【干货】光伏扬水系统典型设计

我国人均水资源短缺，旱灾频发，水土流失严重，且电网无法全面覆盖到偏远山区，严重影响到这些地方的人们生活，饮水，农业生产等问题近几年，我国的光伏产业得到了迅速发展，成本逐年下跌，光伏产品开始走进人们的生活，其中，光伏扬水系统就是光伏产品与扬水相结合，创新应用到生活用水，农业灌溉、生态恢复、草原畜牧等需求中，光伏扬水系统作为光伏领域的全新应用，不仅可以避免电网基础设施建设的大量资金投入，而且解决了农业生产的缺电缺水难题。

　　典型的光伏扬水系统主要由光伏组件，光伏支架，扬水逆变器，水泵等四大部分组成，以清洁能源太阳能为动力直接驱动水泵进行扬水，以蓄水代替蓄电，无需储能装置，极大降低系统的建设成本和维护成本系统凭借其环保节能，易安装维护，经济性好等特点被人们广泛使用。

　　光伏扬水系统的设计首先需要做好前期的客户需求调查，比如：系统用途，客户每天的用水量，扬程以及当地的光照等信息，只有充分理解客户的具体需求，才能给客户提供最优的方案，最大限度的满足客户的使用需求光伏扬水系统的设计主要包含水泵选型，扬水逆变器选型和光伏组件设计等三大部分。

　　1.水泵选型　　1.1 流量确定　　水泵的流量又称为输水量，主要根据客户的用水量和当地的光照条件来确定系统的流量，具体可以参考以下公式进行设计：　　1.2 扬程确定　　扬程是指水泵能够扬水的高度，是水泵的重要工作性能参数，可以根据客户项目的实际状况进行测量。

以下是关于扬程的计算方法：　　水泵扬程=静扬程+水平输送距离+损失扬程　　静扬程就是指水泵的吸入点和高位控制点之间的高差，如从深水井中抽水，送往高处的水箱静扬程就是指清水池吸入口和高处的水箱之间的高差;如图，静扬程为H1+H3;　　水平输送距离如图H2，一般计算扬程时，水平方向每10m算作1m的扬程;　　损失扬程通常为净扬程的6～9%，如水管弯头，水头等，一般为1～2m。

　　水泵的流量和扬程确定完后，水泵型号就可以基本确定，如果客户是在深井抽水，还需要考虑水泵的尺寸规格要比深井直径小　　2.水泵逆变器选型　　光伏扬水逆变器是光伏扬水系统中最重要的设备，作为整个系统的控制和调节器，它始终进行最大功率点跟踪，并根据日照变化实时调节输出频率，从而控制和调节水泵工作。

扬水逆变器的功率主要根据水泵电机来确定，为了系统的可靠运行，一般建议选择不小于水泵电机的功率，同时考虑水泵的输入电压和接线方式(单相或三相)，最终确定扬水逆变器的型号　　3.光伏组件设计　　在偏远山区，没有电网或者柴油发电机作为补充电源，光伏扬水系统的动力全部由光伏组件所产生的电来提供，为了保证满足客户的用水需求，考虑到光伏板倾斜角度，温度，阴影遮挡，灰尘等因素对系统的影响，以及扬水逆变器的超配能力，一般建议光伏组件的功率为逆变器额定功率的1.1-1.5倍之间，一般取1.2倍即可。

　　4.5.5kW扬水系统典型设计方案　　项目背景：　　项目使用现场没有市电和发电机，给一客户设计一套光伏扬水系统，从深井抽水用于农田灌溉，具体信息如下;　　a)井深约60米，扬程约50米，井径约250mm;　　b)需灌溉共80亩旱地，每天用水约70方;　　c)灌溉器件本地平均日照约4小时/天　　4.1 水泵选择　　根据以上信息，水泵流量要求为70m3/(4h*0.85)=20.6m3/h，扬程为50米，水泵可以选瑞荣的R150-DS-05，电机功率为4kW，适用井径为150mm，可以满足要求。

以下是水泵的具体参数：　　4.2 扬水逆变器选型　　根据水泵电机功率为4kW，输入电压为三相380Vac，水泵逆变器选择晶福源的SPRING5500，输出额定功率为5.5kW　　4.3 光伏组件设计　　选定的扬水逆变器SPRING5500，其额定输出为5500W，考虑当地的光照条件较好，可选1.1倍的组件，即1.1×5500=6050W。

　　深圳晶福源科技股份有限公司创建于2003年，是一家集研发、生产、销售、服务于一体的国家高新技术企业公司长期专注于电力电子行业，拥有0.55-75kW的光伏扬水逆变器，单、三相交流输出，支持多种水泵电机，IP65防护等级(22kW以上功率增加户外柜，防护等级为IP54)，适合户外使用，并且可选配柴油机或市电作为备用电源，支持24小时全天候发电扬水。

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