光伏扬水系统及其系统应用-合肥聚能 2015-05-01

1、光伏水泵系统及其应用合肥聚能新能源科技有限公司2015-05目录一、聚能新能源公司简介二、电站项目开发三、创新型电站项目案例四、光伏水泵系统简介五、JNP系列水泵逆变器及其系统设计技术优势六、几种不同光伏水泵系统对比七、水泵系统应用经济性分析八、光伏水泵系统典型应用案例一、聚能新能源公司简介 聚能新能源成立于2006年，注册资本1亿元，员工200人，研发工程技术人员占50%以上，是以新能源太阳能应用等高新技术为主，集智能化电力电子新产品研发、制造、销售于一体的国家级高新技术企业。公司依托中国科学院合肥物质科学研究院和合肥工业大学的人才资源和技术优势，致力于太阳能光伏系统集成技术与光伏发电系统设

2、备产品的研制开发、市场拓展及工程实施的创新型科技公司。 一、聚能新能源公司简介公司通过了ISO9001：2008质量管理体系认证、ISO14001：2004环境管理体系认证以及信用管理体系AAA级认证，具有电力工程施工总承包三级资质及工程施工安全资质，公司在光伏电站项目设计开发及项目实施管理方面具有强大优势；公司拥有一支优秀的研发技术和管理团队，已承担多项国家和省科研项目，其中国家级科技计划项目一项，省级科技计划项目一项；公司拥有数十项专利和软件著作权，可提供光伏变直流与系统集成技术和产品，其中光伏逆变器控制一体机、光伏扬水逆变器及其系统等产品均获得了CQC、CE认证，并在全球30多区域广泛应

3、用，其中在西藏安装有10万多套的户用离网系统，多年来累计开发和安装施工的光伏电站超过1GW。 二、电站项目开发 公司近年来光伏电站业务取得了一定的成果，共计签订合同总额达十多亿元，年销售收入近8亿元；目前参与并完成新疆、江苏、甘肃、青海等地多个大型光伏并网电站项目以及安徽、山东等地国家金太阳示范工程用户侧光伏并网系统项目建设，总装机容量达800MWp；在西藏等地建设的光伏离网电站及分布式光伏发电系统近百座、户用系统近十多万套。涉及的光伏项目种类有光伏屋顶项目、建筑一体化项目和滩涂、戈壁滩、丘陵等地面光伏电站项目。三、创新型电站项目案例项目模式：自有投资开发、运维和持有项目简介： 安徽庐江县白湖

4、农场20MWp用户侧并网发电系统项目，可利用面积 共计438800m，于2013年6月底已顺利建成投产使用，年发电1600万度电。项目亮点：节能生态养殖， 渔光互补项目，金太阳示范、用户侧并网。项目模式：自有投资开发项目简介：安徽庐江县胜利圩区20MW渔光互补并网光伏 电站。光伏发电系统与养殖结合成为一个整体，年发电1700万度电。项目亮点：节能生态养殖 综合农业项目 渔光互补项目三、创新型电站项目案例项目模式：自主投资开发电站项目简介：奇瑞汽车屋顶光伏发电工程，本工程装机容量50MWp，利用厂房屋顶或空地建设光伏发电项目，我司负责全套电站相关设备的设计、审批、制造、包装、运输、落地、安装、调

5、试、并网及合同期内的运营管理。项目亮点：安徽省节能减排示范项目三、创新型电站项目案例三、创新型项目案例项目模式：百姓免费获取，企业支持支援。项目简介：10万多户，每户500VA负载,为无电区域人们提供一体化解决方案。项目亮点：政府扶贫项目四、光伏水泵系统简介光伏水泵系统是由太阳能电池阵列、光伏水泵逆变器、交流水泵及储水装置组成，其利用太阳能电池直接从深井、江、河、湖等水源取水。光伏水泵系统可用于一切有太阳日照的陆地上，更适用于有水缺电地区，如沙漠治理、农业灌溉、林业灌溉、草原畜牧、海水淡化、生活用水、景区喷泉、水处理工程等。1）农业灌溉2）工矿企业提水3）荒漠、荒山治理7）人畜供水8）海水淡化

6、4）防护林灌溉5）牧草灌溉6）城市水景景观应用范围四、光伏水泵系统简介系统功能图：由光伏阵列、光伏水泵逆变器、三相交流水泵，以及储水装置构成。 系统构成（以交流水泵系统为例）系统主要由四部分组成：光伏阵列、光伏水泵逆变器、三相交流水泵，以及储水装置。光伏阵列吸收日照辐射能量，将其转化为电能，为整个系统提供动力电源。光伏水泵逆变器将光伏阵列输出的直流电转换为交流电并驱动水泵，并根据日照强度的变化实时地调节输出电压和频率，实现最大功率点跟踪，最大限度地利用太阳能，将电能转换为水势能，或将电功率转换为水功率。通用型交流光伏水泵系统系统工作原理在光伏供电的系统中，水泵工作在变频状态，随着输入侧光伏能量

7、的变化而实时调节控制对象即电机的工作变频或转速，使输出负载也是随着光照进行变化，出水量也是同样在变化，所以光照强转速高，出水量大，相反减小；而在电网供电的水泵系统中，由于市电在一定时间内是稳定的，提供的负荷很足，所以水泵会始终工作定频率下，即在50Hz，即出水量是基本固定的。所以二种水泵系统的工作状态是：光伏水泵系统：待机启动轻载满载轻载停机待机关闭 ；光伏水泵系统出水量状况：出水出水量小达到系统额定出水量出 水量小不出水；市电水泵系统中水泵的出水量状况：系统始终是额定出水量。 光伏水泵系统特点适应各种三相交流水泵，应用领域广泛；相对于传统的交流水泵系统，系统维护成本极低；全天候无人值守，可设

8、定的全自动/手动运行模式；内置数据记录模块，可查询系统故障信息和历史运行信息；各种远程通信功能，可远程查看、控制系统的运行状态和运行模式；IP65防护等级的户外系统，适应各种应用环境，低安装成本；运行环境温度范围广，最高可达60摄氏度；完备的系统保护机制，延长系统的使用寿命；匹配各种太阳电池，系统配置冗余度高；根据客户不同需求提供各种解决方案，如防盗、GPS远程通信、兼容市电输入等需求，亦可以实现远程启停机控制。上位机监控软件友好的PC机通讯监控界面；可最多与255台光伏水泵逆变器通讯；具有和流量测量装置、气象检测仪通讯功能，可实时监控当前流量， 日流量和累计流量统计，以及分析天气对光伏水泵系

9、统流量的影响；具有远程通讯功能，将不同地点数据收集、存储、分析、整理，为偏远 或远距离多点集中测量和监控要求提供完美解决方案。系统设计软件通过此设计软件，客户可以输入系统信息，如扬程、流量、安装地点等进行自动配置和计算，实现快速简单的系统设计。系统设计软件软件可自动进行系统配置选型和推荐，自动输出设计报告；五、JNP系列水泵逆变器及其系统设计技术优势JNB系列水泵逆变器产品优势宽输入电压范围宽；最大功率点跟踪（MPPT）效率99%；IP65 设计，适应恶劣运行环境；低温升，低噪音，无风扇设计，全薄膜电容设计，长寿命，可在环境温度60摄氏度下持续工作；良好的用户体验，人性化的人机界面，易操作；支

10、持多机群控和远程RS485通信、无线通信；良好的启动和停止控制特性，以及完善的保护机制，延长水泵电机寿命；适应各种三相交流水泵，并不降额配置，即5.5kW逆变器驱动5.5kW交流水泵，可降低系统成本。new五、JNP系列水泵逆变器及其系统设计技术优势光伏扬水、驱动和供电一体化系统光伏水泵系统光伏阵列设计 针对较小型光伏灌溉和供水系统的特点而开发的移动式光伏组件支架，因此系统安装方便，携带轻便，并根据需要调整倾斜角、方位角。应用此支架方案施工成本和材料成本得到很大程度的节约，并能大大提高光伏组件的利用率。展开固定状态折叠运输状态光伏水泵系统光伏阵列设计 针对大型季节性灌溉系统的特点还开发出拖车式

11、移动式光伏支架系统，其安装运输更加方便且稳定牢固，并根据需要调整倾斜角、方位角。在农闲期间，直接托运回仓库或者转为用户的离网发电系统用，可为家电等其他负载供电，极大低提高了系统的利用率和经济指标。六、不同光伏水泵系统对比光伏水泵系统分类目前市场上的光伏水泵系统主要分为：交流光伏水泵系统和直流光伏水泵系统。直流光伏水泵系统的功率等级受到限制，目前市场普遍的小于3kW，而交流光伏水泵系统可以做到几十千瓦甚至上百千瓦。交流光伏水泵系统主要驱动三相交流水泵，目前市场存在的个别厂家推出的单相交流光伏水泵系统，系统的核心部件逆变器（控制器）的输出特性是，定频率输出，控制输出电压，从而达到对单相水泵的调速。

12、这种技术方案（VVCF变压恒频）和目前市场主流的三相交流水泵系统技术方案（VVVF变压变频）相比，有如下缺点：1、系统的启动功率高于VVVF控制策略的产品； 2、MPPT效率低；结论：单相的水泵电机在光伏应用上是存在先天的不足。交直流光伏水泵系统比较：性能优缺点比较序号性能优缺点交流光伏水泵系统直流光伏水泵系统1转换效率采用高压开关器件和全桥设计损耗高，转换效率较低；采用低压开关器件和高频斩波电路设计损耗小，转换效率高；2系统设计功率0.5-500KW小于3KW3电机的可互换性和匹配性符合市场上常见的普通水泵，利于项目改造；专有的直流水泵，维护困难并市场狭窄；4扬程大小功率大，可配置到300M

13、的扬程系统，关键看泵的规格；功率大的，可配置到100M的扬程系统，关键看泵的规格；5寿命直流有刷寿命短，无刷的寿命等同交流泵；6系统成本（同容量的）较低较高七、水泵应用系统经济性分析水泵系统特点对比序号系统优点缺点1市电水泵系统初期投入成本最低、系统维护成本低依赖电网2柴油机水泵系统初期投入成本较低污染环境、消耗不可再生资源、系统维护成本高3光伏水泵系统节能减排、系统维护成本低初期投入成本高不同水泵系统经济性分析光伏水泵系统（ 1.1kW水泵系统 ,系统使用1年成本核算） 系统成本：光伏组件7200元，光伏水泵逆变器4000元，水泵 1500元，管路系统1000元，附件400元，安装费用800

14、元，年维护费用150元，总成本15050元。柴油机水泵系统（ 1.1kW水泵系统 ,系统使用1年成本核算） 系统成本：柴油机1000元，专用水泵1000元，管路系统1000元，年平均燃 油11000元，安装费用800元，年维护费用610元，人工费用1500元，总成本16910元。结论：按照300天系统工作时间/一年核算 光伏水泵系统和柴油机水泵系统相比：12年后系统成本持平，成本持平后，光伏水泵系统的极低系统维护费用使光伏水泵系统具有巨大优势。 光伏水泵系统和电网水泵系统相比： 89年后系统成本持平，如都是新建系统预计4-6年后系统成本持平。八、光伏水泵系统典型应用案例5.5KH光伏水泵系统项目地点：土耳其 ，伊兹密尔18.5KH光伏水泵系统项目地点：巴基斯坦，拉合尔18.5KH光伏水泵系统项目地点：巴基斯坦，拉合尔15KH光伏水泵系统项目地点：巴基斯坦，拉合尔37KH光伏水泵系统项目地点：巴基斯坦