CN202531344U - 一种移动式太阳能抽水蓄能发电供水灌溉系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种移动式太阳能抽水蓄能发电供水灌溉系统。在本系统中，太阳能电池组件通过电缆与太阳能逆变控制站连接，太阳能逆变控制站连接太阳能水泵，太阳能水泵通过管道与上下水库连接，上水库设有挡水建筑物，挡水建筑物通过压力管道与水轮机连接，水轮机通过连轴节与发电机连接，发电机通过输电线路给负载供电，水轮机尾水通过明渠与下水库连接，实现水资源循环利用。挡水建筑物通过灌溉管道可对上水库以下的庄稼地或林地进行灌溉，提高区域内的抵御自然灾害能力，减少如旱灾等为本地区带来的影响，降低自然灾害的损失，实现低碳发电和节水灌溉。本实用新型利用清洁能源太阳能和循环利用水资源的发电灌溉系统，可以解决抗旱保苗，人畜饮水，人工造林，森林防火等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能水利水电技术领域，特别是太阳能与水资源循环利用相结合的一种移动式太阳能抽水蓄能发电供水灌溉系统。
背景技术
新能源技术是二十一世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一，而太阳能又是所有能源中最为清洁和用之不尽的能源。目前各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。太阳能发电具有安全可靠、无噪声、无污染、故障率低和维护简便等优点，特别是在地形多样的山区和分散居住的群众有着非常独特的作用。然而，太阳能在具有众多优点的同时也存在着间歇性和随机性，还有发电难以储存等问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种移动式太阳能抽水蓄能发电供水灌溉系统，该系统可有效的利用太阳能、水能，实现发电和农、林、牧场灌溉，特别是在干旱缺水的地区，可缓解枯水季节和干旱对人们生产生活带来的不良影响。
在山区和较分散的居住地，人们劳动生产可利用的能源较少，太阳能有着巨大的利用潜力，利用山区的地形条件和高差建造上下游水库，将低处低利用价值的溪流或龙潭汇集到下游水库，然后使用太阳能水泵将下游水库的水抽到上游水库。上游水库的水可用于灌溉、发电，这样就构成了一个抽水蓄能发电供水灌溉系统。
本实用新型的技术方案为：移动式太阳能抽水蓄能发电供水灌溉系统由太阳能电池组件、逆变控制站、太阳能水泵、下游水库、太阳能水泵吸管、扬水管道、上游水库、挡水建筑物、发电压力管道、水轮机、水轮机尾水明渠、发电机和连接件构成；太阳能电池组件通过光伏电缆和逆变控制站相连，逆变控制站通过电缆连接太阳能水泵，太阳能水泵通过太阳能水泵吸管和扬水管道分别连接下游水库和上游水库，上游水库连接挡水建筑物，挡水建筑物通过灌溉管道或明渠连通庄稼地或林地，挡水建筑物通过发电压力管道连接水轮机，水轮机的尾水通过水轮机尾水明渠连接下游水库，水轮机通过连轴节连接发电机，发电机通过输电线路接通负载。
太阳能电池组件吸收日照辐射能量将其转化为电能，通过逆变控制站对系统的运行进行控制和调节，将太阳能电池组件发出的直流电转换为交流电，通过电缆连接驱动太阳能水泵，并根据日照强度的变化实时地调节输出频率，实现最大功率点跟踪，最大限度的利用太阳能将下游水库的水抽到上游水库。打开灌溉闸阀可通过灌溉管道或明渠利用地形高差自如的灌溉庄稼或林地；在夜晚或需要正常用电时可打开发电闸阀，利用压力管道输水启动水轮机，再通过连轴节带动发电机进行发电，由输电线路供给负载。水轮机的尾水通过尾水明渠流入下水库，可循环利用。
本实用新型采用太阳能水泵将低位分散的水资源汇集到高位水库用于发电和农、林灌溉，也可用于山区居民的生活用水。该系统采用可移动式的独立能源，可长时间自用发电，使用经济安全，节能节水，并特别适用于常年干旱的山区进行保水抗旱，缓解正常的农业生产、护林养林和人畜饮水问题，还可以作为森林防火的备用水源。太阳能发电，水利发电与水资源循环利用相结合，可有效利用太阳能、水能实现发电和水资源的综合利用。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构示意图。
图中各标号依次表示：太阳能电池组件1、光伏电缆2、逆变控制站3、电缆4、太阳能水泵5、下游水库6、太阳能水泵吸管7、扬水管道8、上游水库9、挡水建筑物10、发电闸阀11、发电压力管道12、水轮机13、水轮机尾水明渠14、连轴节15、发电机16、输电线路17、负荷18、灌溉闸阀19、灌溉管道或明渠20、庄稼地或林地21。
具体实施方式
如图1所示，本系统由太阳能电池组件1、逆变控制站3、太阳能水泵5、下游水库6、太阳能水泵吸管7、扬水管道8、上游水库9、挡水建筑物10、发电压力管道12、水轮机13、水轮机尾水明渠14、发电机16和连接件构成；太阳能电池组件1通过光伏电缆2和逆变控制站3相连，逆变控制站3通过电缆4连接太阳能水泵5，太阳能水泵5通过太阳能水泵吸管7和扬水管道8分别连接下游水库6和上游水库9，上游水库9连接挡水建筑物10，挡水建筑物10通过灌溉管道或明渠20连通庄稼地或林地21，灌溉管道或明渠20中装有灌溉闸阀19；同时，挡水建筑物10通过发电压力管道12连接水轮机13，压力管道12中装有发电闸阀11，水轮机13的尾水通过水轮机尾水明渠14流回下游水库6。水轮机13通过连轴节15连接发电机16，发电机16通过输电线路17接通负载18。
本系统运行过程如下：太阳能电池组件1吸收日照辐射能量将其转化为电能，通过光伏电缆2连接逆变控制站3对系统的运行进行控制和调节，将太阳能电池组件1发出的直流电转换为交流电，通过电缆4驱动太阳能水泵5，并根据日照强度的变化实时地调节输出频率，实现最大功率点跟踪，最大限度的利用太阳能将下游水库6的水抽到上游水库9。系统可利用地形高差通过打开灌溉管道或明渠20中的灌溉闸阀19对庄稼地或林地21进行灌溉；在夜晚或需要正常用电时可打开发电闸阀11，利用发电压力管道12输水启动水轮机13，再通过连轴节15带动发电机16进行发电，由输电线路17供给负载18。太阳能电池组件1可通过交通运输工具运送到不同地区的水库进行反复使用，水轮机13的尾水通过尾水明渠14流入下游水库6，水资源可循环利用。
可在广大农村、山区和海岛挑选有利地势搭建本系统。上、下水库的建设是永久性的，太阳能电池组件可通过运输工具进行移动，并在不同水库反复使用。挡水建筑物型式根据山区地形地貌可以是：当地材料坝、混凝土坝、工程塑料坝、橡胶坝等。
Claims (3)
1.一种移动式太阳能抽水蓄能发电供水灌溉系统，其特征是由太阳能电池组件、逆变控制站、太阳能水泵、下游水库、太阳能水泵吸管、扬水管道、上游水库、挡水建筑物、发电压力管道、水轮机、水轮机尾水明渠、发电机和连接件构成；太阳能电池组件通过光伏电缆和逆变控制站相连，逆变控制站通过电缆连接太阳能水泵，太阳能水泵通过太阳能水泵吸管和扬水管道分别连接下游水库和上游水库，上游水库连接挡水建筑物，挡水建筑物通过灌溉管道或明渠连通庄稼地或林地，挡水建筑物通过发电压力管道连接水轮机，水轮机的尾水通过水轮机尾水明渠连接下游水库，水轮机通过连轴节连接发电机，发电机通过输电线路接通负载。
2.按权利要求1所述的移动式太阳能抽水蓄能发电供水灌溉系统，其特征在于灌溉管道或明渠中装有灌溉闸阀。
3.按权利要求1所述的一种移动式太阳能抽水蓄能发电供水灌溉系统，其特征在于压力管道中装有发电闸阀。
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| CN109457671A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-03-12 | 天津大学 | 输水工程风光水互补提水系统 |
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