太阳能光伏培训网

系统设计的基本步骤
    在设计一个光伏水泵系统时有两个很重要的原则：
    (1)最合适的系统配件的选择--关键是要设计一个维修率低、使用寿命长而且可靠性高的系统。
    (2)系统配件间的匹配--这部分设计难度较高，需要相当的知识理解和专门技术，其最终目的是提高系统工作效率。
    为了显示后者的重要性，世界银行分析了它们测试项目中最高效的一套水泵系统，并发现该系统配件匹配不佳。改良后的工作效率则增加了18％，除此之外借助手控跟踪系统还获得了额外30％的效率提升(Halcrow＆Partners，1981)。看来系统兼容性差的设计是普遍存在的。
    在设计类似这样的系统之前，必须回答的最重要问题之一是：系统须具备什么程度的可靠性?保养维修能将可靠性延伸多少?
    而这个问题的答案将会视系统种类而定：可以选择直接耦合系统，其优势是轻便、可靠、低维护和寿命长；也可以选择部分牺牲这些属性以换取更高效率的设计。后者一般采用电力调节电路、逆变器和蓄电池来提升系统效率，但是也增加了整体复杂性、维护需求，降低了可靠性和使用寿命。
    当然，其他的系统参数也会影响系统种类的选择，每套系统必须根据其特性设计。没有任何一套系统能够在所有场合都适用，而水泵系统大概是所有光伏系统中，在系统布局和配件选择方面涉及范围最广的一类。设计者可以使用若干计算器模拟设计工具以及设计理论方法(例如Mayer等，1992；Sharma等，1995；Protogeropoulos＆Pearce，2000；Arab，2004)。但是，其中有些工具要求高级的水泵专业知识，还有需要安装地点的环境条件数据以及组件性能数据。Thomas在1987年的报告中介绍了根据曲线图来确定系统规格的方法。此外还有Dankoff在1997年编写的基于实例的太阳能水泵设计指南。
    一般设计一个系统的流程可以总结如下：
    (1)确定每天要抽取的水量以及其扬程大小。
    (2)从日照小时的时数计算抽取速率。
    (3)选择合适的水泵种类。
    (4)依照泵的扭矩与速度的特性，选取一个能兼容此特性的电动机。
    (5)选择适当的太阳能组件。
    (6)选择组件安装方式--固定或跟踪。
    若系统采用了蓄电池，上述第(5)步将涉及到“独立系统”设计原理，已经在前面论述过了。
不过，除了依照以上准则进行设计，最好也先确认一下在该应用中使用直接耦合系统(无蓄电池、无逆变器以及无电力调控电路)是否可行。如果可行，应予以优先考虑，尽管这样会减少系统配件的可选方案，而且目前最大功率跟踪器的使用也已经越来越普遍了。但是，在某些情况下直接耦合系统并不适合使用，
包括：
    (1)当扬程过大以至于不能使用效率在合理范围内的离心泵时。
    (2)当合适的直流电动机类型无法使用在一些大型的系统时。
    (3)当在充足阳光照射时的抽水速率远超过于水源补给率时。
    (4)当必须要使用蓄电池来储存电能时(比如要求不问断用水，而水箱尺寸又很不理想的情况)。
    (5)安装地区经常多云，使得直接耦合系统的部分负载效率偏低时。
    在众多的水泵系统应用中若无上述情况就适合使用直接耦合系统。然而，使用最大功率点跟电路的水泵系统正在逐渐增多，其中包括许多商业供应水泵系统(von Aichberger，2003)。
 

原创文章请注明转载自太阳能光伏培训网，本文地址：http://edu.solar001.com/101.html

【已有0位网友发表了看法,你呢？】