CN201459802U - 一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统 - Google Patents

一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统 Download PDF

Info

Publication number
CN201459802U
CN201459802U CN2009200830986U CN200920083098U CN201459802U CN 201459802 U CN201459802 U CN 201459802U CN 2009200830986 U CN2009200830986 U CN 2009200830986U CN 200920083098 U CN200920083098 U CN 200920083098U CN 201459802 U CN201459802 U CN 201459802U
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
pump
photovoltaic
water pump
photo
Prior art date
Application number
CN2009200830986U
Other languages
English (en)
Inventor
刘宏
张治民
李田珍
Original Assignee
青海光明工程有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 青海光明工程有限公司 filed Critical 青海光明工程有限公司
Priority to CN2009200830986U priority Critical patent/CN201459802U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201459802U publication Critical patent/CN201459802U/zh

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

本实用新型涉及一种光伏水泵系统,具体地说是涉及一种利用光伏水泵将地下水资源提升互地面人畜饮水的适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统。本实用新型所述的光伏电源通过输电线与水泵连接,水泵与蓄水系统相连,控制管理系统分别与水泵和阀门连接,阀门输出端与供水网连接。本实用新型是将太阳辐射能转变成电能,然后由电能驱动水泵来从井抽水达到扬水的目的,同时通过蓄水解决光伏提水系统阴天和夜间无法提水的不足,保证用水的随时性。本实用新型采用光伏水泵取水,地污染,不消耗燃料,维护简便,性能可靠,有效地了青藏高原无电地区缺电、缺水问题,节省了能源,保护了环境。

Description

一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种光伏水泵系统,具体地说是涉及一种利用光伏水泵将地下水
资源提升互地面人畜饮水的适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统。 背景技术
[0002] 青藏高原属中国西部的高寒高海拔地区,地广人稀,电力负荷密度低,无电地区面 积占有很大比例。青海省无电地区的农牧区主要靠河水及柴油发电机带动水泵解决饮水问 题,这些解决饮水的方法一是不健康,二是能耗大。在牧区靠河流引水的牧民长期忍受着 河水含沙量大、水质差、冬天河流冰冻取水困难等问题的困扰,而使用柴油机水泵饮水的牧 民,又碰到了柴油机利用率不高、油耗大、污染环境等问题。
[0003] 国内从上世纪70年代中期开始太阳能光伏水泵系统的开发工作,但由于机型技 术不是很成熟使其对高原特殊气候自然条件不适合,对水质要求高而未能广泛推广应用。
发明内容
[0004] 本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足和上述技术偏见,提供一种 适合于高原特殊气候的利用光伏水泵将地下水资源提升至地面人畜饮水的适用于高寒地 区的光伏电源提水供水系统。
[0005] 本实用新型一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统通过下述技术方案予 以实现:本实用新型一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统包括光伏电源、控制管 理系统、光伏水泵、蓄水系统、阀门、供水网、输电线、输水管,所述的光伏电源通过输电线与 光伏水泵相连,光伏水泵与蓄水系统相连,控制管理系统分别与光伏水泵和阀门相连,阀门 输出端与供水网连接。
[0006] 本实用新型一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统与现有技术相比较有 如下有益效果:本实用新型是将太阳辐射能转变成电能,然后由电能驱动水泵来从井抽水 达到扬水的目的,同时通过蓄水解决光伏提水系统阴天和夜间无法提水的不足,保证用水 的随时性。本实用新型采用光伏水泵取水,无污染,不消耗燃料,维护简便,性能可靠,有效 地了青藏高原无电地区缺电、缺水问题,节省了能源,保护了环境。本实用新型采用水泵具 有最高扬程可达40米,流量最大可达4. OmVh,高可靠性、使用寿命长、安装方便等诸多优 点。光伏水泵技术是利用太阳能电池将太阳能直接转换成电能,然后通过控制逆变器驱动 电机带动水泵,它具有不消耗常规能源、无污染、无需远距离架设电线、全自动、高可靠性等 优点。控制器控制水位探针,当水泵脱离水源时,控制器可以自动切断电源,从而保护泵体。 当日照条件和水源条件充足时,停止的水泵可在20分钟后自动恢复运行状态。控制器具有 防止水泵反转、过载、高温保护功能。控制器可以控制水泵最大运行速度,可将泵速调整到 流量为最大流量的30%。具有输入最大功率跟踪功能和逆变功能。对蓄电池具有欠压保护 和恢复功能。
[0007] 本实用新型在使用光伏提水系统,充分利用当地丰富的太阳能资源,解决牧民群众的人畜饮水问题,为发展牧区小城镇建设,进行牲畜圈养创造了良好的基础,对本地区经 济环境可持续发展起到了良好的促进作用。因此,本项目将在如何解决人口相对分散,交通 十分不便,经济较为落后地区人畜饮水提供了有效的解决途径,有利于我国牧区现代水利发展。
[0008] 本实用新型可解决当地人畜饮水问题,从而解决大量的人力,物力和财力,提高农 牧民的生活水平。光伏水泵利用当地丰富的太阳能资源,解决人畜饮水及草原灌溉。它是绿 色环保型供水装置,没有常规能源消耗,不需人照顾,全自动工作。它具有不消耗常规能源、 无污染、无需远距离架设电线、全自动、高可靠性等优点。该系统供水量大,可以解决较多用 户和牲畜饮水问题,适合整个村落的使用。系统还采用了大型蓄水箱进行储水,可以保证无 日照时正常供水。并扩大了农村利用可再生能源的范围。光伏水泵建成后,牲畜不需要到 几公里之外饮水,减少对草场的践踏,同时产草量大幅度提高,部分实现圈养,减轻超载量, 扼制草原退化和改善草原生态环境。使得农村利用可再生能源范围由以往单一的太阳能利 用扩展开来,更加有力地加强了资源的利用。
附图说明
[0009] 本实用新型一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统有如下附图:
[0010] 图1为本实用新型一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统安装结构示意
图;
[0011] 图2为本实用新型一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统工作原理结构 示意图;
[0012] 图3为本实用新型一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统配电原理结构 示意图。
[0013] 其中:1、光伏电源;2、控制管理系统;3、光伏水泵;4、蓄水系统;5、阀门;6、供水 网;7、输电线;8、输水管。
具体实施方式
[0014] 下面结合附图和实施例对本实用新型一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水 系统技术方案作进一步描述。
[0015] 如图l-图3所示,本实用新型一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统包括 光伏电源1、控制管理系统2、光伏水泵3、蓄水系统4、阀门5、供水网6、输电线7、输水管8, 所述的光伏电源1通过输电线7与光伏水泵3连接,光伏水泵3与蓄水系统4相连,控制管 理系统2分别与光伏水泵3和阀门5连接,阀门5输出端与供水网6连接。 [0016] 所述的控制管理系统2具有PLC可编程控制的功能特点。
[0017] 所述的光伏水泵3设置在机井下,光伏水泵3通过输水管8与蓄水系统4连接。 [0018] 所述的光伏水泵3最大流量4. 0m3/h,最大扬程40m。 [0019] 实施例l。
[0020] 本实用新型一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统包括光伏电源1、控制 管理系统2、光伏水泵3、蓄水系统4、阀门5、供水网6、输电线7、输水管8,所述的光伏电源 1通过输电线7与光伏水泵3连接,光伏水泵3与蓄水系统4相连,控制管理系统2分别与光伏水泵3和阀门5连接,阀门5输出端与供水网6连接。
[0021] 所述的控制管理系统2具有PLC可编程控制的功能特点。
[0022] 所述的光伏水泵3设置在机井下,光伏水泵3通过输水管8与蓄水系统4连接。
[0023] 所述的光伏水泵3最大流量4. 0mVh,最大扬程40m。
[0024] 实施步骤:
[0025] 1.钻探30米机井一眼,孔径500mm,下入250mm供水专用井管。
[0026] 2.由于光伏水泵3系统在阴天和夜间无法提水,因此制作水箱,保证用水的随时性。
[0027] 3.采用集中供水点供水,对水箱及其他设备采取保温措施。
[0028] 4.饮羊槽供当地牲畜饮水。
[0029] 太阳电池组件选用了 SHARP公司生产的NT-R5E3E型太阳电池组件。太阳电池组
件的主要技术参数为:
[0030] 单晶硅太阳电池:NT-R5E3E ;
[0031 ] 标称功率Pm : 175Wp ;
[0032] 最大功率电压Vm :35. 4V ;
[0033] 最大功率电流Im :4. 95A ;
[0034] 开路电压Voc :44. 4V ;
[0035] 短路电流Isc :5. 4A ;
[0036] 最大系统电压:1000V ;
[0037] —块电池板尺寸为:157. 5cmX82. 6cm ;
[0038] 光伏水泵选型
[0039] 本实用新型选用了 LORENTZ公司生产的PS1200HR-20型的光伏水泵两台。该公司 生产的水泵具有最高扬程可达240米,流量最大可达21m7h,高可靠性、使用寿命长、安装方 便等诸多优点的高科技产品。
[0040] ▲ PS1200HR-20型的光伏水泵的主要性能参数为: [0041]<table>table see original document page 5</column></row> <table>[0042] PS1200HR-20型的光伏水泵组成及特点: [0043] 控制管理系统2
[0044] 太阳阵列的输出特性具有强烈的非线性,而且和太阳辐照度、环境温度、阴、晴、
雨、雾等现象条件有密切关系,其输出随日照而变化的是直流电量,而作为光伏阵列负载的
光伏水泵,它的驱动电机有时是直流电机,有时是交流电机甚至还有其他新型电机,它们同
样具有非线性性质,在这种情况下要使光伏水泵系统工作在较理想的工况,就要有一个适
配器,使电机负载之间达到稳定工作状态。
[0045] PS1200型的光伏水泵适配器的功能特点为:
[0046] 控制水泵系统并对系统的运行状态进行监控。
[0047] 该 控制管理系统2不用潜入水中,安装方便,性能稳定。
[0048] 控制管理系统2控制水位探针,当水泵脱离水源时,控制管理系统2可以自动切断 电源,从而保护泵体。
[0049] 当日照条件和水源条件充足时,停止的光伏水泵3可在20分钟后自动恢复运行状 态。
[0050] 控制管理系统2具有防止水泵反转、过载、高温保护功能。
[0051] 控制管理系统2可以控制水泵最大运行速度,可将泵速调整到流量为最大流量的 30%。
[0052] 具有输入最大功率跟踪功能和逆变功能。 [0053] 对蓄电池具有欠压保护和恢复功能。 [0054] 最大效率为92 % (泵体+控制器)。 [0055] 防护等级:IP54(要求密封、防风雨)。 [0056] PS1200型控制器性能参数: [0057] 输入电压:72-96V DC ; [0058] 最大开路电压:200V DC ; [0059] 蓄电池输入电压:96V DC ; [0060] 最小分断电压:88V DC ; [0061] 重新启动电压:96V DC ; [0062] 输出电压:30-95V AC; [0063] 电机和水泵
[0064] 光伏水泵3系统的一切措施都是为了能稳定、可靠的多出水,或者说最后都要落 实在电机、水泵的工作上,它们往往构成一个总成件,这个总成件要求有最大限度的可靠性 和高效率,对于光伏水泵3而言,电机和光伏水泵3的搭配并不象常见的电机和水泵搭配那 样"随便",由于电机的功率等级、电压等级在很大程度上受到太阳电池阵列的电压等级和 功率等级的制约,因此对光伏水泵3扬程、流量的要求被反应到电机上时往往必须在兼顾 阵列结构的条件下专门设计。
[0065] 光伏水泵系统中光伏水泵3的选择与设计也有其特点。根据用户对流量、扬程的 不同要求,按经济性、可靠性大大致可按以下原则选择泵型:
[0066] 要求流量小、扬程高的用户,宜选用容积式水泵;要求流量较大,且扬程也较高的 用户,宜选用潜水式水泵;需要流量较大、但扬程却较低的用户, 一般宜采用自吸式水泵。本实用新型目采用了 HR-20-l型潜水式螺旋水泵。
[0067] HR-20-l型的光伏水泵的功能特点为:
[0068] 无刷直流电机,材料为不锈钢(AISI316),使用寿命长。
[0069] 电机内不带电,可以充满水,具有空载保护功能。
[0070] 电极可承受一定的压力,可以在水中无限潜入。
[0071] 电机内可存在的固体物质如:碳、陶器类。
[0072] 该螺旋泵的定子由抗磨损的橡胶制成,转子是由硬铬镀层、抗腐蚀的不锈钢制成。
它比一般泵更具有耐砂石的特点。
[0073] 具有自我清洁功能。
[0074] b)HR-20-l型的光伏水泵的性能参数:
[0075] 系列号:ND10609247 ;
[0076] 最大流量:4. OmVh ;
[0077] 最大扬程:40m ;
[0078] 太阳电池方阵1与光伏水泵3的匹配设计 [0079] 1.太阳电池安装方式设计:
[0080] 阳光是驱动光伏水泵3的动力,充足的阳光对于光伏水泵3的正常运行是十分必 要的,考虑到更有效的利用太阳能,以及当地气候条件、预防偷窃和破坏行为等因素,太阳 电池组件安装在房顶或采用较高位置支架式安装方式。 [0081] 2.容量匹配设计:
[0082] 光伏阵列1由众多的太阳电池串、并联构成,其作用是直接把太阳能转换为直流 形式的电能。目前用于光伏水泵系统的太阳电池多为硅太阳电池,本实用新型选用容量为 175Wp单晶硅太阳电池,最大功率电压为35. 4V ;最大功率电流为4. 95A ;根据该项目对流量 和扬程的要求,水泵控制器输入电压为72-96V。经计算需用12块同型号的太阳电池板,采 用3(串)X2(并)接线方式,一组方阵为一台水泵供电,共需两组方阵。 [0083] 3.水泵控制器安装设计:
[0084] 由于水泵控制器要求防雨,而且强光照射会影响水泵性能,因此在设计控制器安
装位置时认为将控制器安装在室内较合适。
[0085] 4.水泵泵体安装设计:
[0086] 根据需水量设计水泵的数量和水泵在水井中的安放位置。

Claims (4)

  1. 一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统,包括光伏电源(1)、控制管理系统(2)、光伏水泵(3)、蓄水系统(4)、阀门(5)、供水网(6)、输电线(7)、输水管(8),其特征在于:所述的光伏电源(1)通过输电线(7)与光伏水泵(3)连接,光伏水泵(3)与蓄水系统(4)相连,控制管理系统(2)分别与光伏水泵(3)和阀门(5)连接,阀门(5)输出端与供水网(6)连接。
  2. 2. 根据权利要求1所述的适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统,其特征在于:所述的控制管理系统(2)具有PLC可编程控制的功能特点。
  3. 3. 根据权利要求1所述的适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统,其特征在于:所述的光伏水泵(3)设置在机井下,光伏水泵(3)通过输水管(8)与蓄水系统(4)连接。
  4. 4. 根据权利要求1所述的适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统,其特征在于:所述的光伏水泵(3)最大流量4.0mVh,最大扬程40m。
CN2009200830986U 2009-07-30 2009-07-30 一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统 CN201459802U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009200830986U CN201459802U (zh) 2009-07-30 2009-07-30 一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009200830986U CN201459802U (zh) 2009-07-30 2009-07-30 一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201459802U true CN201459802U (zh) 2010-05-12

Family

ID=42387155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009200830986U CN201459802U (zh) 2009-07-30 2009-07-30 一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201459802U (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102251549A (zh) * 2011-04-29 2011-11-23 宜春市龙腾机械电气有限公司 太阳能光伏全自动无塔供水方法及其供水系统
CN102704896A (zh) * 2012-06-16 2012-10-03 无锡同春新能源科技有限公司 太阳能光伏发电系统灌水用水力压裂方式开采页岩气能源
CN103010612A (zh) * 2012-11-27 2013-04-03 中国核电工程有限公司 一种利用太阳能实现内部流体驱动的液体贮存系统
CN103147489A (zh) * 2013-01-14 2013-06-12 云南桑帕尔光伏科技有限公司 一种光伏扬水系统中利用光伏输入功率的并行抽水方法
CN104074235A (zh) * 2014-06-11 2014-10-01 赛音朝克图 太阳能二次遥控供水系统
CN104805888A (zh) * 2015-04-07 2015-07-29 南京欧陆电气传动有限公司 光伏提水系统
CN105002824A (zh) * 2014-07-27 2015-10-28 方彩琴 钢铁流体管道输电线
CN105089108A (zh) * 2015-07-28 2015-11-25 江苏现代能源微网系统有限公司 一种智能控制的供水系统及智能供水方法
CN110158705A (zh) * 2018-02-08 2019-08-23 云南君动能源有限公司 一种扬程选优光伏水泵系统
CN110409553A (zh) * 2019-08-06 2019-11-05 长江水利委员会长江科学院 一种高寒高海拔地区太阳能光伏供水系统

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102251549A (zh) * 2011-04-29 2011-11-23 宜春市龙腾机械电气有限公司 太阳能光伏全自动无塔供水方法及其供水系统
CN102704896A (zh) * 2012-06-16 2012-10-03 无锡同春新能源科技有限公司 太阳能光伏发电系统灌水用水力压裂方式开采页岩气能源
CN103010612A (zh) * 2012-11-27 2013-04-03 中国核电工程有限公司 一种利用太阳能实现内部流体驱动的液体贮存系统
CN103147489A (zh) * 2013-01-14 2013-06-12 云南桑帕尔光伏科技有限公司 一种光伏扬水系统中利用光伏输入功率的并行抽水方法
CN104074235A (zh) * 2014-06-11 2014-10-01 赛音朝克图 太阳能二次遥控供水系统
CN105002824A (zh) * 2014-07-27 2015-10-28 方彩琴 钢铁流体管道输电线
CN104805888A (zh) * 2015-04-07 2015-07-29 南京欧陆电气传动有限公司 光伏提水系统
CN105089108A (zh) * 2015-07-28 2015-11-25 江苏现代能源微网系统有限公司 一种智能控制的供水系统及智能供水方法
CN105089108B (zh) * 2015-07-28 2016-12-07 江苏现代能源微网系统有限公司 一种智能控制的供水系统及智能供水方法
CN110158705A (zh) * 2018-02-08 2019-08-23 云南君动能源有限公司 一种扬程选优光伏水泵系统
CN110409553A (zh) * 2019-08-06 2019-11-05 长江水利委员会长江科学院 一种高寒高海拔地区太阳能光伏供水系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103523181B (zh) 海上浪、风、光综合发电船
CN104716644B (zh) 一种可再生能源冷热电微网系统及控制方法
CN105676819B (zh) 一种多元能源优化配置系统及其优化运行方法
CN101109387B (zh) 具有水压控制功能的光伏水泵系统
Manolakos et al. A stand-alone photovoltaic power system for remote villages using pumped water energy storage
CN206790195U (zh) 一种智能楼宇自发电系统
CN203233226U (zh) 一种太阳能通讯基站
CN204555418U (zh) 一种风光储热式冷热电联供系统
CN201667545U (zh) 利用太阳能风能作为抽油机驱动能源的供电装置
CN102384039A (zh) 一种混合风光互补抽水蓄能系统及其控制方法
CN202168008U (zh) 模块式漂浮于水面的太阳能光伏发电装置
CN102733474B (zh) 楼宇绿色补充供水供电方法
CN202732204U (zh) 高位储水式发电装置
CN101656423A (zh) 光风水互补式抽水蓄能发电调峰装置
CN201972859U (zh) 风光互补发电储能装置
CN102116244A (zh) 风光互补发电储能装置
CN106356888B (zh) 一种高层建筑抽蓄储能风光智能微网系统及控制方法
CN103633726B (zh) 可再生能源综合路灯供电系统
CN202689160U (zh) 楼宇绿色补充供水供电系统
KR101015804B1 (ko) 태양광과 풍력의 복합 대체 에너지 발전을 연계한 열병합 발전 시스템
CN204408247U (zh) 一种水上太阳能供电系统
CN203559450U (zh) 一种太阳能光伏供水系统
CN204408253U (zh) 智能太阳能追日发电装置
CN202867123U (zh) 一种太阳能提水泵
CN201332367Y (zh) 太阳能移动电站

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EXPY Termination of patent right or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100512

Termination date: 20150730