一種太陽能光伏自動泵水系統的製作方法

2023-10-18 04:10:59 1

專利名稱：一種太陽能光伏自動泵水系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及泵水系統技術領域，尤其涉及一種太陽能光伏自動泵水系統。
背景技術：
隨著工業文明的不斷發展，我們對於能源的需求越來越多。傳統的能源以及不能滿足需求，為了避免面對能源枯竭的困境，尋找優質的替代能源成為了人們關注的熱點問題。太陽能發電技術是最有利用價值的能源形勢之一。傳統的水泵在電源環境不便利的情況下無法使用；蓄電裝置的傳統水泵可靠性不高、功率小，同時系統建設和維護成本過高。有鑑於此，提供一種太陽能光伏自動泵水系統成為必要。

發明內容
本發明的目的是提供一種太陽能光伏自動泵水系統。為了實現上述目的，本發明提供的一種太陽能光伏自動泵水系統，包括太陽能電池裝置、水泵裝置和光伏水泵控制器裝置，其中所述太陽能電池裝置與所述光伏水泵控制器裝置相電連接，所述光伏水泵控制器裝置與所述水泵裝置相電連接，所述光伏水泵控制器裝置將所述太陽能電池裝置發出的直流電轉換為交流電，驅動所述水泵裝置，並根據日照強度的變化適時地調節輸出頻率，實現最大功率點跟蹤。進一步地，所述太陽能電池裝置包含一個太陽能電池板，所述水泵裝置相應地包括一個水泵，所述光伏水泵控制器裝置相應地包括一個光伏水泵控制器；所述太陽能電池板與所述光伏水泵控制器相電連接在一起，所述光伏水泵控制器與所述水泵相電連接在一起。進一步地，所述太陽能電池裝置包含多個太陽能電池板，所述水泵裝置相應地包括多個水泵，所述光伏水泵控制器裝置相應地包括多個光伏水泵控制器；多個所述太陽能電池板分別與多個所述光伏水泵控制器相一一對應地電連接在一起，多個所述光伏水泵控制器分別與多個所述水泵相一一對應地電連接在一起。進一步地，當日照強度最強時，所述水泵以額定轉速運行；當日照強度較弱時，所述水泵在低於額定轉速的範圍內以實現最大功率點跟蹤的方式調速運行。進一步地，通過多個所述太陽能電池板及多個所述水泵的切換控制，當日照強度最強時，所有水泵均以實現最大功率點跟蹤的方式運行；當日照強度較弱時，關停部分所述水泵，多個所述太陽能電池板為剩餘部分繼續運行的所述水泵繼續集中供電。進一步地，所述光伏水泵控制器裝置的主電路採用智能功率模塊，其轉換率達到98%。 進一步地，所述光伏水泵控制器裝置的外殼為鋁合金外殼。進一步地，所述太陽能電池裝置為單晶矽太陽能電池板、多晶矽太陽能電池板或硒錮薄膜太陽能電池板。本發明提供的一種太陽能光伏自動泵水系統，其節能且實現功率最大化使用，在不同的日照環境下，通過光伏水泵控制器實現太陽能電池組件的使用量及水泵的使用量，大幅降低了系統的建設和維護成本。在電力環境不便利的情況可以正常使用，其使用的可靠性高，功率大。在弱光或者微光的光照環境下，通過變頻器的調節可以使其正常使用並且功率最大化。


圖1為本發明提供的一種太陽能光伏自動泵水系統第一實施例結構示意圖；圖2為本發明提供的一種太陽能光伏自動泵水系統第二實施例結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發明，其作為本說明書的一部分，通過實施例來說明本發明的原理，本發明的其他方面，特徵及其優點通過該詳細說明將會變得一目了然。如圖1-2所示，本發明提供的一種太陽能光伏自動泵水系統，包括太陽能電池裝置I、水泵裝置3和光伏水泵控制器裝置2，其中所述太陽能電池裝置I與所述光伏水泵控制器裝置2相電連接，所述光伏水泵控制器裝置2與所述水泵裝置3相電連接，所述光伏水泵控制器裝置2將所述太陽能電池裝置I發出的直流電轉換為交流電，驅動所述水泵裝置3，並根據日照強度的變化適時地調節輸出頻率，實現最大功率點跟蹤。本發明提供的一種太陽能光伏自動泵水系統，主要由水泵裝置3、太陽能電池裝置I和光伏水泵控制器裝置2 (專用泵水逆變器)組成，廣泛應用於生活用水、農業灌溉、沙漠治理、草原畜牧、海島供水、水處理工程等等。本發明提供的一種太陽能光伏自動泵水系統中省卻了蓄電池儲能裝置，以蓄水代替蓄電，直接驅動水泵揚水，在電力環境不便利的情況可以正常使用，其使用的可靠性高，功率大。在弱光或者微光的光照環境下，通過變頻器的調節可以使其正常使用並且功率最大化。如圖I結合圖2所示，所述太陽能電池裝置I包含一個太陽能電池板11，所述水泵裝置3相應地包括一個水泵31，所述光伏水泵控制器裝置2相應地包括一個光伏水泵控制器21 ;所述太陽能電池板11與所述光伏水泵控制器相電連接在一起，所述光伏水泵控制器21與所述水泵31相電連接在一起。光伏水泵控制器裝置2中的光伏水泵控制器22 (逆變器)對系統的運行實施控制和調節，將太陽能電池板11發出的直流點轉換為交流電，驅動水泵31，並根據日照強度的變化適時地調節輸出頻率，實現最大功率點跟蹤(MPPT)。單機系統中只有I臺水泵31以及與之配套的太陽能電池板11與光伏水泵控制器21 (逆變器)，系統設計的優化目標是在滿足揚程和流量要求的前提下，儘可能減少太陽能電池組件的使用量。根據日照強度的變化調節水泵31轉速，當日照強度最強時，所述水泵31以額定轉速運行，輸出功率接近太陽能電池板11的最大功率；當日照強度較弱時，所述水泵31在低於額定轉速的範圍內以實現最大功率點跟蹤的方式(MPPT)調速運行。當水泵31轉速低至流量為零時，系統停止工作。 如圖2所示，所述太陽能電池裝置I包含多個太陽能電池板11，所述水泵裝置3相應地包括多個水泵31，所述光伏水泵控制器裝置2相應地包括多個光伏水泵控制器21 ;多個所述太陽能電池板11分別與多個所述光伏水泵控制器21相一一對應地電連接在一起，多個所述光伏水泵控制器21分別與多個所述水泵31相一一對應地電連接在一起。光伏水泵控制器裝置2中的光伏水泵控制器22 (逆變器)對系統的運行實施控制和調節，將太陽能電池板11發出的直流點轉換為交流電，驅動水泵31，並根據日照強度的變化適時地調節輸出頻率，實現最大功率點跟蹤(MPPT)。多機系統中多臺水泵31，採用大功率光伏水泵控制器22 (逆變器)驅動多臺水泵31，也可以採用多臺功率匹配的逆變器，在符合場合要求的流量，靈活運行多機系統，在不同的日照環境下，通過太陽能電池板11陳列及水泵31切換來控制流量。當日照強度最強時，所有水泵31均以實現最大功率點跟蹤的方式(MPPT)運行；當日照強度較弱時，關停部分所述水泵31，多個所述太陽能電池板11為剩餘部分繼續運行的所述水泵31繼續集中供電。在單機系統優化的基礎上，水泵31的調速範圍能夠得到進一步優化，始終處於高效運行狀態。該光伏水泵控制器22 (逆變器)適用於採用三相異步電機的水泵，其採用VI最大功率點跟蹤和優化正選波PWM控制、響應速度快、穩定性好；全自動運行，可以根據實際系統的情況自由設定水泵調速範圍，其主電路採用智能功率模塊，可靠性高、轉換效率達98 %，其具備完整的電氣保護功能，可選配上下水位檢測和控制電路，防止溢出和幹抽，其採用全鋁合金外殼，防護等級IP41，使用環境溫度-10+50°C。該光伏水泵控制器21 (逆變器)在設計集成過程中，充分考慮不同地區的安裝條件，有針對性地採用不用類型的太陽能電池板11組件單晶矽太陽能電池板、多晶矽太陽能電池板、硒錮薄膜太陽能電池板、HIT太陽能電池等均可以使用。水泵31由三相交流電機驅動，從深井或江河湖泊等水源中抽水，注入蓄水箱/池，或直接接入灌溉系統以及噴泉系統等，根據實際系統需要和安裝條件，不同類型的水泵，如離心泵、混流泵或深井泵均可使用。 本發明提供的一種太陽能光伏自動泵水系統，其節能且實現功率最大化使用，在不同的日照環境下，通過光伏水泵控制器實現太陽能電池組件的使用量及水泵的使用量，大幅降低了系統的建設和維護成本。在電力環境不便利的情況可以正常使用，其使用的可靠性高，功率大。在弱光或者微光的光照環境下，通過變頻器的調節可以使其正常使用並且功率最大化。以上所揭示的僅為本發明的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，因此依本發明申請專利範圍所作的等同變化，仍屬於本發明所涵蓋的範圍。
權利要求
1.一種太陽能光伏自動泵水系統，其特徵在於包括太陽能電池裝置、水泵裝置和光伏水泵控制器裝置，其中所述太陽能電池裝置與所述光伏水泵控制器裝置相電連接，所述光伏水泵控制器裝置與所述水泵裝置相電連接，所述光伏水泵控制器裝置將所述太陽能電池裝置發出的直流電轉換為交流電，驅動所述水泵裝置，並根據日照強度的變化適時地調節輸出頻率，實現最大功率點跟蹤。
2.根據權利要求I所述的一種太陽能光伏自動泵水系統，其特徵在於所述太陽能電池裝置包含一個太陽能電池板，所述水泵裝置相應地包括一個水泵，所述光伏水泵控制器裝置相應地包括一個光伏水泵控制器；所述太陽能電池板與所述光伏水泵控制器相電連接在一起，所述光伏水泵控制器與所述水泵相電連接在一起。
3.根據權利要求I所述的一種太陽能光伏自動泵水系統，其特徵在於所述太陽能電池裝置包含多個太陽能電池板，所述水泵裝置相應地包括多個水泵，所述光伏水泵控制器裝置相應地包括多個光伏水泵控制器；多個所述太陽能電池板分別與多個所述光伏水泵控制器相一一對應地電連接在一起，多個所述光伏水泵控制器分別與多個所述水泵相一一對應地電連接在一起。
4.根據權利要求2所述的一種太陽能光伏自動泵水系統，其特徵在於當日照強度最強時，所述水泵以額定轉速運行；當日照強度較弱時，所述水泵在低於額定轉速的範圍內以實現最大功率點跟蹤的方式調速運行。
5.根據權利要求3所述的一種太陽能光伏自動泵水系統，其特徵在於通過多個所述太陽能電池板及多個所述水泵的切換控制，當日照強度最強時，所有水泵均以實現最大功率點跟蹤的方式運行；當日照強度較弱時，關停部分所述水泵，多個所述太陽能電池板為剩餘部分繼續運行的所述水泵繼續集中供電。
6.根據權利要求I所述的一種太陽能光伏自動泵水系統，其特徵在於所述光伏水泵控制器裝置的主電路採用智能功率模塊，其轉換率達到98%。
7.根據權利要求I所述的一種太陽能光伏自動泵水系統，其特徵在於所述光伏水泵控制器裝置的外殼為鋁合金外殼。
8.根據權利要求I所述的一種太陽能光伏自動泵水系統，其特徵在於所述太陽能電池裝置為單晶矽太陽能電池板、多晶矽太陽能電池板或硒錮薄膜太陽能電池板。
全文摘要
本發明公開了一種太陽能光伏自動泵水系統，包括太陽能電池裝置、水泵裝置和光伏水泵控制器裝置，其中所述太陽能電池裝置與所述光伏水泵控制器裝置相電連接，所述光伏水泵控制器裝置與所述水泵裝置相電連接，所述光伏水泵控制器裝置將所述太陽能電池裝置發出的直流電轉換為交流電，驅動所述水泵裝置，並根據日照強度的變化適時地調節輸出頻率，實現最大功率點跟蹤。其節能且實現功率最大化使用，在不同的日照環境下，通過光伏水泵控制器實現太陽能電池組件的使用量及水泵的使用量，大幅降低了系統的建設和維護成本。
文檔編號F04D13/02GK102619762SQ20121006516
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月12日 優先權日2012年3月12日
發明者蔣志亮 申請人:深圳市思特克電子技術開發有限公司