太阳能提水系统
高海拔地区光伏升压站取水系统方案优化分析
高海拔地区光伏升压站取水系统方案优化分析发布时间：2022-09-07T07:16:53.066Z 来源：《工程建设标准化》2022年37卷9期作者：高晓东[导读] 青海省海西州的国能大柴旦光伏项目330kV升压站生活、消防用深水井设计在升压站的南侧的水泵房内高晓东山东电力建设第三工程有限公司山东青岛 266100摘要：青海省海西州的国能大柴旦光伏项目330kV升压站生活、消防用深水井设计在升压站的南侧的水泵房内，海拔2910m左右，地处正金山的南侧，经过地址勘测部门的勘察属于少水或无水区域，经过于监理和业主的沟通后建议到离升压站3400米外的（#72）箱变基础位置低海拔区域钻深水井，10~20m3/H才能满足出水量的消防要求。
经过方案对比330kV升压站移位后的远距离低压供电改变为高压架空线10kV电源优化施工，提高了深水井电源供电质量，节约了施工成本。
关键词：水泵房设计优化施工优化高海拔光伏升压站1 引言国能青海大柴旦光伏发电项目配套升压站，位于正金山南侧，海拔高度2910m，原设计在升压站的南侧设置生活、消防用水水源。
但经地质勘测，此区域属于少水或无水区域。
而由于项目征地原因，只能在箱变基础的征地范围内进行深水井的勘探、施工。
经过现场调查及勘探，在离升压站约1500米的低海拔区域勘探出水源。
由于深水井远离升压站，海拔高，取水系统的设计、施工成为项目设计重点和难点。
1.1 概述国能（大柴旦）光伏发电有限公司大柴旦1000MWp源网荷储清洁供暖光伏项目一期工程位于大柴旦镇马海工区项目的土地范围内，距德令哈市约292km，距大柴旦镇约90km,距马海村约9km，215国道925公里处，光伏区大门距离国道约300m，升压站距离国道约3400m。
1.2 建设规模国能（大柴旦）光伏发电有限公司大柴旦1000MWp源网荷储清洁供暖光伏项目一期共安装600Wp单晶硅双面双玻光伏组件833807块，本项目首年上网发电量为81750.00万kWh，25年平均上网发电量为75043.78万kWh。
太阳能热泵系统的利用方式
太阳能热泵系统的利用方式近年来，随着环保意识的提高和新能源技术的发展，太阳能热泵系统逐渐成为人们关注的焦点。
太阳能热泵系统是一种利用太阳能和地热能源的高效供热方式，它通过将太阳能转化为热能，并利用热泵技术将热能传递到室内，实现供暖和热水的目的。
下面将介绍太阳能热泵系统的利用方式。
1. 太阳能热泵系统供暖太阳能热泵系统可以利用太阳能进行供暖。
系统中的太阳能集热器通过吸收太阳辐射，将光能转化为热能。
这一热能通过热泵系统中的工质传递，最终用于供暖。
太阳能热泵系统的供暖方式有两种：空气源热泵和地源热泵。
空气源热泵通过吸收室外空气中的热能，将其转化为供暖所需的热能。
而地源热泵则通过地下埋设的地热管道吸收地下的热能，利用热泵技术将其提取出来供暖使用。
这两种方式都可以有效利用太阳能进行供暖，既节能又环保。
2. 太阳能热泵系统热水供应除了供暖，太阳能热泵系统还可以用于热水供应。
太阳能集热器将太阳能转化为热能，通过热泵系统中的热交换器将热能传递给热水储罐，从而加热水。
与传统的热水供应方式相比，太阳能热泵系统具有更高的效率和更低的能耗。
同时，太阳能热泵系统还可以与辅助热源（如电加热器）结合使用，以保证在太阳能不足时仍能够供应热水。
3. 太阳能热泵系统制冷除了供暖和热水供应，太阳能热泵系统还可以用于制冷。
太阳能集热器在夏季可以通过反向工作原理，将室内的热量吸收并排出室外，从而实现室内的制冷效果。
太阳能热泵系统的制冷效果不仅高效而且环保，是一种理想的制冷方式。
4. 其他利用方式除了以上提到的供暖、热水供应和制冷，太阳能热泵系统还可以用于其他方面。
例如，太阳能热泵系统可以与地板采暖系统结合使用，通过地板散热实现供暖。
此外，太阳能热泵系统还可以与太阳能光伏发电系统结合使用，将多余的电能转化为热能进行储存和利用。
这些利用方式不仅提高了能源的利用效率，还减少了能源的浪费。
太阳能热泵系统具有多种利用方式，包括供暖、热水供应、制冷以及与其他能源系统的结合使用。
太阳能热水器流程原理
太阳能热水器流程原理下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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家用太阳能解决方案
家用太阳能解决方案太阳能是一种环保、可再生的能源，越来越多的家庭开始关注并采用太阳能解决方案来满足家庭用电需求。
本文将讨论家用太阳能解决方案，并提供一些实用的建议。
一、太阳能发电系统家用太阳能解决方案的核心是太阳能发电系统。
这个系统由太阳能电池板、逆变器、储能设备和配电系统组成。
1.太阳能电池板：太阳能电池板是将太阳能转换为电能的关键设备。
平时，太阳能电池板安装在屋顶或阳台上，接收阳光并将其转化为直流电能。
2.逆变器：逆变器将直流电能转化为交流电能，以满足家庭电器的使用需求。
逆变器还能监测太阳能发电系统的工作状态，并输出相关数据供家庭用户查询。
3.储能设备：储能设备用于储存白天通过太阳能发电系统产生的多余电能。
晚上或阴天时，储能设备释放储存的电能，供家庭使用。
4.配电系统：配电系统将太阳能发电系统产生的电能分配到家庭各个电器设备上。
在系统正常工作时，太阳能发电系统可以满足家庭的用电需求，减少对外部电网的依赖。
二、太阳能热水系统除了发电系统，家用太阳能解决方案还包括太阳能热水系统。
太阳能热水系统利用太阳能将冷水加热，提供家庭用水。
1.热水集热器：热水集热器通常安装在屋顶上，用于接收太阳能并将其转化为热能。
热水集热器使用管道将热能传递给水箱。
2.水箱：水箱是储存热水的设备。
通过热水集热器传递而来的热能使水箱内的水温升高。
3.热水循环管道：热水循环管道将热水从水箱中输送到家庭各个用水点，如浴室和厨房。
使用太阳能热水系统可以节约家庭的能源消耗，降低能源开支。
三、系统优势及注意事项家用太阳能解决方案具有以下优势：1.环保可持续：太阳能是一种清洁的能源，使用太阳能发电系统可以减少对化石能源的依赖，减少温室气体的排放。
2.节约能源：太阳能发电系统可以转化太阳能为电能，满足家庭基本用电需求。
太阳能热水系统可以提供温暖的热水，减少对传统热水设备的依赖。
3.降低能源开支：使用太阳能解决方案后，家庭的能源开支将明显减少。
光伏水泵系统
太阳能光电工程学院《光伏综合实践》课程设计报告书题目：光伏水泵系统姓名：专业：准考证号：设计成绩：指导教师：摘要有人把太阳能水泵比作是农家的“及时雨”,这并不夸张。
因为每当酷暑热浪席卷大地之时,正是它大显身手之际。
它能为濒于干枯的禾苗,及时送来甘露。
光伏水泵亦称太阳能水泵，主要由光伏扬水逆变器和水泵组成。
具体应用时，再根据不同扬程和日用水量的需求配以相应功率的太阳能电池阵列，统称为光伏扬水系统。
目前, 太阳能泵主要有两种类型。
一种是光热水泵即把太阳能转换为热能例如热管技术, 使水或氟里昂变成压力蒸汽, 并使其做功, 例如美国的OASTS泵与MONDESH泵, 靠水蒸汽利用双隔膜泵来抽水。
而德国的太阳能泵则是利用氟里昂作为介质推动类似蒸气机的装置来抽水。
这类水泵的缺点是效率低,且对环境有污染。
另一种便是光伏水泵, 它具有无污染、全自动、运行成本低等优点。
本文主要阐述了光伏水泵的系统组成，以及各个组件在系统中的作用。
关键词系统组成水泵作用目录绪言 (2)1. 光伏水泵系统 (3)1.1概述 (3)1.1系统的基本构成 (4)1.2光伏阵列 (5)1.3控制器 (5)1.4最大功率点跟踪器 (6)1.5变频逆变器 (7)1.6电机和水泵 (8)2.光伏水泵的技术特点 (9)2.1要求平均效率有最大值 (9)2.2关死点功率越小越好 (9)2.3要求平均流最有最大值 (9)3.应用前景 (9)参考文献 (11)绪言光伏水泵系统的基本工作原理是利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能,然后通过控制器驱动电机带动光伏水泵运行。
光伏水泵系统可广泛用于无电地区的人畜用水、农业灌溉以及边防、海岛哨所等高度分散点的用水。
目前, 太阳能泵主要有两种类型。
一种是光热水泵以, 即把太阳能转换为热能 例如热管技术, 使水或氟里昂变成压力蒸汽, 并使其做功, 例如美国的OASTS泵与MONDESH泵, 靠水蒸汽利用双隔膜泵来抽水。
太阳能热水解决方案(太阳雨)
太阳能热水解决方案(太阳雨)引言概述：太阳能热水解决方案（太阳雨）是一种利用太阳能热能来加热水的环保、高效的解决方案。
它通过太阳能集热器将太阳能转化为热能，再利用热交换器将热能传递给水，从而实现热水的供应。
本文将从太阳能热水解决方案的原理、优势、应用领域、技术要点和未来发展前景五个方面详细阐述。
一、太阳能热水解决方案的原理1.1 太阳能集热器：太阳能集热器是太阳能热水解决方案的核心组件，它通过吸收太阳辐射，将太阳能转化为热能。
常见的太阳能集热器类型有平板式、真空管式和塔式等，其中平板式太阳能集热器是最常见的类型。
1.2 热交换器：热交换器是太阳能热水解决方案中的另一个重要组件，它将太阳能集热器中的热能传递给水。
热交换器通常采用管式结构，通过管道中的传热介质与水进行热交换，从而使水的温度升高。
1.3 控制系统：控制系统是太阳能热水解决方案的关键部分，它能够根据太阳能辐射情况和水温需求来控制太阳能集热器和热交换器的运行，从而实现热水的供应。
二、太阳能热水解决方案的优势2.1 环保节能：太阳能热水解决方案利用太阳能作为能源，不产生二氧化碳等有害气体，对环境友好。
同时，相比传统的燃气热水器，太阳能热水解决方案能够显著降低能源消耗，实现节能效果。
2.2 经济实用：太阳能热水解决方案的安装和运行成本相对较低，一次性投资后，长期使用可以降低热水供应的费用。
此外，太阳能热水解决方案不受能源价格波动的影响，能够提供稳定的热水供应。
2.3 可靠性高：太阳能热水解决方案采用成熟的技术和设备，具有较高的可靠性。
同时，太阳能热水解决方案不受电力供应中断等因素的影响，能够在任何天气条件下正常运行。
三、太阳能热水解决方案的应用领域3.1 家庭热水供应：太阳能热水解决方案适用于家庭热水供应，可以满足家庭成员的日常生活和洗浴需求。
通过合理的系统设计和容量选择，可以确保太阳能热水解决方案在不同季节和天气条件下的稳定供水。
3.2 商业和公共建筑：太阳能热水解决方案也广泛应用于商业和公共建筑，如酒店、学校、医院等。
光伏变频提水应用研究
只能“ 望水 兴 叹” ， 白 白地 让河 水从 旁边 流淌 ， 农 田得不 到 灌溉 ， 人 畜饮 用水 也仅靠 人 工背挑 。技 术 的实施 ， 将
改 变 目前这 种 现状 ， 减少 当地 老百 姓 的劳动 力支 出 ， 提
高 劳动 生产 率 ， 提 高居 民生 活 质 量 。项 目实施 后 将 建
间 。 当太 阳出来 系 统进 入 待 机状 态 ， 达 到 适 当电压 水 泵 自动开始 工作 。当 阳光 变 弱 电压 降 到 一定 程 度 时 ， 水泵 自动 停机 。系 统 可实 现 自动化 管 理 ， 如 蓄水 池 溢 满停机 和 提水水 位低 于水 泵提水 孔 自动停机 。该技 术 应用在 成 功 完 成 后 ， 海拔高度 、 扬程 高度将均为 国内
水 的实 际问题 ， 通 过该 技术 的推 广示范 ， 可 解决 １ ２ ８户
该提 水 系统不像 一般 光伏 水泵 和逆变器 带 动水泵 工作 ， 它 使用 的是市 场上使 用 的普通 潜水 电泵 ， 对 水泵 没有 任何 特殊要 求 。控制 系统 在恒定 压频 比下 的工作
状态 ， 可 以 自动 补偿 力矩 ， 水泵 工作在 ３ ５ Ｈｚ ￣６ ０ Ｈｚ 之
（ ９ １ ２ 人） 、 １ ２ ５ ７头 （ 只） 牲畜饮 水 困难 ， 节省 劳动 力 ５ ０ ０
人（ 其 中学 生 １ ０ ８ 人） 。 目前 ， 该村 群众 生活 用水 、 农牧
业 生 产用 水 ， 除一 部 分 来 源 于 冰 雪 融 化 水 、 山 泉 水 以 外， 全 部“ 靠 天 吃饭 ” 。另 一方 面 由于缺 电 ， 没有动 力 能 源， 尽 管水 资 源丰 富 ， 居住 点 及 农 田地 形 地势 较 高 ， 也
太阳能热水系统控制及原理解析
太阳能热水系统控制及原理一、智能型太阳能、热泵互补热水系统原理说明：注：进水在集热器入口，集热循环水泵出口，集热水箱底部出水供用户使用。
太阳能供水系统原理说明新能源太阳能中央热水器由以下四大部分组成:太阳能集热器：吸收太阳能，将光能转化为热能，使冷水在集热器内被加热；保温水箱：储存热水，可保温3天，内胆为不锈钢，外包8厘米保温层，最外层是铝合金外壳；热泵辅助加热系统：用于阴雨天辅助加热：供热水管道：将经过增压泵加压后的热水引向各用水点，主管道有保温层，未端有回水管。
晴天，当太阳能把集热器内的冷水加热至55C时（该温度可调），冷水管上的电磁阀门自动打开，冷水被自来水压力压入集热器内，集热器内的热水被挤出，然后进入到保温水箱中储存待用，当冷水到达集热器出口处的温度探头时，探头温度底于55r，电磁阀门就立刻关闭，冷水停留在集热器内继续被太阳能加热，2-5分钟后，水温又达到55°C时，电磁阀门再次打开，集热器内的热水又被挤到保温水箱中，按此规律，一次又一次的产生热水进入水箱，水箱内热水逐渐增加，一直增加到水箱水满为止。
水箱水满后，就停止进水，如果还有太阳，为了充分利用太阳能，循环泵会自动启动，把水箱内55 C的热水抽出来，经过太阳能集热器循环加热，使水温进一步升高至60-70 C，当水温达到70C时，就停止循环加热，限制水温不要超过70 C，以免烫伤人，又可防止结水垢（产生水垢的温度条件是水温超过80C）。
热泵加热系统只有在太阳能光照不足时才启动，为最大限度地利用太阳能，减少电能的消耗，我们将设定3个时间段检测保温水箱的水位。
在上午10: 30〜11: 30,如果保温水箱内热水水位还不到40%勺位置，则自动启动热泵加热系统，往保温水箱补充50C的热水，如果水位达到设定值，则热泵系统停止工作。
同样，在中午12: 30〜1: 30,系统自动检测保温水箱70%勺水位，在下午3: 30〜6: 30,系统自动检测保温水箱100%勺水位。
太阳能热水系统操作指南
水位高于（A+5）%或者太阳能官出口温度低到（B-5）℃，太阳能冷水阀关闭停止进冷水。
一般 A 设置为：
；
一般 B 设置为：
。
② 太阳水箱冷水阀设置：
“太阳能水箱冷水阀”打开水位设置为：C%，“太阳能冷水阀”关闭水位设置为：（C+5）%，（图：3-6）
注释：当太阳能水箱水位低过于 C%，太阳能水箱冷水阀打开开始进冷水；当太阳能水箱水位高过于（C+5）
1．管道走向 ······················································································································································- 2 2．机界面与电脑控制中心 ·······························································································································- 3 3．参数的具体设置···········································································································································- 7 四．太阳能能控制维修方法·····································································································································- 8 1．开关 ······························································································································································- 8 2．接触器 ··························································································································································- 8 3．热继电器 ······················································································································································- 8 4．温控器 ··························································································································································- 8 5．定时器 ··························································································································································- 8 6．液位器 ··························································································································································- 9 7．电磁阀 ··························································································································································- 9 8．水泵 ······························································································································································- 9 9．燃烧机 ························································································································································- 10 10．管道 ··························································································································································- 10 -
建筑给水太阳能热泵热水供应系统
建筑给水太阳能热泵热水供应系统6．6 太阳能、热泵热水供应系统6．6．1 太阳能热水系统的选择应遵循下列原则：1 公共建筑宜采用集中集热、集中供热太阳能热水系统；2 住宅类建筑宜采用集中集热、分散供热太阳能热水系统或分散集热、分散供热太阳能热水系统；3 小区设集中集热、集中供热太阳能热水系统或集中集热、分散供热太阳能热水系统时应符合本标准第6．3．6条的规定；太阳能集热系统宜按分栋建筑设置，当需合建系统时，宜控制集热器阵列总出口至集热水箱的距离不大于300m；4 太阳能热水系统应根据集热器构造、冷水水质硬度及冷热水压力平衡要求等经比较确定采用直接太阳能热水系统或间接太阳能热水系统；5 太阳能热水系统应根据集热器类型及其承压能力、集热系统布置方式、运行管理条件等经比较采用闭式太阳能集热系统或开式太阳能集热系统；开式太阳能集热系统宜采用集热、贮热、换热一体间接预热承压冷水供应热水的组合系统；6 集中集热、分散供热太阳能热水系统采用由集热水箱或由集热、贮热、换热一体间接预热承压冷水供应热水的组合系统直接向分散带温控的热水器供水，且至最远热水器热水管总长不大于20m时，热水供水系统可不设循环管道；7 除上款规定外的其他集中集热、集中供热太阳能热水系统和集中集热、分散供热太阳能热水系统的循环管道设置应按本标准第6．3．14条执行。
6．6．2 太阳能集热系统集热器总面积的计算应符合下列规定：1 直接太阳能热水系统的集热器总面积应按下式计算：式中：A jz——直接太阳能热水系统集热器总面积(m2)；Q md——平均日耗热量(kJ／d)，按本标准式(6．6．3)计算；f——太阳能保证率，按本标准第6．6．3条第3款确定；b j——集热器面积补偿系数，按本标准第6．6．3条第4款确定；J t——集热器总面积的平均日太阳辐照量[kJ／(m2·d)]，可按本标准附录H确定；ηj——集热器总面积的年平均集热效率，按本标准第6．6．3条第5款确定；η1——集热系统的热损失，按本标准第6．6．3条第6款确定。
太阳能热水系统设计
1．项目设计原则太阳能集热器设计项目应遵循以下几方面的设计原则，科学设计太阳热水系统，使其达到合理、可靠、先进。
（1）遵守国家相关法律、法规及太阳能、给排水、采暖和土建等专业的相关标准、规范。
（2）综合考虑产品、系统的技术先进性、运行可靠性、经济性、使用便利性和使用寿命等各方面因素，选择实用、经济的方案。
（3）系统设计应安全可靠，内置加热系统必须带有保证使用安全的装置，并根据不同地区采取防冻、防结露、防过热、防雷、防雹、抗风、抗震等技术措施。
（4）安装在建筑上或直接构成建筑围护结构的太阳能集热器，应有防止热水渗漏的安全保障措施；应设置防止太阳能集热器损坏后部件坠落伤人的安全防护设施；集热器不应跨越建筑变形缝设置。
（5）太阳能热水系统的给水应对超过有关标准的原水做水质软化处理。
（6）安装在建筑上的太阳能热水系统不得影响该部位的建筑功能，并应与建筑协调一致，保持建筑统一和谐的外观；应避免集热器的反射光对附近建筑物引起的光污染。
（7）太阳能热水系统的管线应有组织布置，做到安全、隐蔽、易于检修；为减少热损及循环阻力，循环管路尤其热水循环管路应尽量短而少弯；为了达到流量平衡和减少管路热损，绕行的管路应是冷水管或低温水管；管路的通径面积应与并联的集热器或集热器组管路通径面积的总和相适应。
（8）太阳能热水系统的结构设计应为太阳能热水系统安装埋设预埋件或其他连接件；轻质填充墙不应作为太阳能热水系统的支承结构。
储水箱和集热器的安装位置应使其在满载情况下分别满足建筑物上其所处部位的承载要求，必要时应请建筑结构专业人员复核建筑载荷。
2．项目设计要求鉴于该项目为连云港地区太阳能工程项目，并采用电辅助能源热水系统用于日常生活使用的特点，我认为，该项目设计要求有以下几点：（1）根据图纸的要求，在不影响楼房外观的情况下，合理设计太阳能热水系统，太阳能集热系统布置方式、色彩等应尽可能做到与建筑相协调。
（2）系统采用楼面太阳能集中集热方式，春、夏、秋、冬晴天以太阳能制热为主，以电辅助加热为辅。
太阳能光伏提水系统在海南农业中的应用
（ １海 南 大学农 学 院 海 南海 口 ５ ７ ０ ２ ２ ８ ： ２ 海 南广源 隆有 限 责任公 司 海 南海 口 ５ ７ ０ １ ０ ０ ）
摘 要 分 析 海 南 农 业 灌 溉 的 现状 ．阐 述 太 阳 能 光 伏 提 水 系 统 基 本 原 理 及 其 在 海 南 农 业 应 用 的必 要 性 和 可 行 性 ，
ＹＡＮＧ Ｚｈ ｉ ｂｉ ｎ ’ Ｌ Ｉ Ｎ Ｑｉ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ ’ Ｌ Ｉ Ｙ ｏ ｎ ｇ
ＣＨＥ Ｎ Ｊ ｉ ａ ｎ ｍｅ ｉ Ｚ ＨＯＵ Ｘｕ ｅ ｄ ｏ ｎ ｇ ＹＵ Ｘｉ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ ’
（ １ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ａｇ ｒ ｏ ｎ ｏ ｍｙ ，Ｈａ ｉ ｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｈａ ｉ ｋ ｏ ｕ，Ｈａ ｉ ｎ ａ ｎ ５ ７ ０ ２ ２ ８
２ ０ １ ３年 ２月
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０１ ３
热 带 农 业 科 学
ＣＨＩ ＮＥ Ｓ Ｅ Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＲＯＰ Ｉ Ｃ ＡＬ ＡＧＲＩ Ｃ ＵＩ ＵＲＥ
第 ３ ３卷 第 ２期
Ｖｏ １ ． ３ ３，Ｎｏ ． ２
太阳能光伏提水系统在海南农业中的应用①
ａ ｎ ｄ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ａ ｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｐｈ ｏ ｔ ｏ ｖｏ ｌ ｔ ａ ｉ ｃ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｐ ｕ ｍｐｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ．Ｉ ｔ ｉ ｓ ｖ ｅ ｒ ｙ
太阳能光伏提水系统与传统提水系统成本对比分析
第2期总第216期2018年3月浙江水利科技Zhejiang HydrotechnicsNo.2 Total No.216March2018太阳能光伏提水系统与传统提水系统成本对比分析邱昕恺，卢成(浙江省水利河口研究院，浙江杭州310020)摘要：光伏提水是以太阳能作为动力，带动水泵提水的应用系统，是缺水、缺电地区解决农业灌溉问题及 促进农业生产发展的重要方式。
提水成本是其技术推广时的重要指标，通过分析与对比光伏泵与各类提水系统的 提水成本可知，光伏提水相对于市电和柴油取水，设备购置成本较高，但运行成本明显较低，最终使得多年分担 的吨提水成本较低，相关数据可为推广光伏提水提供依据。
关键词：太阳能；光伏提水；成本分析中图分类号：S274.1 文献标识码：A文章编号：1008-701X(2018)02-0010-03DOI：10. 13641/ki.33 - 1162/tv.2018. 02. 003The Comparative Analysis on Costs of Solar and Traditional Water Pump SystemsQ lU X in-kai, LU Cheng(Zhejiang Institute of Hydraulics and Estuary, Hangzhou 310020, Zhejiang, China)Abstract: Solar water pump system utilizes solar energy to lift water, which can help solving the irrigation problems especially in power - shortage areas and raise the local agricultural production. The cost of w ater pump system is an important factor in technological promotion. The comparative analysis presents that solar water pumps had higher equipment purchase cost and considerably lower operation cost per year when compared with grid power water pumps and diesel pumps. When the total cost is apportioned t» years, the annual cost of unit water lifting for solar water pump system is much lower, which can support its promotion.Key words：solar system；solar water pump system；comparative analysis on costs光伏提水系统亦称太阳能提水系统，是指利用太阳能 作为动力，带动水泵从深井、江河、湖塘等水源提水，可 为缺水、缺电地区百姓解决生产、生活中缺水的间题。
太阳能热水系统
闭式集热器、开式 水箱，辅助能源间 接加热，间接热水 系统
闭式集热器、开式 水箱，辅助能源直 接加热，间接热水 系统
直流式系统是利用控制器使传热工质在自来水压力或其他附加 动力作用下，直接流过集热器加热的系统。直流式系统一般采 用变流量定温放水的控制方式，当集热系统出水口温度达到设 定温度时，电磁阀打开，自来水经集热器后把集热系统中的热 水顶入储热水箱中；当集热系统出水口温度低于设定温度时， 电磁阀关闭，补充的冷水停留在集热系统中吸收太阳能被加热。
5 打开E2,关闭E1,可以实现对水箱的快速上水。 6 通过管道泵P2和板式换热器可以实现对水箱的辅助加热。
二、太阳热水系统设计的一般原则
GB/T 50364 规定 的太阳能热水系 统技术要求，其 他要求可以参考 国标中的具体条 款。
二、太阳热水系统设计的一般原则
1、系统计算 1.1、选择合适的热水系统 1.2、计算系统的热水使用量和系统热量 1.3、根据气象和自然条件计算出集热器轮廓面积 1.4、根据建筑物和欲安装区域日照条件核实集热器的轮廓面积 1.5、根据热水系统使用条件，设计辅助能源系统及其功率。 1.6、设计储热水箱的容积 1.7、建筑物承载能力校核
GB/T 20095-2006 民用建筑太阳能热水系统应用技术规范
GB/T 50364-2005
1、太阳能热水系统的定义
将太阳能转换成热能以加热水的装置。通常包括太阳 能集热器、贮水箱、泵、连接管道、支架、控制系统和 必要时配合使用的辅助能源。GB/T 50364-2005
太阳热水系统主要由太阳集热系统和热水供应系统 构成，主要包括太阳集热器、储热水箱、循环管道、 支架、控制系统、热交换器和水泵等设备和附件。太 阳集热系统是太阳热水系统特有的组成部分，是太阳 能是否得到合理利用的关键。热水供应系统的设计与 常规的生活热水供应系统类似，可以参照常规的建筑 给排水手册进行设计。
太阳能热水系统设计
当水温比55℃低时，不易杀死滋生在水中各种细菌. 目前使用的太阳能 集热产品都是太阳能低温热利用产品，产出45℃左右额热水时的集热效 率最高；如果贮水箱温度设置的高，如60℃，势必会使集热器运行温度
升高，从而会降低系统的集热效率；实际的用热水水温在35℃～40℃之 间的；相关的调查证明在住宅中，即使热水温度低于55℃，也没出现致 病菌的问题，因为军团菌主要传播菌源为冷却塔和医院的热水系统，对 于住宅来讲，经由生活热水系统传播军团病的可能性不大；对于太阳能 热水系统，贮水箱的内水温适当降低，有利于将产出的热水充分使用， 也会加快水的 置换，不利于病菌的生成。
可用
可用
高
使用环境温 高于0oC
度
低于0
1）在温控器控制泵的方式下可用 2 )在温控阀控制的方式下可用 3 ) 在光电池控制直流泵的方式下可用
3 确定集热器类型 集热器类型应根据太阳热水系统在一年中的运行时间、
低环境温度等因素确定， 可按表2 推荐的类型选用 表 2 集热器类型的选用
集热器与储水箱的相对安装位置等因素综合加以确定， 可按表 1 推荐的 方式选取。
表 1 太阳热水系统运行方式的选用
运行条件
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太阳能提水系统可行性研究报告河南华源光伏科技有限公司2012.12.051 国外开发应用现状联合国国际开发署(UNDP)、世界银行(WB)、亚太经社会(ESCAP)等国际组织部先后充分肯定了它的先进性与合理性,目前在这些国际组织的支持下,一些工业发达国家推出了一批光伏水泵产品，其中丹麦的一家公司在世界各地销售了数千台光伏水泵。
目前，全世界已有数万台光伏水泵在各地运行。
德国西门子公司基于近年在世界各地安装、试验、销售各种规格光伏水泵经验的基础上,得出的结论是：柴油机水泵初期投资低是其优点,但随着运行年数的增加,其运行维护费用将不断增加,每立方米水的成本将因此而逐年增长。
光伏水泵的初期投资偏大是其缺点,但此后由于它的运行费用低和维护少或免维护等特点,其水的成本上升很缓慢,十年以后,柴油机水泵的水成本将是光伏水泵水成本的两倍还多,两者的盈亏平衡点约在三年左右。
新疆新能源公司在塔克拉玛干沙漠进行的光伏扬水生态环境试验站也得到了相同的结论。
印度在现有4000台光伏水泵的基础上,政府给予一定补贴计划再推广安装50000台(套)光伏水泵系统,每个系统的容量在1~5kW之间。
由于光伏水泵系统从技术上说是一个比较典型的"光、机、电一体化"系统,它涉及太阳能的采集、变换及电力电子、电机、水机、计算机控制等多个学科的最新技术,因此已被许多国家列为优先发展的高新技术和进一步发展的方向,中东、非洲有不少国家更是期望依藉太阳能水泵及省水微灌、现代化农业等新技术在地下水资源比较充裕的干旱地区把家园改造为绿洲。
光伏水泵与柴油机水泵相比具有相当良好的经济性。
世界银行在盛产石油的中东地区(如阿联酋、约旦等国)作出了具有明确结论的经济性比较,就其每立方米的水价而言,光伏水泵的水价与柴油机水泵水价持平的系统功率约在40kW,由于近几年太阳电池及其它电子控制器件的降价,两者水价持平的功率在75kW左右.如果太阳电池的价格下降至3美元/wp,两者水价持平的功率在150kW~200kW左右。
光伏扬水系统与柴油机系统经济性比较：光伏扬水系统柴油机三相抽水系统功率（KW）10.95.5组成部件成本（元）222,77611,528配套成本（元）66,833450,000维护成本（元）97,3441,801,698总成本（元）386,9532,263,226总抽水量（m3）1,460,0001,460,000单位成本（元/m3）0.2651.552 国内开发应用现状甘肃省科学院自然能源研究所将太阳能发电装置，成功地运用于抽水设备上，研制出太阳能光伏水泵，为西北山区农业灌溉解决了缺电难题。
据甘肃省科学院自然能源研究所办公室主任张旦平介绍，目前四套太阳能光伏水泵样机已经过运行试验和技术测试，其各项技术性能均达到设计指标，其中两套已在甘肃定西投入使用，下一步将进行产业化生产和推广工作。
太阳能电池中将光能转化为电能的装置称为"光伏器件"，太阳能光伏水泵就是利用"光伏器件"发的电作为普通潜水泵的电源，进行抽水灌溉作业，它将太阳能电池和潜水泵这两种设备成功地结合在了一起。
这种水泵有三大优点：一是安装简便，可放置在手推车上，便于移动；二是使用寿命长，一块太阳能电池板使用寿命可达25年，一次性投入后，可以长久地使用；三是节约能源，它只需要阳光，不需消耗任何常规能源，西北山区日照充足，太阳能源丰富，是使用这种水泵的理想地区。
张旦平说，长期以来，干旱少雨和缺水问题一直制约着西北山区农业生产和农村经济的发展，近年来，随着雨水集流工程等小水利的建设，西北山区在寻找水源方面发展很快，但由于电力基础设施建设滞后和电费负担过重，电力问题已成为这些地区农业灌溉的一大难题，太阳能光伏水泵的研制成功，使西北山区丰富的太阳能源得到充分利用，为解决这一难题提供了出路。
我国清华大学、合肥工业大学、浙江大学、西安交通大学、中科院电工所等多所高等学校和国家级的科研院所在国家科委、国家科委、国家经贸委以及原机械工业部的支持下的科技攻关计划，目前已经达到了可以批量产业化生产的程度，其技术水平已经可和国外发达国家的产品水落石出平相媲美。
从经济性的角度看，光伏水泵的运行成本已经证明大大低于柴油机水泵，由于近两年来国内外半导体太阳电池的不断降价，使光伏水泵相对于柴油机水泵的水价优势更加令人瞩目。
除此之外，它还具有无人值守、高可靠性、和农作物的水蒸发量适配性好等到物有的优点。
上海禧龙太阳能科技有限公司成立于2006年，主要经营：光伏水泵、太阳能喷泉系统等应用新能源的产品，公司以中山大学电力电子及控制技术研究所为技术依托，在光伏水泵技术方面拥有多项专利，公司拥有自主研发的直流光伏水泵的自主知识产权，产品出口到非洲、亚洲多个国家。
目前国内知名光伏提水系统的厂家有深圳天源、安徽正荣太阳能等厂家。
在北京还建成由德国提供的风能。
太阳能热动力混合式水泵一台，功率为3kW。
在90 年代，中国开展了光伏水泵的研究，先后试制成百瓦级和干瓦级光伏水泵，并建立了光伏水泵生产企业，能批量生产百瓦级光伏水泵。
目前，中国研制的2.5kW 光伏水泵正在新疆运行。
西藏无水草场面积巨大，光伏水泵的潜在市场需求数量可观，很应用前景广阔，狮泉河、日土、改则、尼玛、扎囊等地建成6 座光伏水泵系统，总装机容量2 个多千瓦，除解决草场灌溉外，还解决了本地区的人畜饮水问题，结束了依靠人力背水的历史，极大的解放了劳动力。
3 太阳能提水系统设计开发光伏水泵亦称太阳能水泵，近年来它愈来愈被人们确认是当今世界上阳光丰富地区，尤其是缺电无电的边远地区最具吸引力的供水手段，利用随处可取、取之不竭的太阳能实现高经济性和高可靠性的供水。
水泵全自动地日出而作，日落而歇，无需人员看管，维护工作量可降至最低，是理想的集经济性、可靠性和环保效益为一体的绿色能源高技术产品。
光伏水泵系统是近若干年来迅速发展起来的光机电一体化系统，它利用太阳电池发出的电力，通过最大功率点跟踪以及变换、控制等装置驱动直流、永磁、无刷、无位置传感器、定转子双塑封电机或高效异步电机或高速开关磁阻电机带动高效水泵，将水从地表深处提至地面供农田灌溉或人畜饮用。
从设计到制造涉及电气、机械、电力电子、计算机、控制等多个学科的近代技术，为发展现代农业、节能、环保等提供了极其良好的手段。
本系统具有良好的长效经济性，特别是和常见的柴油机抽水相比较，具有压倒的经济性优势。
发展这种新型环保节能产品无疑将会对发展产业、发展经济，特别是发展干旱地区的现代农业，带来巨大良好的经济效益和社会效益，它特别符合建设"资源节约型"及"环境友好型"社会的发展战略。
光伏水泵利用太阳能，在无需任何外来能源的情况下可以机动灵活地用于农田灌溉、提供洁净人畜饮水、发展庭院经济、美化园区、构造彩色喷泉、为养鱼、养虾池增氧、海滨盐场供排水等。
此外大量国际订货意向表明，这种高技术产品的国际市场前景令人十分鼓舞。
光伏水泵系统作为一个刚刚崭露头角的产业，十分符合我国可持续发展的战略。
光伏水泵的初期投资偏大是其缺点，但此后由于它的运行费用低和少维护或免维护等特点，其水的成本上升很缓慢，10年以后，柴油机水泵的水成本将是光伏水泵水成本的两倍还多，两者的盈亏平衡点约在3年左右。
在边远社区，采用太阳光伏系统供电提水设备解决这些无电地区的人畜饮水和灌溉问题，是最理想的方式之一。
一方面，中国西部边远地区太阳能资源丰富；另一方面，光伏提水设备无污染、无噪声，可靠性高，维护工作量极小。
据中国国家水利部有关专家试验测评，在中国光伏提水成本小于0.2元/t，比柴油机提水成本低一半左右。
而其可靠性远超过风力提水。
随着太阳电池价格的下降，光伏提水应用前景更加广阔。
光伏水泵系统由４部分组成：:太阳电池组件、最大功率点跟踪/控制（逆变）器、电机和水泵系统。
3.1 电机和水泵光伏水泵系统的一切措施都是为了能稳定、可靠地多出水，或者说最后都要落实在电机、水泵的工作上，它们往往构成一个总成件，这个总成件要求有最大限度的可靠性及高效率。
对于光伏水泵而言，电机和水泵的搭配并不象常见的电机和水泵搭配那样"随便"，由于电机的功率等级、电压等级在很大程度上受到太阳电池组件的电压等级和功率等级的制约，因此对水泵扬程、流量的要求被反映到电机上时，往往必须在兼顾太阳电池组件结构的条件下专门进行设计。
出于不同用户的不同要求，光伏水泵用驱动电机有：不同电压等级的传统直流电动机，直流无刷永磁电动机，三相异步电动机，永磁同步电动机，磁阻电动机等。
从目前的使用情况看，以三相异步电动机及直流无刷电动机为最多，大功率系统仍以采用高效三相异步电动机为主。
在进行电机设计时要充分考虑到光伏水泵的具体运行条件，主要是：变频运行、负载率早晚变化较大等。
在这种情况下要力争使电动机全日、全年的总平均效率为最高，它不象普通电动机那样可以认为它是一直处于具有恒定电压的电源带动下工作的。
光伏水泵系统中水泵的选择与设计也甚有特点。
根据用户对流量、扬程的不同要求，按经济性、可靠性大致可按以下原则选择泵型：要求流量小、扬程高的用户，宜选用容积式水泵；要求流量较大，且扬程也较高的用户，宜选用潜水式电泵；需要流量较大，但扬程却较低的用户，一般宜采用自吸式水泵电机和水泵。
光伏水泵的种类：1、有刷直流光伏水泵2、无刷直流光伏水泵(电机式)3、无刷直流光伏水泵(磁力驱动隔离式)三种光伏水泵的特点：1、有刷直流光伏水泵：水泵工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随着电机转动的换向器和电刷来完成，只要电机转动碳刷就会产生磨损，电脑水泵运行到一定的时候，碳刷磨损间隙变大，声音也会随之增大，连续运行几百小时之后碳刷就不能起到换向的作用了。
优点：价格低廉。
2、无刷电机式光伏水泵：电机式无刷直流水泵是采用无刷直流电机加上叶轮之后组成的。
电机的轴与叶轮连在一起，水泵的定子和转子之间是有间隙的，使用时间长了水会渗透进入电机里面电机很容易烧坏。
优点：无刷直流电机已标准化，有专门的厂家大批生产，成本比较低，效率高。
3、无刷直流磁力驱动光伏水泵：无刷直流水泵采用了电子组件换向，无需使用碳刷换向，采用高性能耐磨陶瓷轴及陶瓷轴套，轴套通过注塑与磁铁连成整体也就避免了磨损，因此无刷直流磁力式水泵的寿命大大增强了。
磁力隔离式水泵的定子部分和转子部分完全隔离，定子和电路板部分采用环氧树脂灌封，100%防水，转子部分采用永磁磁铁，水泵机身采用环保材料，噪音低，体积小，性能稳定。
可以通过定子的绕线调节各种所需的参数，可以宽电压运行。
优点：寿命长，噪音低可达35dB以下，可用于热水循环。