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高原地区大型太阳能水泵系统应用案例

2019-11-05 16:34:47

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详细介绍

高原地区大型太阳能水泵系统应用案例

宇飞太阳能技术支持;之前跟大家介绍很多有关太阳能水泵系统的案例了,今天给大家介绍一个大型的高原地区太阳能水泵系统应用案例, 该太阳能水泵系统主要用途是为风景区荒山绿化提供灌溉。该项目位于稻城亚丁风景区高原地区,全年光照资源充足,透光度好,辐射度强,充分利用太阳能资源,既能在能源层面上解决山区、荒漠地区的提水问题,也能促进生态环境建设可持续发展。
  
  一、项目简介
  
  由于高原气候的影响,稻城亚丁风景区内已经出现了植被凋落和部分水土沙化的情况,安装太阳能水泵系统为山区绿化灌溉成为了当务之急。项目安装地点在3400米的高原地区,取水点为山脚河水,系统要求每小时输水70立方米,需将水输送到250m高的一级蓄水池内,然后靠自身重力分流到其他低处山头的二级水池,以实现全面覆盖式的灌溉需求。
  
  二、系统组成及技术解决方案
  
  太阳能水泵系统主要由太阳能组件、太阳能水泵控制器和水泵组成,根据项目的各项参数要求,技术人员提出了多联机的技术解决方案,系统结构如下图所示:

  
  (1)水泵设计选型
  
  项目要求输水扬程达到250m,考虑到管阻和天气等影响,扬程放大到1.6倍,按照400m的扬程设计。为满足水流量要求,选择流量23立方米/小时、压力4Mpa的37KW柱塞泵(电动往复泵)4台,3台并联工作,一台做为备用;
  
  (2)太阳能水泵控制器设计选型
  
  由于高原地区空气稀薄、昼夜温差大,对太阳能水泵控制器的散热性能和电子元器件的耐温性能有一定要求。现场使用3台宇飞太阳能水泵专用控制器驱动水泵运行;
  
  (3)太阳能组件设计选型
  
  现场选择265W的多晶组件,考虑到温度、光照、损耗等因素,光伏装机容量共160KW,为三台水泵提供能源动力;
  
  (4)蓄水池等设计
  
  项目修建了两级蓄水池,一级蓄水池为总蓄水池,容量为400立方米,二级蓄水池容量为100立方米。充分利用山体地形,一级蓄水池中的水靠重力分流到其他二级蓄水池,避免重复加压。
   多联机太阳能水泵系统的工作过程:其工作过程是,当光照充足时,主机启动运行,经过控制器内部最大功率点追踪运算检测后,再启动1号辅机运行,最后启动 2号辅机。当光照变弱时,2号辅机速度降低首先停机,如果光照持续变弱,1号辅机也将停止运行。系统能够根据光照强度的变化,自动增泵和减泵运行。
  
  三、系统运行效果
   由于系统采用了最新的多联机控制技术,解决了以往单机模式中的水泵机组利用率不足和整体系统效益低的问题。多联机系统控制模式下,不管光照如何变化,系统始终运行在最大功率,能够根据光照强度的变化,自适应、快速调整机组的状态。且控制器内部内置了过流、过载、过压、欠压、缺相等多种保护功能,能够自诊断、自复位故障,让系统可靠稳定运行。
  
  由于太阳能水泵控制器内置最大功率点追踪算法,追踪精度达到99%,最大转换效率能达到98%,晴天时,系统从早上8点一直运行到下午7点,工作时间约11个小时,每天抽水量345立方米左右。在阴天时,也能保证一台机组高效运行。以下是系统一年的运行数据预测:
  
  四、如何建设好太阳能水泵系统?
  
  建设好太阳能水泵系统能够提高整个系统的效率,以下是建设太阳能水泵系统的注意事项:
  
  (1)太阳能组件的安装:太阳能组件安装的位置应常年没有背阴或是遮挡,而且有充足的阳光直射,与地面的安装角度可以参考当地的纬度来决定,以确保组件能获得最大的光照辐射量;  
  (2)太阳能水泵控制器的选择:应选择知名度高、产品质量好的厂家,要选择追踪精度和转换效率高的产品,追踪精度与转换效率将直接影响抽水的效果;  
  (3)防冻的处理:在高寒地区安装时,应做管道系统的防冻处理,需要将管道埋深至冷冻线以下,冬季管道内不能储水,否则可能由于结冰而导致管道破裂。宇飞太阳能技术研发工程师认为将光伏技术与水利建设相结合具有广阔的推广应用前景和显著的社会、经济和生态效益
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