今天的世（shì）界各地（dì），仍然有相當大一部分地區沒有電力供（gòng）應，至今全球（qiú）仍有三分之一的人麵臨缺水問題。因（yīn）為（wéi）沒電，這些地方（fāng）的人（rén）們生（shēng）活困難，飲水困難，灌溉困難。。。。。。

在無電力供應或者電力供應不可靠地區，人們仍然使用著柴（chái）油泵抽水、風力提水、液（yè）壓（yā）抽水和（hé）人工搬運等傳統手段解決用水（shuǐ）問題。。。。。。

隨著科技尤其是光伏技術的發展，以及人們對（duì）用水量、水質、供水係統（tǒng）可靠性和環境保護的綜合考慮和嚴（yán）格要求，光伏揚水係統憑借其易安裝、無需人工值守、低成本、零（líng）碳排放等優點，越來（lái）越成為解決用（yòng）水問題的首選方案（àn）。

一、光伏揚水係統主要構成

光伏揚水（shuǐ）係統，亦稱太陽能光伏水泵（bèng）係統,整個係統由太陽能組件、光伏（fú）揚水逆變器，水泵、管道、蓄水池係統三部份組成（chéng）。係（xì）統中省卻掉蓄電池儲能裝置，直接驅動水泵揚水，裝置可靠性高（gāo），減少係（xì）統（tǒng）投（tóu）資成本。

太陽能發電係統由太陽能（néng）電（diàn）池組（zǔ）、太陽能控製器、蓄電（diàn）池（組）組成。如輸出電源為交流220V或 110V，還需要配置逆變器。各部分（fèn）的作用為：

（一）太（tài）陽能電（diàn）池（chí）板：太陽能電池板是（shì）太陽能發電係統中的（de）核心部分，也是太陽能發電係（xì）統中價值高的部分。其作用是將太（tài）陽的輻（fú）射能力轉（zhuǎn）換為電能，或（huò）送往蓄電池中存儲（chǔ）起來，或推動負載工（gōng）作。太陽能電池板的質量和成本將直接決定整個係統的（de）質量和成本。

（二）太陽能控製（zhì）器：太陽能控製器的作用是控製整個（gè）係統的工作狀態，並對蓄電池起到過充電保護、過放電（diàn）保護（hù）的作用。在溫差（chà）較大的地方，合格的控製器還應具備溫（wēn）度補償的功能（néng）。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控製器的（de）可選項。

（三）蓄電池：一般為鉛（qiān）酸電池（chí），小微型（xíng）係統（tǒng）中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電（diàn）池或鋰電池。其作用是在有光照時將太（tài）陽能電（diàn）池板所發出的（de）電能儲（chǔ）存起來，到需要的時候再（zài）釋放出來。

（四）逆變器：在很多場合，都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由於太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能（néng），需要將太陽能發電（diàn）係統所發出的直流電能轉換成交流電能（néng），因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場合，需（xū）要使用多種電（diàn）壓的負（fù）載時，也（yě）要用到DC-DC逆變器，如將24VDC的（de）電能轉換成5VDC的電能（注意，不是簡單的（de）降壓）。

(1) 太陽電池組件

太陽電池陣（zhèn）列由（yóu）多塊太陽組件串並（bìng）聯而成，吸收日照輻射能（néng）量，將其轉化為電能，為整個係統提（tí）供動力電源。

(2) 揚水逆變器（qì）

光伏揚水逆變器是光伏揚水係統中最（zuì）重（chóng）要的設備，是係統的靈魂。光伏揚水逆變器對係統的運行實施控製和調節，將太陽電池陣列發出的直流電轉換為交（jiāo）流電，驅動水泵，並根據日照強度的變化實時地調（diào）節輸出頻率（lǜ），實現最大功率點跟蹤，最大（dà）限度地利用太陽能（néng）。

(3)水泵、管道、蓄水池

其主要任務是抽水，送水和貯存水。

二、主要組成部件介紹

2.1、太陽能組件

太陽電池組件是將太陽光能直接轉變為直流（liú）電能的陽光發電裝置。根據用戶對功率和電壓的不同要求，製成（chéng）太陽電池組件單個使用，也可以數個太陽電池組件經過串聯（以滿足（zú）電壓要求）和並聯（以滿足電（diàn）流要求），形成供電（diàn）陣列提（tí）供更大（dà）的電功率。太（tài）陽電池的發電量隨著日照強度的增加而按比例增加。隨著組件表麵的溫度升高而略有下降。隨著溫度的變化，電池（chí）組件（jiàn）的電（diàn）流、電壓、功率也將發生變化，組件串聯設計（jì）時必須考（kǎo）慮電壓負溫度係數。

單晶矽組件效率高，平均效率為21%左右（yòu），價格比多晶（jīng）貴（guì）10%左右，國內比（bǐ）較出名的廠家有隆基矽。

多晶矽組件效率稍低，平均效率為19%左右，同內比較出（chū）名的廠家（jiā）有（yǒu）英利，天合，晶澳（ào），尚德，昱輝等。

薄（báo）膜組件有很多種，銅銦镓硒CIGS薄膜電池，效率達（dá）19.6%；碲化鎘CdTe薄膜電池效率達16.7%，矽基薄膜電池的（de）效（xiào）率為（wéi）10.1%，主要生（shēng）產（chǎn）廠家的漢能，尚越，龍焱，91网站等。

2.2、揚水逆變器

光伏揚水逆變器對係統的運行實（shí）施控製和（hé）調節，將太陽能電（diàn）池組件發出的直流電轉換為交流電（diàn），驅動水泵，並可以根據日照強度的（de）變化實時地調（diào）節輸出頻率，實現最（zuì）大（dà）功率點跟（gēn）蹤。

2.3 、揚水（shuǐ）泵

水泵由三相交流電機驅動，從深井或江河湖泊等水源中抽（chōu）水，注入蓄水箱/池，或直接接入灌溉係統以及噴泉係統等。水泵根據工作原理主要分為兩大類（lèi）：離心（xīn）泵、容積泵。柱塞泵與齒輪泵、螺杆泵都屬於容積泵。靠離心（xīn）力工作（zuò）的是離心泵，典型結構是葉輪、蝸殼結構。靠封閉空間移動工作的是容積（jī）泵，即在入口端這個空間裏裝上液體，然後從入口移動（dòng）到（dào）出口，釋放液體，如此循環工作。容積泵的結（jié）構形式很多（duō），較常（cháng）見（jiàn）的有：葉片泵、齒輪（lún）泵、螺杆泵（bèng）、柱塞泵等等。

在光伏揚水係統中，水泵的選擇至關重要，它直接影響整個係統的經濟性和穩定性。光伏揚水係統中（zhōng）最常用的（de）是潛水泵，具有應用範圍廣（guǎng），調速範圍寬的特點，可以增加光伏（fú）揚水係統每天的工作時間和出水量；低揚程、大（dà）流量（liàng）的需求用戶可以選擇自吸（xī）式水泵；高（gāo）揚程、小流量的用戶可選擇容積式水泵。

三、方案設計

不同（tóng）的地區、不同的客戶有不同的需求，所以，對於不同的需求，必然要進行不同的設計。設計的前提是在充分了解客戶需求的基礎上，給（gěi）客戶最優化的方案，最大（dà）限度的滿足客戶的使用（yòng）需求。

3.1、選型步驟

（1）確定水泵揚程和流量：水泵進水位置到出水口的（de）垂直距離為揚程（chéng），流量為日用水量。

（2）確定水泵功率：依據揚程、排量、出水口（kǒu）徑等（děng）。

（3）確定逆變器：逆變器功率是水泵電機功率1.1-1.3倍之間，

（4）確定組件（jiàn）容量：太陽能光伏組件（jiàn）的功率取逆變器功率的1.3-1.5倍之間。

（5）選擇線纜規格：依據逆變器與水泵之間的連接距離

3.2、獲取用戶需求

日（rì）需水量，揚程，井徑

在係統配置之前，應詳細了解客戶信息以便給出有效方案

例如（rú）：某客戶的信息如下;

A 井（jǐng）深約55米；揚程約48米；井徑約200mm；

B 需灌溉共75畝旱地，整個（gè）灌溉期共需水約27000方，灌溉持續6個月

C 灌溉器件本地平均日照（zhào）約5小時/天

關於（yú）揚程

揚程指水泵能夠揚水的高度，通常用H表示，單（dān）位是m。

水泵（bèng）揚（yáng）程=靜揚程（chéng）+水平輸送（sòng）距離+損失揚（yáng）程

靜揚程就是指水泵的吸入點和高位控製（zhì）點之間的高差，如從深水井中抽水，送往高處的水箱。靜揚程就是指清水池吸入口和高處的水箱之間的高差；如圖，靜揚程為H1+H3；水平輸送距離如（rú）圖H2，一般計算（suàn）揚程時，水平方向每10m算作1m的揚程；損失（shī）揚程通常為淨揚程的6～9％，如水管彎頭，水頭等，一般為1～2m。

（1)選擇（zé）揚水泵

根據已知的揚程、流量，反推出合適的水泵：300天抽水1000立（lì）方，當地日照為3.5小時，係（xì）統效率算0.8.

揚程：110米

流量：1000/（300*0.8*3.5）=1.19m³/h。

選擇：瑞（ruì）榮 R95-S-16，電機功率1.5KW，流程1.2m³/H，揚程115m

出水口徑25mm。

(2)選擇（zé）揚水逆變器（qì）

一般選擇比水泵大一個型號的逆變（biàn）器（qì），1.5KW的水泵，配2.2KW的逆變器，

（3） 選擇組（zǔ）件

組件設計（jì）為水泵的1.3-1.5倍，1.5*1.4=2.1KW，揚水逆變器工作電壓為200V-360V，可以選擇280W的組（zǔ）件，8塊串聯，共2.24KW。

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供電保障係（xì）統主要采用太陽能（néng）（風光互補）供電，《森（sēn）林防火視頻（pín）監控係統技術（shù）規（guī）範》要求，前（qián）端係統供電功率不（bú）小於200W，備電時間不小於72小時，不低於（yú）-40攝氏度環境下正常工（gōng）作，配備穩壓設備（bèi）控製輸出電（diàn）壓波動範圍（wéi），配備三級浪湧防雷保護以及剩餘電流保護裝置，並建立設備防盜監控係統，能進行聲光報警，防雷接地符合相關國家（jiā）規範標準。