太阳能提水泵站优化设计.pdf

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1、96电力与能源第35卷第1期2()l4年2月太阳能提水泵站优化设计王世锋，李亮(水利部牧区水利科学研究所，呼和浩特010020)摘要：太阳能离网利用中主要以提水为主，提出厂一种太阳能提水泵站的优化设计方法，解决丫目前太阳能提水泵站建设存在的容量不匹配、效率低、保证率差等问题。通过科学合理的计算，选择了最佳匹配的太阳能电池、控制器、水泵等部件，实现了太阳能提水泵站的可靠运行，解决了无电地区的饮水和灌溉问题。关键词：灌溉；太阳能提水；泵站中图分类号：TK79文献标志码：A文章编号：2095一l256(2014)010096—03DesigningMethodofSolarPumpingSyst

2、emWangShifeng，LiLiang(TheInstituteofWaterResourcesforPastoralArea。Hohhgt010020。China)Abstract：Solaroff-gridusestOliftwater，solarpumpingstationconstructionmethodtOsolvethesolarpumpingstationbuildingcapacitydoesnotmatch，lowefficiency，poorguaranteedrate．Throughscientificandrationalcalculation，tOselec

3、tthebestmatchofthesolarbattery，controller，pumpsandothercomponents，tOachievereliablesolarpumpingstationruntoaddressareaswithoutelectricity，drinkingwater．irrigationproblems．Keywords：Irrigation；Solarwaterpumping；Pumpingstation分析计算单位倾斜面上的太阳能辐射量，选择绀0引言件的类型，计算出太阳能组件单位千瓦的能源供离网太阳能利用形式主要以提水为主，太阳应量，通过供水的能源需

4、求与太阳能组件单位千能提水主要适应于人居分散，电网建设因线损高、瓦的能源供应的比值就可计算出泵站的理论装机效益低，无法架设的地区。这些地区发展太阳能容量，再根据系统效率对理论容量进行盈余量的提水主要用于解决人畜饮水和草场灌溉问题。目补计；最后确定实际的装机容量。一般水泵额定前，我国正在大量兴建太阳能提水泵站，已建的大功率为太阳能电池容量的6O～65，其流程如部分太阳能提水泵站由于缺乏科学合理的泵站设图1所示。计，致使其存在功能不健全、容量确定不合理、保证率低、效益差等问题。针对这些问题．笔者通过总结国内外太阳能提水的研究成果与技术资料，以及对收集到的太阳能提水系统运行数据的分析和比对基础上

5、，对太阳能提水泵站的选址、参数的确定、设备的选型提出一些建议，可为今后太阳能提水泵站的建设提供参考。图1太阳能提水泵站的设计流程图l太阳能提水泵站的设计思路2太阳能提水泵站的组成及选址要求太阳能提水泵站的设计思路：首先根据用户的人畜数量、灌溉亩数和用水定额，求出用户的日2．1太阳能提水泵站的组成需水量，通过日需水量和总扬程求出泵站的日能太阳能提水泵站由太阳能电池、控制器、水泵源需求；其次根据当地气象站的太阳能资源数据，组成。太阳能电池是将太阳的辐射能直接转换成98王世锋，等：太阳能提水泵站优化设计表1气象站20年月平均辐射表月份辐射量表2气象站20年月平均温度表太阳能电池的效率会随工作温度

6、变化而变化。表4S-130C常规组件技术参数当温度升高时，太阳能电池效率呈降低趋势，因此项目指标组件型号S-l30(、计算发电量时必须考虑温度的影响。将表1和表最佳工作电压／V27．9382的数据带入RETScreenInternational软件计算发短路电流／A5．767电量，得到单位千瓦太阳能发电量为5．18kwh，折最大输出功率／w140产品分类多晶减系数取15，实际发电量为4．4kWh。最佳工作电流／A5．1015．2提水能源需求量计算开路电压／V34．062太阳能提水泵站日能源的计算表达式为：能电池，总功率为1．96kw，全部串联在一起，输F一笸r1、⋯3．6、～出电压为390

7、．6V。综合两种太阳能电池的选择式中：Er为太阳能阵列日能源需求，kWh；Q为日提水量，情况可以看出：290W太阳能组件7块组合超过rrl／h；H为系统总扬程，ITI；g为重力加速度，m／s。；p为水2kw，控制器也选择大于2kW，增加了投资，因密度，kg／m。。此选择140W太阳能组件较为合理。在选择过将流量和扬程带入式(1)计算得：提水所需的程中还可以选择其他型号的太阳能组件，功率接电能为8．2kWh。由于单位千瓦太