太阳能光伏水泵的组成、运作和优势特点
【科普】太阳能光伏扬水系统
简介
太阳能光伏扬水系统，英文称为Solar Water Pumping System，是利用太阳辐射能量转化为电力并驱动水泵进行抽水的系统。
特点
1.光伏发电系统全自动运行，无须人工值守;光伏扬水系统由太阳电池阵列、扬水逆变器及水泵构成，省却掉蓄电池之类的储能装置，以蓄水替代蓄电,直接驱动水泵扬水，可靠性高，同时大幅降低系统的建设和维护成本。
2.采用光伏扬水逆变器，根据日照强度的变化调节水泵转速，使输出功率接近太阳电池阵列的最大功率;当日照很充足时，保证水泵的转速不超过额定转速;当日照不足时，根据设定最低运行频率是否满足，否则自动停止运行。
3.水泵由三相交流电机驱动，从深井中抽水，注入蓄水箱/池，或直接接入灌溉系统。
根据实际系统需求和安装条件，可采用不同类型的水泵进行工作。
4.可以根据地区、客户不同需求提供经济有效的解决方案。
原标题：【科普】太阳能光伏扬水系统。
【专业知识】太阳能光伏水泵的组成、特点
【专业知识】太阳能光伏水泵的组成、特点【学员问题】太阳能光伏水泵的组成、特点？【解答】太阳能水泵特点：节能，1W内启动，宽电压，可增加过压，过流，温度、防空转等保护功能。
太阳能无刷泵，太阳能热泵，太阳能循环泵，太阳能喷泉水泵、太阳能增压泵，光伏太阳能水泵，宽电压循环水泵，3V\5V\12V/24/48V无刷水泵，太阳能潜水泵，太阳能微型水泵，太阳能灌溉直流水泵，太阳能鱼塘水泵，大流量直流水泵，分体式太阳能水泵，壁挂式太阳能水泵，平板式太阳能水泵。
太阳能光伏无刷直流水泵（磁力隔离泵）由泵体（隔离件），电机定子，轴，轴承和转子水叶（磁体和叶轮）几部分组成：磁体（钕铁硼永磁体）由稀土永磁材料制成的永磁体工作温度范围广（-45-400℃），矫顽力高，磁场方向具有很好的各向异性，在同极相接近时也不会发生退磁现象，是一种很好的磁场源。
隔离件在采用金属隔离套时，隔离套处于一个正弦交变的磁场中，在垂直于磁力线方向的截面上感应出涡电流并转化成热量。
涡流的表达式为：其中Pe-涡流；K常数；n泵的额定转速；T-磁传动力矩；F-隔套内的压力；D-隔套内径；一材料的电阻率；材料的抗拉强度。
当泵设计好后，n、T是工况给定的，要降低涡流只能从F、D等方面考虑。
选用高电阻率、高强度的非金属材料制作隔离套，在降低涡流方面效果十分明显。
轴由于无刷直流磁力隔离泵是通过通电线圈带动转子旋转来工作的，旋转为了保持转子转动的平稳及噪音，采用高性能陶瓷轴与轴套配合，可以达到很高的精度，有效的减少了旋转阻力及噪音。
滚动轴承磁力泵滑动轴承的材料有工程塑料塑钢（POM）或陶瓷。
由于塑钢（POM）及陶瓷具有很好的耐热、耐腐蚀、耐摩擦性能，所以磁力泵的滑动轴承多采用工程陶瓷制作。
由于工程陶瓷很脆且膨胀系数小，所以轴承间隙不得过小，以免发生抱轴事故。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。
太阳能水泵系统的设计与优化
太阳能水泵系统的设计与优化随着环保意识日益增强，人们开始更加注重可再生能源的利用。
太阳能作为一种新型的可再生能源，正在逐渐走进人们的生活领域。
太阳能水泵系统是太阳能利用的典型应用之一。
本文将深入探讨太阳能水泵系统的设计与优化。
一、太阳能水泵系统的基本原理太阳能水泵系统是一种利用太阳能来提供动力驱动水泵工作的设备。
其基本原理是通过光伏发电板将光能转化为电能，再通过控制器将电能驱动电动机，从而带动水泵工作。
太阳能水泵系统分为直流太阳能水泵和交流太阳能水泵。
二、太阳能水泵系统的设计太阳能水泵系统的设计需要从以下几个方面进行考虑。
1.水源条件水源的地理条件、水源的水质、水源的用途是影响太阳能水泵系统设计的重要因素。
水源条件不同，对太阳能水泵系统的要求也不同。
比如，如果是用于灌溉，所需的水量和装机容量就要根据灌溉地块的大小确定；如果是饮用水源，则要求水源水质应达到国家标准，系统安全稳定，不能出现水污染现象。
2.光伏发电板的选择太阳能水泵系统是利用光伏发电板将太阳能转化为电能，因此选择合适的光伏发电板显得尤为重要。
光伏发电板的主要参数包括：额定输出功率、最大功率点电压、最大功率点电流、开路电压、短路电流、工作温度范围等。
要根据实际情况选择合适的光伏发电板。
3.控制系统要实现太阳能水泵的控制，需要使用控制器或变频器来驱动电动机。
根据泵的功率和电源特点，选择合适的控制系统方案。
通常情况下，太阳能水泵系统的设计都会增加了超压、过流、低电压、短路等保护措施，以保证系统的安全性。
4.泵的选择泵的选择是设计太阳能水泵系统的关键。
泵的类型、规格、性能直接影响系统的输出功率和工作效率，会进一步决定系统的节能性能及损耗。
根据实际需要选用合适的泵来提高系统的效率和稳定性。
三、太阳能水泵系统的优化对于设计好了的太阳能水泵系统，还可以通过以下几个方面进行优化。
1.调整太阳能电池板的安装角度太阳能电池板的安装角度会影响其接收太阳光能的效率，从而影响系统输出功率。
光伏水泵方案
光伏水泵方案1. 引言随着全球对可再生能源的重视和需求增加，光伏水泵作为一种使用光伏技术驱动的水泵系统逐渐受到关注。
光伏水泵方案能够利用太阳能光伏电池板将太阳能转换为电能，从而实现无需外部电源就能驱动水泵的功能。
本文将介绍光伏水泵方案的原理、组成部分以及应用领域。
2. 光伏水泵方案的原理光伏水泵方案的核心原理是利用光伏电池板将太阳能转换为电能，然后通过控制器将电能传输给水泵驱动器，最终驱动水泵工作。
光伏电池板通常由多个光伏电池组成，当太阳光照射到光伏电池板上时，光能被光伏电池吸收并转换为直流电能。
这些直流电能经过控制器处理后，将满足水泵正常运行所需的电能传输给水泵驱动器，从而带动水泵工作。
3. 光伏水泵方案的组成部分光伏水泵方案主要由以下几个组成部分组成：3.1 光伏电池板光伏电池板是光伏水泵方案的核心组件，它由多个光伏电池组成。
光伏电池通过吸收太阳光的能量将其转换为电能。
光伏电池板一般使用硅材料制作，其中夹层结构中的P型和N型硅层之间形成PN结，当太阳光照射到PN结上时，会产生电子与空穴对。
该电荷对会产生电流，从而形成直流电能。
3.2 控制器控制器是光伏水泵方案中起控制作用的关键设备。
它负责监测光伏电池板输出的电能并将其传输给水泵驱动器。
控制器通常具有多种功能，例如保护电池过充、过放、过流等，同时也能实现对水泵的控制与监测。
3.3 水泵驱动器水泵驱动器是将控制器传输过来的电能转换为机械能，驱动水泵工作的设备。
水泵驱动器可以根据水泵的不同需求，实现不同的运行方式和功能。
例如，它可以控制水泵的起停、调整水泵的流量和压力等。
3.4 水泵水泵是光伏水泵方案中的核心设备，它通过水泵驱动器的驱动来实现将水从低处抽取到高处的目的。
水泵的种类和参数根据具体的应用需求而定，可以是离心泵、深井泵等。
4. 光伏水泵方案的应用领域光伏水泵方案由于其可再生、环保的特点，在各个领域都得到了广泛应用。
以下是几个典型的应用领域：4.1 农业灌溉光伏水泵方案可以解决农业灌溉中的用水问题。
太阳能水泵
( 3)随着电池板价格的降低及中小型太阳能系统的发展，今后在优化电池板功率的基础上应加大对系统运行 可靠性的评价以提高系统长期运行可靠性和供水的稳定。
工作原理
无刷直流太阳能水泵（电机式）
电机式无刷直流水泵是采用无刷直流电机加上叶轮之后组成的。电机的轴与叶轮连在一起。水泵的定子和转 子之间是有间隙的，使用时间长了水会渗透进入电机里增加了电机烧坏的可能。
无刷直流磁力隔离式太阳能水泵
无刷直流水泵采用了电子组件换向，无需使用碳刷换向，采用高性能耐磨陶瓷轴及陶瓷轴套，轴套通过注塑 与磁铁连成整体也就避免了磨损，因此无刷直流磁力式水泵的寿命大大增强了。磁力隔离式水泵的定子部分和转 子部分完全隔离，定子和电路板部分采用环氧树脂灌封，100%防水，转子部分采用永磁磁铁，水泵机身采用环保 材料，噪音低，体积小，性能稳定。可以通过定子的绕线调节各种所需的参数，可以宽电压运行。
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太阳能水泵
将太阳能转变为液压能的水泵
01 系统组成
03 工作原理 05 系统展望
目录
02 分类特点 04 自身优势
太阳能水泵（亦称光伏水泵），是当今世界上阳光丰富地区，尤其是缺电无电的边远地区最具吸引力的供水 方式，利用随处可取、取之不竭的太阳能，系统全自动地日出而作，日落而歇，无需人员看管，维护工作量可降 至最低，是理想的集经济性、可靠性和环保效益为一体的绿色能源系统。
自身优势
（1）可靠：光伏电源很少用到运动部件，工作可靠。 （2）安全，无噪声，无其他公害。不产生任何的固体，液体和气体有害物质，绝对的环保。 （3）安装维护简单，运行成本低，适合无人值守等优点。尤其以其可靠性高而备受。 （4）兼容性好，光伏发电可以与其他能源配合使用，也可以根据需要使光伏系统很方便的增容。 （5）标准化程度高，可由组件串并联满足不同用电的需要，通用性强。 （6）太阳能随处都有，应用范围广。 但是，太阳能系统也有其缺点，比如：能量分散，间歇性大，地域性强。前期成本较高。
太阳能水泵
太阳能水泵定义太阳能水泵（Solar Pumping System），是通过光伏扬水逆变器利用光伏阵列发出的电力来驱动水泵工作的光伏扬水系统，系统主要由光伏阵列、光伏扬水逆变器、水泵组成。
排出口径：8（mm）扬程：8（m）吸入口径：12（mm）叶轮结构：封闭式叶轮结构原理：中开泵叶轮数目：5泵轴位置：卧式材质：工程塑料叶轮吸入方式：单吸式型号：P4580F24A流量：0.3（m3/h）品牌：SP用途：循环轴功率：0.015（kW）性能：不阻塞汽蚀余量：1（m）此款泵为离心水泵,DC12V，流量在2~8L/MIN,扬程在1.5～8Ｍ .叶轮转轴采用氧化锆材质，轴套用石墨材质，更静音，寿命更长。
叶轮有全封闭式结构、半封闭结构和敞开式结构，更多选择。
泵体采用高强度工程塑料，承压能力强。
耐弱酸碱腐蚀。
可循环带有微小杂质的液体，不堵塞泵腔。
泵体采购磁力驱动隔离防腐泄漏。
电机采用大机芯优化设计电路温升低。
电路采用单片机控制，功能更强大，更安全！该泵主要用于太阳能热水器、电脑水冷系统、饮水机、水暖床垫等家用电器。
各种太阳能水泵的特点1、有刷直流太阳能水泵：水泵工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随着电机转动的换向器和电刷来完成，只要电机转动碳刷就会产生磨损，电脑水泵运行到一定的时候，碳刷磨损间隙变大，声音也会随之增大，连续运行几百小时之后碳刷就不能起到换向的作用了。
优点：价格低廉。
2、无刷直流太阳能水泵（电机式）：电机式无刷直流水泵是采用无刷直流电机加上叶轮之后组成的。
电机的轴与叶轮连在一起，水泵的定子和转子之间是有间隙的，使用时间长了水会渗透进入电机里增加了电机烧坏的可能。
优点：无刷直流电机已标准化，有专门的厂家大批生产，成本比较低，效率高。
3、无刷直流磁力隔离式太阳能水泵：无刷直流水泵采用了电子组件换向，无需使用碳刷换向，采用高性能耐磨陶瓷轴及陶瓷轴套，轴套通过注塑与磁铁连成整体也就避免了磨损，因此无刷直流磁力式水泵的寿命大大增强了。
光伏泵水系统
适用领域
适用于生活用水 农业灌溉、林业浇 灌 沙漠治理 草原畜牧 海岛供水 水处理工程 近年来，随着对新 能源利用的不断提 升，在市政工程、 城市广场、公园游 览、旅游胜地、宾 馆饭店以及住宅社 区的景观及喷水系 统中，得到了越来 越多的应用。
系统构成示意简图
多机系统优化示意简图
光伏泵水系统优势
可靠：光伏电源很少用到运动部件，尤其以其可靠性而备受 关注 安全无噪声，无其他公害，不产生任何液体、固体和气体等 有害物质，环保 安装维护简单，无需人工看守，运行成本低等 不耗化石能源和电能，太阳能随处都有，适用范围广，累计 时日，极大节约了成本 兼容性好，光伏能源可与其他能源配合使用，也可根据需要 使光伏系统方便扩容，多机并联扩容等 国际应用范围广，大量订单意向表明，此高技术产品的国际 市场前景令人十分鼓舞，太阳能利用为大势所趋
系统功能和特点
全自动运行，无需人工值守，节约劳力和人工成本 省掉蓄电池等高昂价格和维护困难的储能设备，以蓄水代替 蓄电，直接驱动水泵扬水 光伏泵水逆变器对系统的运行实施控制和调节，实现最大功 率定跟踪（MPPT）,当日照不足时，自动降低运行频率，确 保太阳能电池电力的充分利用 洁净能源来源，节油节电节money 若要昼夜不停抽水或灌溉，有市电地区可配市电辅助功能， 作为后备方式为系统供电。 泵水逆变器主电路采用智能化功率模块，可靠性高，转换效 率高达98%
太阳能光伏自动泵水系统
概览
太阳能光伏自动泵水系统简介 适用领域 系统构成示意简图 多机系统优化示意简图 系统功能和特点 光伏泵水系统优势 系统选型参考列表 案例展示——缅甸总统农场灌溉详情 国内国际应用案例情况
太阳能光伏水泵系统组成及工作原理
光伏水泵系统组成及工作原理光伏水泵系统组成及工作原理系统组成及工作原理1．1 光伏水泵系统的结构图由图1可知，系统利用太阳电池阵列将太阳能直接转变成电能。
经过DC／DC升压，和具有TMPPT功能的变频器后输出三相交流电压驱动交流异步电机和水泵负载，完成向水塔储水功能。
其中主要包括4部分：太阳电池阵列；具有TMPPT功能的变频器；水泵负载；储水装置。
1．2 变频器主电路及硬件构成本系统所采用的主电路及硬件控制框图如图2所示。
主电路DC／DC部分采用性能优越的推挽正激式电路进行升压；DC／AC部分采用三相桥式逆变电路。
主功率器件采用ASIPM(一体化智能功率模块)PS12036，系统控制核心由16位数字信号控制器dsPIC30F2010构成。
外围控制电路包括阵列母线电压检测和水位打干检测电路。
系统首先通过初始设置的工作方式和PI参数工作，然后由MPPT子程序实时搜索出的电压值作为内环CVT的给定，通过PI调节得到工作频率值，计算出PWM信号的占空比，实现光伏阵列的真正最大功率跟踪(TMPPT)，并保持异步电机的V／f比为恒值。
系统将MPPT 和逆变器相结合，利用ASIPM模块自带的故障检测功能进行检测和保护，结构简单，控制方便。
1．2．1 DC／DC升压电路简述1．2．1．1主电路选择对于中小功率的光伏水泵来说，光伏阵列电压大都是低压(24v、36v、48V)，对于升压主电路的选择，人们一般选择推挽电路，因为推挽电路变压器原边工作电压就是直流侧输入电压，同时驱动不需隔离，因此比较适合输入电压较低的场合。
但是偏磁问题是制约其应用的一大不利因素，功率管的参数差异和变压器的绕制工艺都有可能使推挽电路工作在一种不稳定状态。
基于诸多因素的考虑，本系统采用了结构新颖的推挽正激电路，此电路拓扑不仅克服了偏磁问题，而且闭环控制也比较容易(二阶系统)。
1．2.l.2推挽正激电路简单分析推挽正激电路如图2所示，由功率管S1及S2，电容C8和变压器T组成，变压器T 原边绕组N1及N2具有相同的匝数，同名端如图2所示。
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太阳能光伏水泵亦称光伏水泵。
即利用光伏阵列发出的电力来驱动水泵工作的光伏扬水系统。
整个系统主要由光伏阵列、太阳能扬水逆变器、水泵组成。
它是近若干年来迅速发展起来的光机电一体化系统，是当今世界上阳光丰富地区，尤其是缺电无电的边远地区最具吸引力的供水方式。
一、系统组成：
1、光伏阵列：亦称太阳能电池组件，主要是将太阳的光能转化为电能，给负载水泵电机提供工作电力。
2、太阳能扬水逆变器或控制器：对太阳能水泵的运行实施控制和调节，用太阳能阵列发出的电能驱动水泵，并根据日照强度的变化，即时地调节输出频率，使输出功率接近太阳电池阵列的最大功率。
3、水泵：通常把提升液体、输送液体或使液体增加压力，即把原动机的机械能变为液体能量，从而达到抽送液体目的的机器统称为泵。
二、运作过程:
利用太阳电池发出的电力，通过最大功率点跟踪以及变换、控制等装置驱动直流、永磁、无刷、无位置传感器、定转子双塑封电机或高效异步电机或高速开关磁阻电机带动高效水泵，将水从地表深处提至地面供农田灌溉或人畜饮用。
三、优势：
1、可靠：寿命长、光伏电源很少用到运动部件，工作可靠；
2、安全、无噪声、功耗低、无其他公害。
不产生任何的固体，液体和气体有害物质，绝对的环保；
3、安装维护简单，适合无人值守,尤其以其可靠性高而备受关注；
4、相容性好，光伏发电可以与其他能源配合使用，也可以根据需要使光伏系统很方便的增容；
5、标准化程度高，可由元件串并联满足不同用电的需要，通用性强；
6、太阳能随处都有，应用范围广。
7、具有良好的长效经济性，特别是和常见的柴油机抽水相比较，具有压倒的经济性优势。
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