐蚀性能、低 密度、抗冻胀、抗风浪、寿命、承载能力等均要求较高。浮体常用材料一般为高 密度聚乙烯，要求质量轻、浮力大、抗风性能好（风洞试验）、抗冲击、耐腐蚀、 防止外线、耐高低温、对水资源无危害、环境温度70℃~110℃。造价为1.3~1.8元/w不同厂家不等
3.项目周围环境：无高山、建筑物等阴影遮挡；径流稳定；风 速不大；无台风暴雨等恶劣天气水位变化不大，漂浮式项目 需防止因水位变化造成浮体倾斜桩柱式项目需防止水位过高 水面淹没组件，或者水位过低影响运维等因素；冬季无结冰 现象，漂浮式项目需防止结冰破坏浮体结构，桩柱式项目需 要考虑结冰对组件、桩基等的影响。
1.3 考虑因素
有利因素
1、太阳能资源丰富 2、接入系统便利 3、交通方便 4、地块平整，占地面
积较大
不利因素
1、行洪区、滞洪区、泄洪区 2、通航水域 3、滩涂、盐场 4、水库设计周期不满25年
2 . 水面光伏设备选型
1. 组件选型 2. 汇流箱选型 3. 逆变器选型 4. 支架选型 5. 电缆选型 6. 浮体选型
光伏泵水系统
适用领域
适用于生活用水 农业灌溉、林业浇 灌 沙漠治理 草原畜牧 海岛供水 水处理工程 近年来，随着对新 能源利用的不断提 升，在市政工程、 城市广场、公园游 览、旅游胜地、宾 馆饭店以及住宅社 区的景观及喷水系 统中，得到了越来 越多的应用。
系统构成示意简图
多机系统优化示意简图
光伏泵水系统优势
可靠：光伏电源很少用到运动部件，尤其以其可靠性而备受 关注 安全无噪声，无其他公害，不产生任何液体、固体和气体等 有害物质，环保 安装维护简单，无需人工看守，运行成本低等 不耗化石能源和电能，太阳能随处都有，适用范围广，累计 时日，极大节约了成本 兼容性好，光伏能源可与其他能源配合使用，也可根据需要 使光伏系统方便扩容，多机并联扩容等 国际应用范围广，大量订单意向表明，此高技术产品的国际 市场前景令人十分鼓舞，太阳能利用为大势所趋
系统功能和特点
全自动运行，无需人工值守，节约劳力和人工成本 省掉蓄电池等高昂价格和维护困难的储能设备，以蓄水代替 蓄电，直接驱动水泵扬水 光伏泵水逆变器对系统的运行实施控制和调节，实现最大功 率定跟踪（MPPT）,当日照不足时，自动降低运行频率，确 保太阳能电池电力的充分利用 洁净能源来源，节油节电节money 若要昼夜不停抽水或灌溉，有市电地区可配市电辅助功能， 作为后备方式为系统供电。 泵水逆变器主电路采用智能化功率模块，可靠性高，转换效 率高达98%
太阳能光伏自动泵水系统
概览
太阳能光伏自动泵水系统简介 适用领域 系统构成示意简图 多机系统优化示意简图 系统功能和特点 光伏泵水系统优势 系统选型参考列表 案例展示——缅甸总统农场灌溉详情 国内国际应用案例情况
基于25W光伏水泵监控系统的设计与应用
基于25W光伏水泵监控系统的设计与应用光伏水泵系统是一种利用太阳能光伏电池板发电，驱动水泵工作的环保型系统，广泛应用于农村地区灌溉、家庭供水、农田排灌等领域。
为了保证光伏水泵系统的可靠性和高效性，对其进行监控和管理尤为重要。
因此，设计一个基于25W光伏水泵监控系统是十分必要的。
一、系统组成1.光伏电池板：光伏电池板作为系统的发电设备，将太阳能转化为电能，供给水泵工作。
2.逆变器：将直流电能转化为交流电能，使其适应水泵的工作需求。
3.控制器：监控光伏发电系统的运行状态，管理电能的分配和使用。
4.水泵：负责水的抽取、输送或排放。
5.传感器：监测系统的工作状态、环境温湿度等参数。
6.数据采集与处理模块：收集传感器获取的数据，进行分析处理并反馈给控制器。
7.仪表显示系统：显示系统的各种数据和参数。
8.电池：储存光伏系统产生的电能，以备不时之需。
二、系统功能1.监控功能：实时监测光伏电池板、逆变器、水泵等设备的运行状态，及时发现异常情况并报警。
2.控制功能：控制光伏电池板的输出功率，调节水泵速度，使系统运行在最佳状态。
3.数据采集与处理功能：采集系统各个参数的数据，通过数据处理模块进行分析，提供给使用者参考。
4. 远程监控功能：用户可以通过手机App或者网页端远程监控系统的运行状态，方便及时调整系统工作模式。
5.节能功能：根据光照强度自动调节光伏电池板输出功率，提高系统效率，节约能源。
6.防护功能：在遇到异常情况时，系统能够及时做出保护处理，延长设备寿命。
三、系统应用1.农田灌溉：光伏水泵系统可以根据农田的需水量和光照条件，智能灌溉，提高灌溉效率，减少能源消耗。
2.家庭供水：将光伏水泵系统与家庭水池或井相连接，实现家庭自给水源，减少对传统电力的依赖。
3.农村农业排灌：应用于农村地区的农业排灌系统，提高农田水利设施的自动控制水平，降低运行成本。
4.生态环境保护：光伏水泵系统对环境无污染，降低化石燃料的使用，有利于生态环境的保护和气候变暖的缓解。
光伏水泵系统设计与应用
光伏水泵系统设计与应用光伏水泵系统是一种利用太阳能光伏板发电的系统，将太阳能转化为电能，驱动水泵进行水的输送和灌溉。
随着节能环保理念的不断普及，光伏水泵系统在农业灌溉、城市供水、农村饮水等领域的应用越来越广泛。
本文将对光伏水泵系统的设计及其应用进行详细介绍。
一、光伏水泵系统的设计1.光伏板选择光伏板是光伏水泵系统的核心部件，其性能直接影响系统的发电效率和稳定性。
在选择光伏板时，需要考虑光伏板的功率、转换效率、寿命和成本等因素。
通常情况下，多晶硅光伏板是较为常见的选择，其成本适中、性能稳定。
2.逆变器选择逆变器是将光伏板产生的直流电转变为交流电的设备，用于驱动水泵正常运行。
在选择逆变器时，需要考虑其输出功率、波形纹波、效率和稳定性等因素。
同时，还需考虑逆变器的负载容量和连接方式，以确保系统的正常工作。
3.水泵选择水泵是光伏水泵系统中的关键部件，其性能直接影响系统的水泵效率和水的输送效果。
在选择水泵时，需要考虑水源的深度、水质、输水量、输送距离、泵的耐久性和可靠性等因素。
常见的水泵类型包括离心泵、深井泵、螺杆泵等，具体选择需根据实际需求来确定。
4.支架选择支架是支撑光伏板的重要组成部分，其稳固性和安全性直接关系到光伏水泵系统的使用寿命和安全性。
在选择支架时，需要考虑其材质、结构、安装方式等因素，以确保系统正常运行并获得最大的光伏发电效率。
二、光伏水泵系统的应用1.农业灌溉光伏水泵系统在农业灌溉领域的应用越来越广泛。
通过利用太阳能发电，驱动水泵进行灌溉，可以实现远程控制、自动化运行，减少能源消耗和运行成本。
同时，光伏水泵系统还能够提高农业生产效率，改善农田灌溉条件，促进农业可持续发展。
2.城市供水3.农村饮水在农村地区，由于电网建设不便、用电成本高昂等因素，传统的电动水泵供水方式存在一些问题。
而光伏水泵系统可以充分利用太阳能资源，降低供水成本，提高供水可靠性，为农村居民提供安全饮水保障，促进农村社会经济的发展。
太阳能扬水蓄水系统设计
福 建省 山地 、丘 陵 占陆域 的 ８ ０ ％，平 均 降雨
量 １ ４ ０ ０ ￣２ ０ ０ ０ ａｉ ｒ ｎ ， 年 降 雨量 分布 不均 。随着 全 球 气 候 的变 化 和 中 国城 市 化 建 设 进 程 的 不 断 深 入 ， 山地 水 资 源供 应 不足 的现 象 愈趋 严重 ，极大 地制 约 了山地 丘 陵农林 业 的健 康 发展 。加 上 由于
表 ２ 太阳能板 参数
功率， ｗ 工作 电压 工 作 电流 开路 电压 短路 电流
／ Ｖ ／ Ａ ｝
开 关相 连 。 由于 水泵 与声 波测 距开 关之 间 的线较
长 ，所 以中间用 一个 绕线 盘相 连 。为 了使太 阳能 ‘ 电池板 、充 电控 制器 、 蓄 电池 、水 泵之 间线 的使 用 尽可 能短 ，将 四者 尽量 靠近在 一 起 ，并与 绕线 盘一起 放置 在车 架底 部 。这样 整体 结构 也较 为 紧 凑 、重 心不会 太 高 ，机 器更加 平稳 。
１ 结构 及工 作原理
太 阳能扬 水 蓄水 系 统主 要 由太 阳 能发 电光 伏 系 统（ 包 括太 阳 能 电池 板 、铅 酸 蓄 电池 组 、充 电控 制 器 以及 电源 线） 、水泵 、手推 车 、超 声波 测距 开
关 等 组成 ，如 图 １ 所示。
距开关，利用超声波发射接 收原理 ，使用集成的 超声波传感器 ，利用单片机 的中断功能，对液位 进行 实时 检测 ，并控 制水 泵工 作 与停机 ，从 而 实
次 的反复 修 改 ，最 终确 定系 统 的总体 布局 。 整个 系 统 的连 线 方 式为 太 阳能 电池板 、蓄 电
应产生电能， 然后通过充 电控制器给蓄电池充 电，
・ 福建省林业科研项 目 “ 南方丘陵 山地造林机械装备的研究”（ 闽林科［ ２ ０ １ ２ １ ２号） ；国家林业局南方 山地用材林培育重点实验室资助
光伏水泵工程方案
光伏水泵工程方案1. 简介光伏水泵是利用太阳能光伏电池板将光能转换为电能，通过控制器和水泵将电能转换为机械能，以实现水泵的工作。
与传统的水泵相比，光伏水泵具有环保、节能、可靠性高等优势，因此在农村、荒漠地区、无电区域等地有着广泛的应用前景。
本文档将介绍光伏水泵工程的方案设计和实施流程。
2. 设计方案2.1 太阳能光伏电池板光伏水泵工程的核心是太阳能光伏电池板，它将太阳光转化为电能。
在设计中，需要考虑以下几个关键参数：•光伏电池板容量：根据实际用水需求和太阳辐射强度等因素确定光伏电池板的容量。
过小的容量会导致不能满足用水需求，过大的容量则会造成浪费。
•光伏电池板类型：常见的光伏电池板类型有单晶硅、多晶硅和非晶硅等，根据实际情况选择合适的类型。
•光伏电池板布局：要充分利用可用的阳光资源，需要合理布局光伏电池板。
一般采用倾斜角度可调整的支架，以便在不同季节和时间段上获得最佳太阳辐射。
2.2 控制器和逆变器光伏电池板通过充电控制器将电能储存在电池中，再通过逆变器将电能转换为交流电，供给水泵驱动器使用。
•充电控制器：充电控制器负责将光伏电池板输出的直流电能进行充电管理，保证电池的安全和寿命。
•逆变器：逆变器将电池输出的直流电转换为交流电，以便供给水泵驱动器使用。
同时，逆变器还需要具备过载、过压、欠压等保护功能。
2.3 水泵驱动器水泵驱动器是光伏水泵系统的关键部分，负责将电能转换为机械能，实现水泵的工作。
•驱动器类型：根据所需要的流量和扬程等要求，选择合适的水泵驱动器类型。
常见的有离心泵、深井泵、直流泵等。
•驱动器控制：通过控制器对水泵驱动器进行控制，实现启动、停止、定时等操作。
同时，控制器还可以根据光伏电池板输出的电量情况进行智能控制，使得系统能够稳定运行。
2.4 其他部分光伏水泵工程还需要考虑以下几个方面：•水池和输水管道：合理设计水池和输水管道，以有效储存和输送水资源。
•系统排水和排气：通过排水和排气系统，避免水泵驱动器和管道因水气积聚而损坏。
光伏扬水系统解决方案
光伏扬水系统解决方案
农业自古以来就是我国国民经济的基础，为了实现我国经济腾飞及综合实力的提高。
我国一直再探索农业的发展道路，并在农业科技、经济和社会各个方面都取得了巨大成就，但是我国农业种植远离居民生活区，很多地区往往没有电网或者电力资源紧缺，导致农业抗旱救灾和农作物灌溉受到很大限制，严重制约着我国农业的发展。
在光伏行业深耕多年的深圳晶福源，凭借其专业的技术实力，不断创新探索，将光伏产品和农业灌溉相结合，提出光伏扬水系统解决方案，解决偏远地区农作物灌溉难题。
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。
首先，光伏组件将吸收的太阳辐射能量转换为直流电，再通过扬水逆变器转换为交流电直接驱动水泵进行扬水。
光伏扬水系统以其环保节能，良好的经济性，方便维护安装等特点，被广泛应用于农林灌溉、荒漠治理、草原蓄牧、海水淡化和城市光伏水景等领域。
晶福源光伏扬水系统解决方案以蓄水代替蓄电，无需储能装置，只要有光照和水源，系统就可以从深井或者江河中抽水到蓄水箱储存，或者直接连接到灌溉系统，极大降低系统建设成本和运维成本，并且避免了蓄电池带来的环境污染问题。
同时，系统可以全天候自动化运行，无需人工值守，通过GPRS进行远程监控，真正做到“日出而做，日落而息”，特别
适合在偏远山区使用。
光伏扬水系统成本低，无需远距离架设电线，建设周期短，系统一旦建成，无需后期运行费用，具有很高的经济效益和投资价值。
(晶福源云南昆明110kW扬水系统)
光伏扬水系统将光伏和农业有机的相结合，高效合理的利用太阳能和水资源，让创新的科技产品运用到农业生产中，对我国发展现代农业，绿色农业具有积极的推进意义。
PDS光伏扬水系统介绍-2014
3 PDS太阳能水泵控制器
PDS太阳能水泵控制器命名规则：
PDS 10- 4 T 5 R 5
① ② ③④ ⑤
标号 ① ②
③
名称 系列名称 产品代号+版本号
电机额定电压
说明 PDS系列太阳能水泵控制器 10：标准型，基本版
2:220VAC 4:380VAC
④
备用交流输入
S:单相交流输入 T: 三相交流输入
➢ 其他可再生能源项目
2 PDS光伏扬水系统
PDS光伏扬水优势
➢ 无需使用任何燃料且相比于柴油泵抽水系统投资回报率高； ➢ 系统零碳排放； ➢ 经过国际市场验证并认可的系统长设计寿命； ➢ 适用于电力供应欠缺及各种恶劣环境； ➢ 可移动及全系列功率段设计； ➢ 简单快捷安装； ➢ 模块化设计保证系统可靠性、降低售后及维护成本； ➢ 适用于各种标准三相异步电机系统； ➢ 支持各种常规太阳能组件。
2 PDS光伏扬水系统
2 PDS光伏扬水系统
光伏扬水系统构成：光伏阵列、太阳能水泵控制器、水泵（含电 机）。
2 PDS光伏扬水系统
PDS光伏扬水应用场合（1） ➢ 生活用水供应
➢ 农业等各种灌溉应用
➢ 畜牧用水供应
2 PDS光伏扬水系统
PDS光伏扬水应用场合（2） ➢ 水净化和水处理系统 R5
800
PDS10-4T011
800
PDS10-4T015
800
PDS10-4T18R5
800
PDS10-4T022
800
PDS10-4T030
800
PDS10-4T037
800
PDS10-4T045
800
PDS10-4T055
浅析光伏扬水系统的应用
浅析光伏扬水系统的应用近些年光伏相关的解决方案和产品层出不穷，以光伏并网发电、光伏离网储能、光伏并离网混合储能为首的解决方案已经不生疏了。
除了这些常规化的应用，光伏系统家族还有一个成员始终在坚守自己的使命，悄悄地为人们付出光伏扬水系统。
光伏扬水系统广泛应用在农业浇灌、荒漠治理、草原畜牧、城市水景、生活用水等方面，是真正的绿色无污染系统，在这里，低碳、节能、环保等现代理念得到了充分的体现，显著地改善了边远地区人们的生活水平。
光伏扬水系统应用示意图光伏扬水系统主要由：光伏组件、光伏扬水逆变器、水泵等组成。
其中光伏扬水逆变器(光伏水泵逆变器)虽然占整个系统成本比例不高，却是系统的核心设备。
它是对光伏扬水系统的运行实施掌握和调整，将光伏组件产生的直流电转换成可直接驱动水泵工作的沟通电。
当光照强度不足或者阴雨天气时，可以接入市电或油机后备供电方式，带动系统进行抽水，满意用户全天候用水需求。
光伏扬水逆变器结构简图晶福源作为国内首批研发和生产销售光伏扬水逆变器的厂家之一。
其SPRING系列光伏扬水逆变器功率范围0.55kW-75kW。
其中0.5-22KW为IP65防护等级，无风扇自然散热设计。
26KW以上为IP54防护等级，可选配户外掌握柜亦适用于户外严酷的应用环境，设计寿命可达8-10年。
对于小功率机型，扬水逆变器内置Boost升压电路，直流输入电压范围更宽，组件配置更加敏捷便利。
可通过APP远程查看和设置运行参数以及运行模式，来实现多样化的应用。
全数字式掌握，可存储运行数据长达8年之久。
如：运行参数、累计发电量、和故障告警记录等。
晶福源光伏扬水逆变器全部关键元器件均来国际知名品牌如：Infineon、NCC、VAC、TI、BUSSMAN。
质量牢靠使用寿命长。
同时拥有完善的爱护机制，启动方式采纳变频软启，削减启动电流冲击。
具备输出短路爱护、加速/减速/恒速状态下的过压和过流爱护、电机过载爱护、输出缺相爱护、水泵防干抽爱护等。
光伏水泵系统设计
毕业设计（论文）题目光伏水泵系统设计摘要地球环境由于燃烧大量矿物能源已经产生了明显的变化，人类的生存环境正在逐渐恶化。
减少传统能源的消耗、减少温室气体的排放和保护环境已经迫在眉睫。
太阳能是一种无污染、有极强的经济性的新能源。
由于太阳能能有效的解决资源和环境问题，其应用和普及越来越受到人们的重视。
光伏水泵技术是太阳能技术的一部分，由于其清洁无污染，不消耗燃料的特点，在人民生活供水和干旱地区农田灌溉方面有广阔的应用前景。
光伏水泵系统是直接利用太阳电池光生伏特效应发电，通过光伏阵列、控制器、电机、水泵等控制及执行环节来提水的系统。
本文论文的主要工作如下：(1) 了解光伏发电的基本原理，分析光伏水泵系统的原理与特性(2) 对光伏阵列进行建模与分析(3) 对最大功率跟踪方法进行详细的叙述，判断其优缺点，并利用MATLAB进行建模与仿真(4) 对光伏水泵系统进行分析和选型(5) 研究无刷直流电机的PWM控制、预定位起动方式。
关键词：光伏水泵系统最大功率跟踪无刷直流电机脉冲宽度调制(PWM)The design of solar Photovoltaic pump systemAbstractDue to the burning of fossil energy，the earth's environment has produced significant changes. The environment of human being is gradually deteriorated. Reducing tradition energy consumption，greenhouse gas emissions and protecting the environment have been imminent.Solar energy is a kind of new energy which has characteristic of no pollution and economy. Because of solar power can effectively solve the problem of resources and environment，people more and more get the attention of their application and popularize.Photovoltaic pump technology is a part of the solar technology.Owing to the feature of no pollution and no fuel consumption. Solar photovoltaic pump system has broad application prospects in the field of people's life for irrigation water and dry areas.The photovoltaic pump system uses photovoltaic panels which produce electricity directly from sunlight using silicon ceil and drive the pump through a series of new technologies such as photovoltaic array，control units，electronics，motors and different modern devices to bring up the water. This topic research of photovoltaic pump system drove by Brushless Direct Current Motor (BLDC).The main content in this paper is:(1)Learning the basic principles of photovoltaic energy generation. Analys- ing the principles and the characteristics of photovoltaic pump system.(2) Modeling and analysing the characteristics for photovoltaic array.(3) Accounting of the maximum power point tracking in detail and judging their's advantages and disadvantages .Using MATLAB software to modeling and simulation.(4) Analysis and selection the photovoltaic water pump system(5) Studying the brushless dc motor PWM control and Pre-setting startingThe key words Photovoltaic pump system maximum power point tracking Brushless Direct Current Motor Pulse Width Modulation(PWM)目录第一章绪论 (1)1.1 太阳能光伏发电发展现状 (1)1.2 光伏水泵系统的概况 (1)1.3 本论文的主要研究内容 (2)第二章光伏水泵系统的原理 (3)2.1 光伏水泵各组成部件 (3)2.2 太阳能电池阵列 (4)2.2.1 太阳电池分类 (4)2.2.2 太阳电池工作原理 (5)2.2.3 太阳电池的等效电路 (5)2.2.4 太阳电池的特性曲线 (6)2.2.5 太阳能电池的输出特性 (6)2.3 光伏水泵系统的最大功率跟踪控制(MPPT) (8)2.3.1 阵列的构成和搭建 (9)2.3.2 最大功率跟踪的意义及其实现方法 (10)2.4 光伏水泵系统电机研究 (12)2.4.1 电机的选择 (12)2.4.2 无刷直流电机结构 (13)2.5 光伏水泵 (13)2.5.1 光伏水泵的构成 (13)2.5.2 光伏水泵系统的配置估算 (16)2.6 光伏水泵系统的选型 (17)2.6.1 光伏水泵系统特点 (18)2.6.2 系统设计方案及报价 (19)2.6.3 设备选型 (19)第三章太阳能光伏水泵系统的控制 (24)3.1 光伏阵列控制的硬件电路 (24)3.2 无刷直流电机控制策略 (27)3.2.1 无位置传感器的无刷直流电机的转子位置检测 (27)3.2.2 无位置传感器的无刷直流电机的起动 (28)3.2.3 无刷直流电机的 PWM 控制策略 (28)第四章光伏水泵系统的仿真 (31)4.1 太阳能光伏阵列的仿真 (31)4.2 基于扰动观察法的光伏阵列仿真 (33)第五章结束语与展望 (36)5.1 总结及有待完善的问题 (36)5.2 对未来的展望 (36)参考文献： (37)致谢 (39)第一章绪论21世纪以来，能源与环境已经成为了人类面临的两大难题。
陕西光伏扬水系统光伏汇流箱原理
陕西光伏扬水系统光伏汇流箱原理
陕西光伏扬水系统光伏汇流箱原理
随着能源需求的不断增长，人们对可再生能源的需求也越来越高。
光伏发电作为一种可再生能源，受到了广泛的关注和应用。
陕西光伏扬水系统是一种利用水力发电和光伏发电相结合的新型能源系统，其中光伏汇流箱是光伏发电系统中的重要组成部分。
光伏汇流箱是将多个光伏电池板的电能汇集到一起的设备，它可以将电能转换为直流电，并将其输送到逆变器中进行处理。
在陕西光伏扬水系统中，光伏汇流箱的作用是将光伏发电系统产生的电能输送到水泵中，从而实现水力发电和光伏发电的相互补充。
光伏汇流箱的原理主要是通过串联和并联的方式将多个光伏电池板的电能汇集到一起。
在串联的情况下，多个光伏电池板的电压会相加，而电流保持不变；在并联的情况下，多个光伏电池板的电流会相加，而电压保持不变。
通过这种方式，光伏汇流箱可以将多个光伏电池板的电能汇集到一起，并将其输送到逆变器中进行处理。
在陕西光伏扬水系统中，光伏汇流箱还具有一些其他的功能。
例如，它可以监测光伏电池板的电压、电流和温度等参数，从而实现对光伏
发电系统的实时监测和控制。
此外，光伏汇流箱还可以对光伏电池板进行保护，防止其受到过电压、过电流和短路等故障的影响。
总之，光伏汇流箱是陕西光伏扬水系统中不可或缺的组成部分。
它可以将光伏发电系统产生的电能输送到水泵中，从而实现水力发电和光伏发电的相互补充。
通过串联和并联的方式将多个光伏电池板的电能汇集到一起，并对其进行监测和保护，光伏汇流箱为光伏发电系统的稳定运行提供了重要的支持。
水上光伏发电系统设计
第一章水上光伏发电系统设计规范第一节基本要求一、水上光伏发电系统设计的基本要求应符合GB 50797-2012 中第3 章的规定。
二、水上光伏发电系统设计须满足安全性、可靠性、环境友好性、经济合理性，并优先采用新技术、新工艺、新材料。
三、水上光伏发电系统设计应考虑风速、水位升降、盐雾、冰雪等自然气象的影响。
四、水上光伏发电系统设计时应对水域的环境保护和防洪、灌溉、船只航行、水产养殖、种植等进行评估。
五、水上光伏发电系统设计时应对所在区域站址及周围区域的工程地质稳定性进行分析，当利用采矿沉陷区水域时应进行工程地质稳定性评估并形成专题报告。
六、水上光伏发电系统设计使用年限应不低于25 年。
第二节站址选择一、水上光伏发电系统设计的站址选择规定应符合GB 50797-2012 中第4 章的规定。
二、选址宜使用采矿废弃坑塘水面、采矿沉降形成的水域，宜推广光伏与渔业养殖相结合综合经济社会效益较高的项目。
三、未经环境、水利等相关机构的批复和许可，水上光伏不应建在饮用水源、湿地保护区、国家公园风景区。
四、选址应符合当地产业发展和土地利用等相关规划。
场址宜交通、通讯便捷；排灌方便，不易发生旱、涝灾害。
用于渔光互补项目站址应水源充足，水质良好，土壤没有对养殖产品造成危害的沉积物和残留物，土壤质地宜为粘质土或壤土、砂壤土，土壤PH 值应在5-9.5 之间。
五、桩柱一体结构式水上光伏系统不应选址在采矿沉降非稳定区。
六、水上漂浮式光伏发电系统设计的站址宜选取水流速度小于1m/s 的水域，并且不宜选址在远海域、航道上、行洪区以及台风频繁地区、易干旱露底水域。
第三节太阳能资源分析一、水上光伏发电系统的太阳能资源分析可参考GB 50797-2012 中第5 章的规定，结合项目所在地气象实测数据以及附近光伏电站实际数据。
二、当对水上光伏发电系统进行太阳能总辐射量及其变化趋势等太阳能资源分析时，应考虑水面反射、水域环境温度、光伏组件散热条件等因素分析。
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光伏扬水系统典型设计
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。
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：
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
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：
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。
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。