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太陽能光伏水泵系統(tǒng)是近年來快速發(fā)展起來的利用太陽能提水的光機電一體化系統(tǒng)。基本工作原理是利用太陽能電池組件構成陣列后，把太陽能直接轉變?yōu)殡娔?，然后驅動各類電動機帶動高效節(jié)能水泵從河、湖、深井等水源提水。太陽能水泵系統(tǒng)“日出而作，日落而歇”，全自動操作，沒有噪聲、可靠性高，已被世界各地，特別是發(fā)展中國家廣泛應用。光伏水泵系統(tǒng)大致由光伏陣列、控制器、電機和水泵四部分組成。

一、光伏陣列

許多的太陽能電池串、并聯(lián)在一起構成了光伏陣列，其作用是直接把太陽能轉換為直流形式的電能。目前被用于光伏水泵系統(tǒng)的太陽能電池多為硅太陽能電池，其中包括單晶硅、多晶硅及非晶硅太陽能電池。太陽能電池的最大額定功率也是它的輸出最大功率。

二、控制器

光伏陣列的電源輸出和太陽輻照度、環(huán)境溫度、陰、晴、雨、霧等氣象條件有密切關系，其輸出隨日照而變化的是直流電量，而作為光伏陣列負載的光伏水泵，直流電機、交流電機甚至其他新型電機都當作它的驅動電機，在這種情況下，要使光伏泵系統(tǒng)工作給它提供比較理想的工況，而且對于任何日照都要發(fā)揮光伏陣列輸出功率的最大潛力，這就要有一個適配器。適配器的內容主要是最大功率點跟蹤器、逆變器以及一些保護設施等。

三、電機和水泵

光伏水泵系統(tǒng)的其它措施都是為了能穩(wěn)定、可靠地多出水，或者說最后都要落實在電機、水泵的工作上，它們可以構成一個總成件，這個總成件要求有最大限度的可靠性及高效率。對于光伏水泵而言，電機和水泵的搭配并不像常見的電機和水泵搭配那樣簡單，由于電機的功率等級、電壓等級在很大程度上受到太陽能電池陣列的電壓等級和功率等級的制約，因此對水泵揚程、流量的要求被反映到電機上時，一般必須在兼顧陣列結構的條件下專門進行設計。出于對不同用戶的不同要求，光伏水泵用驅動電機有：不同電壓等級的傳統(tǒng)直流電動機、直流無刷永磁電動機、三相異步電動機、永磁同步電動機、磁阻電動機等。從目前的使用情況看，以三相異步電動機及直流無刷電動機為最多，大功率系統(tǒng)都以采用高效三相異步電動機為主。光伏水泵系統(tǒng)中水泵的選擇與設計也有一些特點。根據(jù)用戶對流量、揚程的不同要求，按經(jīng)濟性、可靠性往往可按以下原則選擇泵型：選用容積式水泵的用戶一般要求的是揚程高、小流量；要求流量較大且揚程也較高的用戶，宜選用潛水式電泵；需要流量較大但揚程卻較低的用戶，一般宜采用自吸式水泵。

太陽能水泵與柴油機水泵相比，太陽能水泵壽命能用20多年，具有運行費用低和少維護或免維護等優(yōu)點。太陽能水泵系統(tǒng)的推廣應用不僅對解決土地沙化、植被減少等生態(tài)環(huán)境的惡化有較好的改善作用，并且可對牧區(qū)、邊防、哨所、海島站點、自然保護區(qū)等高度分散地區(qū)人員的用水提供有效的保證。
 

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