一、光伏水泵概述

光伏水泵系統(tǒng)也叫做光伏揚(yáng)水系統(tǒng)，由光伏太陽(yáng)能板、光伏專用變頻器、水泵、儲(chǔ)水裝置等組成。原理是利用半導(dǎo)體吸收太陽(yáng)日照輻射能量，并將其轉(zhuǎn)化為直流電，再經(jīng)過(guò)光伏變頻器逆變?yōu)榻涣麟姡?qū)動(dòng)水泵揚(yáng)水。

世界上一些干旱和半干旱地區(qū)，人居分散、交通不便，電力供應(yīng)不足，提水困難，這些問(wèn)題成為制約這些地區(qū)發(fā)展的主要因素。典型的有我國(guó)西北地區(qū)的新疆、青海。新疆太陽(yáng)能資源十分豐富，全年日照時(shí)數(shù)為2550小時(shí)~3500小時(shí)，日照百分率為60%~80%，年輻射總量達(dá)5430MJ/m2~6670MJ/m2,年輻射照度總量比我國(guó)同緯度地區(qū)高10%~15%，比長(zhǎng)江中下游地區(qū)高15%~25%；居全國(guó)第二位，僅次于青藏高原。新疆全年日照大于6小時(shí)的天數(shù)為250~325天，日照氣溫高于10°C的天數(shù)普遍在150天以上。但新疆又是沙漠化最嚴(yán)重的地區(qū)，特別是南疆地區(qū)，仍有部分地區(qū)缺水嚴(yán)重，且這些地區(qū)地處偏遠(yuǎn)，沒(méi)有商業(yè)電力引入。因此，新疆利用豐富的太陽(yáng)能發(fā)電來(lái)抽取地下水，以滿足居民生活需要、進(jìn)行防沙綠化就顯得尤為必要。

光伏水泵系統(tǒng)不需要電網(wǎng)支持，有效地解決了這些問(wèn)題。只要有充足的光照和水源，就能以太陽(yáng)能為動(dòng)力進(jìn)行提水，隨時(shí)可以安裝使用，縮短了建設(shè)周期。光伏揚(yáng)水系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，無(wú)需人工值守，無(wú)需投入高成本的蓄電池儲(chǔ)能裝置，解決了無(wú)電地區(qū)和干旱地區(qū)提水動(dòng)力問(wèn)題。

光伏水泵系統(tǒng)特點(diǎn)：

清潔能源：太陽(yáng)能作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，對(duì)環(huán)境零污染；

經(jīng)濟(jì)實(shí)惠：無(wú)需鋪設(shè)供電線路，大大地降低系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用;

安全可靠：全自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)須人工值守，以蓄水替代蓄電，直接驅(qū)動(dòng)水泵揚(yáng)水，避免大面積敷設(shè)電纜帶來(lái)的安全隱患，可靠性高，大幅降低系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)成本。

智能調(diào)節(jié)：根據(jù)日照強(qiáng)度的變化調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，使輸出功率接近太陽(yáng)電池陣列的最大功率；當(dāng)日照很充足時(shí)，保證水泵的轉(zhuǎn)速不超過(guò)額定轉(zhuǎn)速；當(dāng)日照不足時(shí)，根據(jù)設(shè)定的條件，自動(dòng)停止或者切換到市電運(yùn)行，保證系統(tǒng)持續(xù)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

應(yīng)用廣泛：水泵由三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，從深井中抽水，注入蓄水箱/池，或直接接入灌溉系統(tǒng)。根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)需求和安裝條件，可采用不同類型的水泵進(jìn)行工作。并可以根據(jù)地區(qū)、客戶不同需求提供經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。

光伏水泵系統(tǒng)示意圖

二、光伏水泵對(duì)變頻器要求

1、具有MPPT算法，根據(jù)日照強(qiáng)度的變化調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，使輸出功率接近太陽(yáng)電池陣列的最大功率。由于光伏陣列輸出特性的非線性，其輸出受光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度和負(fù)載情況影響，在一定的光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度下，光伏陣列可以工作在不同的輸出電壓，但是只有在某一輸出電壓值時(shí)，光伏電池的輸出功率才能達(dá)到最大值。因此在太陽(yáng)能光伏水泵系統(tǒng)中，要提高系統(tǒng)效率，必須實(shí)時(shí)檢測(cè)光伏陣列的輸出功率并調(diào)整光伏電池的工作點(diǎn)，使之始終工作在最大功率點(diǎn)附近，滿足在不同太陽(yáng)光照條件下，使太陽(yáng)能盡量多的轉(zhuǎn)化為電能，使水泵能高效和穩(wěn)定的工作。因此，最大功率點(diǎn)追蹤（MPPT）是光伏水泵變頻器的核心功能。

2、具有干燒檢測(cè)功能，自動(dòng)保護(hù)水泵。水泵的工作環(huán)境是在水中，水泵電機(jī)是靠水的介質(zhì)進(jìn)行散熱，嚴(yán)禁在斷水下運(yùn)行，但水泵的水位是根據(jù)供水量的多少和水源的變化有很大的不同，若出現(xiàn)水泵斷水就會(huì)燒毀水泵電機(jī)，影響系統(tǒng)的可靠性。

3、能根據(jù)光照強(qiáng)度變化，自動(dòng)睡眠喚醒。為滿足系統(tǒng)自動(dòng)工作的要求，系統(tǒng)應(yīng)具備自診斷和自動(dòng)投入運(yùn)行的功能，控制系統(tǒng)在水泵工作前首先進(jìn)行自檢測(cè)和預(yù)判斷，符合條件后啟動(dòng)光伏水泵工作或?qū)φ彰饔眯铍姵爻潆?；若出現(xiàn)多云、雷雨等天氣，系統(tǒng)能根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)停止光伏水泵的工作，當(dāng)光照滿足光伏水泵的工作要求時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行狀態(tài)。

4、系統(tǒng)具有雷擊保護(hù)等功能，當(dāng)已出現(xiàn)的過(guò)電壓、欠電壓、過(guò)電流、過(guò)負(fù)載、過(guò)熱、水箱滿水、水泵缺水等故障解除后，系統(tǒng)通過(guò)自診斷后能自動(dòng)恢復(fù)工作狀態(tài)。

5、可以配合水位開關(guān)及水塔來(lái)進(jìn)行儲(chǔ)水，提高用水效率。

三、HD300光伏水泵變頻器

1、接線圖

主回路接線圖

HD300光伏專用變頻器接線圖

2、HD300光伏變頻器技術(shù)規(guī)格