通俗科学 | 太阳能光伏泵基本介绍

太阳能水泵系统又称光伏水泵，是指利用光伏阵列产生的电能驱动水泵的光伏提水系统。整个系统主要由光伏阵列、太阳能逆变器和水泵组成。它是一种近年来发展迅速的光电机械一体化系统，是当今世界日照充足地区，特别是偏远无电地区最具吸引力的供水方式。

一、系统组成：
1、光伏阵列：又称太阳能电池组件，主要将太阳光能转化为电能，为负载泵电机提供工作动力。
2、太阳能水泵逆变器或控制器：对太阳能水泵进行控制和调节，利用太阳能电池阵列产生的电能驱动水泵，并根据阳光强度的变化，实时调节输出频率，使输出功率接近太阳能电池阵列的最大功率。
3、泵：通常用于提升液体、输送液体或增加液体压力，即把原动机的机械能转化为液体能，从而达到泵送液体的目的的机器统称为泵。

2. 操作流程：
太阳能电池产生的电力用于驱动直流永磁无刷无传感器固定转子双塑封电机或高效感应电机或高速开关磁阻电机，通过最大功率点跟踪、转换和控制装置驱动高效水泵，从而将水从地表深处提升到地下，用于农田灌溉或供人畜饮用。

三、分类：
1直流无刷太阳能水泵（电机型） ：
无刷直流泵由无刷直流电机和叶轮组成。电机轴与叶轮连接，泵的定子和转子之间存在间隙，水长时间渗入电机内部，增加电机烧毁的可能性。
优点：无刷直流电机已经标准化，有专门的厂家进行批量生产，成本相对较低，效率较高。

2、无刷直流磁隔离太阳能水泵：
无刷直流泵采用电子元件进行反转，无需碳刷进行反转，采用高性能耐磨陶瓷轴和陶瓷衬套，衬套通过注塑成型与磁铁整体一体成型，避免磨损，因此大大提高了无刷直流磁力泵的使用寿命。
磁隔离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；转子部分采用永磁体；泵体采用环保材料，具有低噪音、体积小、性能稳定等优点。可通过调节定子绕组来调整各种所需参数，并可实现宽电压运行。
优点：寿命长，噪音低至35dB，可用于热水循环。电机定子和电路板部分采用环氧树脂密封，与转子完全隔离，可水下安装，完全防水。泵轴采用高性能陶瓷轴，精度高，抗冲击性好。

3. 三相交流泵由三相交流电机驱动。
与直流系统不同，太阳能交流泵由太阳能电池阵列（提供电力）、太阳能水提升逆变器（将直流电转换为交流电，同时控制电机频率）和三相交流电机泵组成。
优势：系统中的三相交流电机泵可替换为市售的电动或柴油驱动交流泵，兼容性极佳。同时，交流泵突破了直流泵的功率限制，功率范围可从150瓦到105千瓦，满足大规模农田、沙漠治理和灌溉的需求。

4. 优势：
1、可靠性高：寿命长，光伏发电很少使用运动部件，工作可靠；
2、安全、无噪音、低能耗、无其他公共危害。不产生任何固体、液体和气体有害物质，绝对环保；
3、安装和维护简单，适合无人值守，尤其因其可靠性高而备受关注；
4、兼容性好，光伏发电可以与其他能源一起使用，而且可以根据需要使光伏系统非常方便地增加容量；
5、标准化程度高，可通过系列组件连接以满足不同电力需求，通用性强；
6、太阳能无处不在，应用范围很广。
7、具有良好的长期经济性，特别是与普通柴油机泵相比，具有压倒性的经济优势。