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七喜变频器HD300在光伏水泵行业的应用

发布日期:2017-10-19 10:46:23 点击次数:140

一、光伏水泵概述

光伏水泵系统也叫做光伏扬水系统,由光伏太阳能板、光伏专用变频器、水泵、储水装置等组成。原理是利用半导体吸收太阳日照辐射能量,并将其转化为直流电,再经过光伏变频器逆变为交流电,驱动水泵扬水。

世界上一些干旱和半干旱地区,人居分散、交通不便,电力供应不足,提水困难,这些问题成为制约这些地区发展的主要因素。典型的有我国西北地区的新疆、青海。新疆太阳能资源十分丰富,全年日照时数为2550小时~3500小时,日照百分率为60%~80%,年辐射总量达5430MJ/m2~6670MJ/m2,年辐射照度总量比我国同纬度地区高10%~15%,比长江中下游地区高15%~25%;居全国第二位,仅次于青藏高原。新疆全年日照大于6小时的天数为250~325天,日照气温高于10°C的天数普遍在150天以上。但新疆又是沙漠化最严重的地区,特别是南疆地区,仍有部分地区缺水严重,且这些地区地处偏远,没有商业电力引入。因此,新疆利用丰富的太阳能发电来抽取地下水,以满足居民生活需要、进行防沙绿化就显得尤为必要。

光伏水泵系统不需要电网支持,有效地解决了这些问题。只要有充足的光照和水源,就能以太阳能为动力进行提水,随时可以安装使用,缩短了建设周期。光伏扬水系统独立运行,无需人工值守,无需投入高成本的蓄电池储能装置,解决了无电地区和干旱地区提水动力问题。


 七喜变频器HD300在光伏水泵行业的应用1.jpg

光伏水泵系统特点

清洁能源:太阳能作为动力驱动,对环境零污染;

经济实惠:无需铺设供电线路,大大地降低系统建设费用;

安全可靠:全自动运行,无须人工值守,以蓄水替代蓄电,直接驱动水泵扬水,避免大面积敷设电缆带来的安全隐患,可靠性高,大幅降低系统的建设和维护成本。

智能调节:根据日照强度的变化调节水泵转速,使输出功率接近太阳电池阵列的最大功率;当日照很充足时,保证水泵的转速不超过额定转速;当日照不足时,根据设定的条件,自动停止或者切换到市电运行,保证系统持续经济运行。

应用广泛:水泵由三相交流电机驱动,从深井中抽水,注入蓄水箱/池,或直接接入灌溉系统。根据实际系统需求和安装条件,可采用不同类型的水泵进行工作。并可以根据地区、客户不同需求提供经济有效的解决方案。


七喜变频器HD300在光伏水泵行业的应用2.jpg

光伏水泵系统示意图

二、光伏水泵对变频器要求

1、具有MPPT算法,根据日照强度的变化调节水泵转速,使输出功率接近太阳电池阵列的最大功率。由于光伏阵列输出特性的非线性,其输出受光照强度、环境温度和负载情况影响,在一定的光照强度和环境温度下,光伏阵列可以工作在不同的输出电压,但是只有在某一输出电压值时,光伏电池的输出功率才能达到最大值。因此在太阳能光伏水泵系统中,要提高系统效率,必须实时检测光伏阵列的输出功率并调整光伏电池的工作点,使之始终工作在最大功率点附近,满足在不同太阳光照条件下,使太阳能尽量多的转化为电能,使水泵能高效和稳定的工作。因此,最大功率点追踪(MPPT)是光伏水泵变频器的核心功能。

2、具有干烧检测功能,自动保护水泵。水泵的工作环境是在水中,水泵电机是靠水的介质进行散热,严禁在断水下运行,但水泵的水位是根据供水量的多少和水源的变化有很大的不同,若出现水泵断水就会烧毁水泵电机,影响系统的可靠性。

3、能根据光照强度变化,自动睡眠唤醒。为满足系统自动工作的要求,系统应具备自诊断和自动投入运行的功能,控制系统在水泵工作前首先进行自检测和预判断,符合条件后启动光伏水泵工作或对照明用蓄电池充电;若出现多云、雷雨等天气,系统能根据检测的数据停止光伏水泵的工作,当光照满足光伏水泵的工作要求时,系统能自动恢复运行状态。

4、系统具有雷击保护等功能,当已出现的过电压、欠电压、过电流、过负载、过热、水箱满水、水泵缺水等故障解除后,系统通过自诊断后能自动恢复工作状态。

5、可以配合水位开关及水塔来进行储水,提高用水效率。

三、HD300光伏水泵变频器

1、接线图

HD300光伏专用变频器1.png

七喜变频器HD300在光伏水泵行业的应用3.jpg 

HD300光伏专用变频器接线图

 

2HD300光伏变频器技术规格

光伏水泵性能

电压等级

220V

380V

最大输入直流电压

410V

800V

推荐MPPT电压范围

270400VDC

350750VDC

推荐输入电压

310V

513V

额定输出电压

三相220VAC

三相380VAC

MPPT效率

99.9%

电源输入通道

2  

输出频率范围

0-300Hz

最大效率

97%

专用功能

最大功率点追踪、光弱自动休眠、光强自动唤醒、满水位休眠、低水位唤醒、欠载报警、水位传感器故障检测


3HD300光伏水泵专用变频器特点

(1)内置MPPT系统,智能追踪最大功率点,响应快, 稳定性高,效率高。

2)光照不足时,结合外围器件能够实现与市电自动切换,保证系统可靠性;

3)宽电压适应范围,更好适应户外环境;

4)核心元件采用一线品牌核心元器件,如IGBT使用了德国英飞凌(Infineon)、电容用日本爱普科斯 (EPCOS),产品更加可靠耐用。

  

四、七喜HD300系列光伏水泵专用变频器在国外的应用

       甲国盛产水稻,畜牧业较发达,但甲国面临着严重的灌溉用水短缺问题,诸如降雨分布

HD300光伏专用变频器2.png

不均,干旱反复出现,而且灌溉用电与柴油资源尤为紧缺。但得天独厚的地理条件赋予了甲国丰富的太阳能资源,随着光伏组件的成本降低,甲国农业光伏灌溉趋势明显,利用太阳能清洁能源的步伐正在进一步加快。广州七喜智能设备有限公司的HD300系列光伏水泵专用变频器推出后,很快在甲国得到了应用。在大规模使用前,甲国客户先对七喜HD300变频器进行了连续7天的严格测试。在这7天,七喜变频器经受住了严格考验,一直稳定可靠地工作着,获得客户的赞赏,继而大批量地应用于甲国。

五、总结

光伏水泵系统利用太阳的持久能源,日出而作、日入而息,无需人员看管、无需化石能源、独立运行、也可根据需求配合电网使用,安全可靠。在无需任何外来能源的情况下可以机动灵活应用于农田灌溉、人畜饮水、庭院发展、园区美化、构造彩色喷泉、养殖业增氧、海滨盐场供排水等,有效解决耕地灌溉问题,提高产量,节水节能,大幅降低传统能源、电力的投入。具有寿命长、功耗低、噪音小、调速平衡、运行稳定、无干扰等优点。 

          因此光伏水泵系统成为利用清洁能源替代化石能源的最有效方式,成为全球粮食问题能源问题综合解决方案中新能源、新技术重要产品。 


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