系统主要参数设计原则
由于光伏水泵系统项目个性差异较大,影响其提水量的因素很多,如扬程、辐照度、海拔等,因此在设计时就要充分考虑每个部件的选型和配置,以及实际项目的测算,做到既能满足客户对用水量的需求,也不能因裕量过大造成设备利用率低和提高客户建设成本,因此项目需要在如下方面考虑和优化:
1 安装地点的选择;不同地点辐照度和日照时间不同,倾斜角也不同,因此需要获取准确的气象资料;
2 电池板的类型;薄膜的或晶体硅的电池板Voc和Vmp电压等级受温度的影响较大;电池板组串后直流电压值要为逆变器输入电压留有约0.9以下的裕量;
3 电池板的功率配置;为了获取良好的水功率,即保证用户对用水量的需求,所以一般按照1.2-1.5倍的系统输出功率对光伏阵列进行功率配置,目的是:当日照强度较好时,光伏水泵逆变器通过控制使得水泵在额定状态下运行,但此时光伏阵列并不是工作在最大功率点,且水泵也不会在过载状态下运行;当日照强度变弱时,逆变器可实时调整光伏阵列的工作状态,以保证水泵仍在额定状态下运行;当光照持续变弱时,水泵逆变器最终会寻得光伏阵列的最大功率点,通过此控制过程,使得系统在额定下运行时间延长并获取需要的提水量。一般是考虑日满载运行时间约4-6H为宜;
4 为获取满意的管道出水口的水功率,需考虑管道扬程损失和管道口径失配等问题,因此系统设计还应留有约30-50%的扬程裕量;
5 光伏水泵逆变器应该具有良好的弱功率工作特性;应具有加入动态V/f曲线控制特性,以适应不同类型的水泵,提高启动阈值和弱功率下的输出转矩。
6 选择合适口径的管道,保证水功率,管道中需加入止回阀,同时对于高扬程的系统还要考虑加入输出滤波电感,提高系统稳定性和安全性;
7 光伏水泵系统具有完善的保护机制,如自动打干识别、电机堵转、故障侦测、自动打干报警、低日照、输出短路故障、储水装置上溢/缺水故障、输出缺相等保护功能。
光伏水泵系统应用
根据上述研究和技术要求,根据客户要求进行实际系统设计和测试并获得良好的系统数据;从2012年3月份安装运行以来运行良好,符合预计要求;其中2012年4月12日的运行数据见下图5,其提水量可达75.84m3 。
系统设计配置见如下表:
水泵逆变器选择了安徽颐和新能源专门开发的EHE-P2K2L型号,其采用IP65防护设计,PV 侧采用MC4端子直接接入,壁挂式安装简易,性能优异,外观见下图5;