CN206017079U - 自适应光伏扬水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了自适应光伏扬水装置，包括依次连接的光伏组件、超级电容、变流器和水泵；所述光伏组件包括基垫、太阳能膜和条形体；所述条形体放置在基垫的上表面的一侧，在条形体内转动设置有转轴。所述太阳能膜的一端缠绕在转轴上，其另一端活动贯穿条形体的侧壁且将隔热垫的上表面完全覆盖。采用追踪变流器可根据光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，保证水泵的以额定转速工作，当光照不足时，不满足扬水高度且流量为零的时候，自动停止运行。且当天气情况不好时，可将太阳能膜卷起，保护了太阳能膜，增加了太阳能膜的使用寿命。

Description

自适应光伏扬水装置

技术领域

本实用新型涉及一种扬水装置，具体涉及自适应光伏扬水装置。

背景技术

随着现代光伏技术的发展，太阳能的应用领域越来越广泛。光伏技术的关键在于利用太阳能供电装置向各种负载供电，所述太阳能供电装置一般由光伏组件、控制器、逆变器及蓄电池组成，光伏组件吸收太阳能辐射，经由控制器向蓄电池充电，待使用时，经逆变器由蓄电池向负载放电或者由蓄电池直接放电。由于所述太阳能供电装置技术存在成本高、回报期长的等问题。为了降低成本、缩短回报期，人们也想出了一些方法，例如一种光伏扬水装置，光伏扬水装置主要应用于光伏农业节水灌溉、光伏灌溉荒漠治理、光伏水利抗旱提水、光伏滴灌盐碱地改良、光伏渗灌草原牧业、光伏城市水景景观、光伏村庄生活供水等领域。现有当中的光伏扬水装置主要包括光伏扬水逆变器、光伏阵列、水泵，通过光伏阵列产生的电能对水泵供电，驱动水泵将水从水源抽到蓄水池中。现有的光伏扬水装置采用光伏扬水逆变器，导致该装置成本较高，自动化较低，不同功率和电压的水泵匹配复杂。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的光伏扬水装置成本高和自动化程度较低，不同功率和电压的水泵匹配复杂。因此本实用新型的目的在于提供自适应光伏扬水装置，解决现有的光伏扬水装置成本高和自动化程度较低，不同功率和电压的水泵匹配复杂的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

自适应光伏扬水装置，包括依次连接的光伏组件、超级电容、变流器和水泵。超级电容是现有的，可在市场上购买到。超级电容是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。其突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽，是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种。所述变流器采用BUCK-BOOST变流器，该变流器为最大功率追踪变流器，也可称之为BUCK-BOOST型最大功率追踪变流器。所述光伏组件包括基垫、隔热垫、太阳能膜和条形体；所述隔热垫放置在基垫的上方，所述条形体放置在基垫的上表面的一侧，在条形体内设置有长方形的空腔，在所述空腔中转动设置有转轴，转轴的一端活动贯穿条形体的一端侧壁且与手柄连接；所述太阳能膜的一端缠绕在转轴上，其另一端活动贯穿条形体的侧壁且将隔热垫的上表面完全覆盖，在太阳能膜的另一端设置有魔术贴母面；在所述基垫上远离条形体的侧面设置有与魔术贴母面配合的魔术贴子面。使用本光伏组件时，将太阳能膜上的魔术贴母面与基垫上设置的魔术贴子面相接触，使太阳能膜被固定。光伏组件将太阳能转化为电能，并将电能直流输入超级电容，超级电容再将电能传递给变流器，变流器再将电能传递给水泵，便于水泵正常工作。超级电容为输入电压提供缓冲功能，保证了直流母线的电压稳定可靠；BUCK-BOOST型最大功率追踪变流器不仅具有升降压方便、启动功率低、效率高，能简易有效的和不同的电压和功率的水泵匹配，使水泵可间歇性工作，而且还具有压力变化时其排量恒定的特点。本装置采用弱光最大动率追踪自适应算法，即使是光照很低，也能使设备工作在太阳能最大的功率点，并输出稳定的功率，同时根据当地日照创建一个小数据库实现最有效的功率追踪和智能化。自适应算法是现有的一种数据处理方法。自适应算法是指处理和分析过程中，根据处理数据的数据特征自动调整处理方法、处理顺序、处理参数、边界条件或约束条件，使其与所处理数据的统计分布特征、结构特征相适应，以取得最佳的处理效果。自适应算法所采用的最优准则有最小均方误差准则，最小二乘准则、最大信噪比准则和统计检测准则等，其中最小均方误差准则和最小二乘准则是目前最为流行的自适应算法准则。

进一步地，还包括太阳能电路板，所述太阳能电路板设置在基垫中，且分别与太阳能膜和超级电容连接。太阳能电路板将太阳能膜中所获得的热量转化为电能并传递给超级电容。

进一步地，所述隔热垫的材料为以下材料中的一种：聚氨酯材料、气凝胶毡材料和纳基隔热软毡材料。隔热垫将上层的热量与设置在基垫中的太阳能电路板隔开，避免电路板受热太多导致不能正常工作。

进一步地，所述手柄为L形杆。便于在不需要展开太阳能膜时，通过旋转L形手柄将太阳能膜旋转收起。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型自适应光伏扬水装置，本装置省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，全自动运行，无须人工值守，可靠性高，同时大幅降低系统的建设和维护成本；

2、本实用新型自适应光伏扬水装置，采用BUCK-BOOST型最大功率追踪变流器可根据光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，保证水泵的以额定转速工作；当光照不足时，不满足扬水高度且流量为零的时候，自动停止运行；

3、本实用新型自适应光伏扬水装置，在下雨、下冰雹、下雪等不适合使用太阳能膜的环境下，可将太阳能膜通过手柄卷起，保护了太阳能膜，提高了太阳能膜的使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为光伏组件结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-光伏组件，2-超级电容，3-变流器，4-水泵，5-基垫，6-隔热垫，7-魔术贴母面，8-太阳能膜，9-条形体，10-转轴，11-空腔，12-魔术贴子面。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1-图2所示，本实用新型自适应光伏扬水装置，包括依次连接的光伏组件1、超级电容2、变流器3和水泵4。所述变流器3采用BUCK-BOOST型最大功率追踪变流器。所述光伏组件1包括基垫5、隔热垫6、太阳能膜8和条形体9；所述隔热垫6放置在基垫5的上方，所述条形体9放置在基垫5的上表面的一侧，在条形体9内设置有长方形的空腔11，在所述空腔11中转动设置有转轴10，转轴10的一端活动贯穿条形体9的一端侧壁且与手柄连接；所述太阳能膜8的一端缠绕在转轴10上，其另一端活动贯穿条形体9的侧壁且将隔热垫6的上表面完全覆盖，在太阳能膜8的另一端设置有魔术贴母面7；在所述基垫5上远离条形体9的侧面设置有与魔术贴母面7配合的魔术贴子面。光伏组件1将太阳能转化为电能，并将电能直流输入超级电容2，超级电容2再将电能传递给变流器3，变流器3再将电能传递给水泵4，便于水泵4正常工作。超级电容2为输入电压提供缓冲功能，保证了直流母线的电压稳定可靠；变流器3所采用的BUCK-BOOST型最大功率追踪变流器，不仅升降压方便、启动功率低、效率高，能简易有效的和不同的电压和功率的水泵4匹配，使水泵4可间歇性工作，且压力变化时其排量恒定。本装置采用弱光最大动率追踪自适应算法，即使是光照很低，也能使设备工作在太阳能最大的功率点，并输出稳定的功率，同时根据当地日照创建一个小数据库实现最有效的功率追踪和智能化。

进一步地，还包括太阳能电路板，所述太阳能电路板设置在基垫5中，且分别与太阳能膜8和超级电容2连接。太阳能电路板将太阳能膜8中所获得的热量转化为电能并传递给超级电容2。

进一步地，所述隔热垫6的材料为以下材料中的一种：聚氨酯材料、气凝胶毡材料和纳基隔热软毡材料。隔热垫6将上层的热量与设置在基垫5中的太阳能电路板隔开，避免电路板受热太多导致不能正常工作。

进一步地，所述手柄为L形杆。便于在不需要展开太阳能膜8时，通过旋转L形手柄将太阳能膜8旋转收起。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.自适应光伏扬水装置，其特征在于：包括依次连接的光伏组件（1）、超级电容（2）、变流器（3）和水泵（4）；所述光伏组件（1）包括基垫（5）、隔热垫（6）、太阳能膜（8）和条形体（9）；所述隔热垫（6）放置在基垫（5）的上方，所述条形体（9）放置在基垫（5）的上表面的一侧，在条形体（9）内设置有长方形的空腔（11），在所述空腔（11）中转动设置有转轴（10），转轴（10）的一端活动贯穿条形体（9）的一端侧壁且与手柄连接；所述太阳能膜（8）的一端缠绕在转轴（10）上，其另一端活动贯穿条形体（9）的侧壁且将隔热垫（6）的上表面完全覆盖，在太阳能膜（8）的另一端设置有魔术贴母面（7）；在所述基垫（5）上远离条形体（9）的侧面设置有与魔术贴母面（7）配合的魔术贴子面（12）。

2.根据权利要求1所述的自适应光伏扬水装置，其特征在于：所述隔热垫（6）的材料为以下材料中的一种：聚氨酯材料、气凝胶毡材料和纳基隔热软毡材料。

3.根据权利要求1所述的自适应光伏扬水装置，其特征在于：所述手柄为L形杆。

4.根据权利要求1所述的光伏扬水系统，其特征在于：还包括太阳能电路板，所述太阳能电路板设置在基垫（5）中，且分别与太阳能膜（8）和超级电容（2）连接。