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光伏水泵系統產業化關鍵技術及示範應用案例2009 年開始雲南等遭遇了連續乾旱，對群眾的生活生產造成極大的影響，光伏水泵系統是採用太陽能光伏發電直接供電的提水系統。光伏水泵系統由光伏組件、光伏水泵控制逆變器、水泵及相關的管道、水池等構成，與傳統泵站相比其他均為常規產品，只有光伏組件和光伏水泵控制逆變器是獨特的。在需要重新架設電網或距離電網較遠的地區建設光伏提水系統是最經濟可靠的技術手段。

一、背景

早期的光伏水泵功率很小，且幾乎集中在如何控制光伏水泵，直流光伏水泵占比很高，國內外均對光伏水泵系統研究較少，可以借鑑的技術不多，搞光伏專業的人不懂水利，搞水利的人不懂光伏，搞自動控制的人既不懂光伏、也不懂水利。專業的水利水電設計院專業知識不具備，同時光伏水泵技術相比較常規水利項目來說非常小，一般設計院不願做設計，也不會做。因此那時全世界的光伏水泵系統技術都不高。

光伏發電及常規水泵提水當時已經是比較成熟的技術，但光伏水泵且是一個新的高新技術，由於太陽輻射隨時變化，導致光伏發電功率也發生相應的變化，如何讓水泵適應這種變化，同時還保持較高的工作效率是一個很大的挑戰。光伏水泵涉及到光伏發電、水力學、自動控制等多個學科交叉綜合，是一個新的高新技術，幾乎是一個處女地，有眾多的難題等待解決。

二、應用案例

1、項目概述

應用本技術在文山西疇董馬鄉建設的7.5kW光伏水泵，是雲南省當時最大的光伏水泵系統。整個董馬鄉沒有一條河，也沒有一個水潭，這個技術是目前唯一的水源點，在抗旱時發揮了巨大作用。在日照充足的晴天，文山西疇光伏水泵系統可將約100噸以上40米深的地下水抽上40米揚程的150立方米儲水池中，經管網送到各家各戶。在連續晴天時，不僅可滿足一般生活用水，還可為農業生產提供用水。該系統的建成結束了該村民小組87戶家庭用水不便的歷史。

全國其他地區共實際運行着130多套光伏水泵系統。

昆明市五華區西翥旅遊生態新區有8套光伏水泵系統，廠口社區有2套，其中小村的18.5kW光伏水泵在2012年5月是全國最大的光伏水泵系統；東村社區有1套，大村社區有1套，新民社區有1套，陡坡社區有2套，陡普魯社區有1套。大理州龍山行政中心於2012年9月5日建成1套光伏水泵系統，其60kW的規模是目前國內最大的光伏水泵，揚程50米，日提水量超過1000立方米，同時是目前流量最大的系統。四川攀枝花市有1套22kW的水泵系統，揚程319米，是目前揚程最高的系統。

2、主要效益

1）經濟效益

就董馬鄉使用電網供電提水來進行對比。該村子已經通電，如架設電網距離可以計算為1km，電網費用大約是8萬元，變壓器要考慮30KVA 架設費用估 計9萬元，合計是17萬元，水泵功率是7.5kW，每天運行5小時，一年按照與太陽能相同的天數200天運行計算，每天耗電37.5kWh， 按電費0.5元/kWh計算，一年的電費是3750 元，加上變壓器的容量費（雲南電網統一為 27 元/KVA.月）9720元，一年的費用是13470元。而採用太陽能供電目前的價格大約是18萬元，建成之後將不在產生其他費用，極大的節約了成本。

2）社會效益

光伏水泵系統工程的建設涉及到光伏水泵站的方方面面，深入系統的研究使我們得到了許多豐碩的成果，推動了光伏水泵系統技術的進步，提高了我國光伏水泵系統的技術水平。作為全國6個科技創新驅動精準脫貧實踐分享典型之一，做了「光伏提水精準解決貧困山村吃水難問題」的報告，受到國務院扶貧辦領導等的好評。

三、技術要點

1、關鍵技術描述

1）光伏水泵動態閉環控制技術，對光伏陣列的最大輸出功率進行實時採樣，實現了真實的最大功率跟蹤(TMPPT),並根據最大功率點的數據，實時動態地控制水泵運作。

2）應對陽光激變技術，實時調節水泵的功率，使得水泵能在頻繁變化天氣下正常工作，提高了系統穩定性，避免了突然停機和水錘效應，相比傳統光伏水泵，省去了蓄電池，降低了成本；

3）多泵並行控制技術，大幅度降低了光伏水泵的啟動閥值，相比單泵系統，延長了抽水時間，增加了提水量，提高了系統的效率；

4）光交並行技術，同時兼有獨立運行以及和交流市電並列運行的功能，並且創新的交-直-交集成控制技術避免了光伏發電對現有電網的影響，且相比單獨運行的系統，能適應更多的用電實際。

5）特殊防雷技術，在控制逆變器系統、 發電及送電系統中，對雷擊所有可能進入的通道都增加防範措施，對該區域專門增加高導電性能的提前放電避雷系統。

2、自主知識產權的設備、技術、產品、軟件等

共授權專利8件，其中發明專利2件，實用新型專利3件，軟件著作專利3件。

四、應用前景

光伏水泵將會是我國未來發展的一個重大科技課題，是目前提水最經濟可靠的技術手段，對充分利用豐富的水力資源，促進抗旱救災，保障民生，改變農業生產面貌，改善生態環境發揮重要作用；對於經濟不發達地區，其具備有長期綜合成本低、使用便利的優勢，對推動農業等其他產業發展，促進當地就業、稅收及縣域經濟的發展均有不可替代的作用，具有重大的現實意義及深遠的歷史意義。