太陽能水泵

　　概述

　　太陽能水泵是通過光伏揚水逆變器工作的。光伏揚水逆變器就是利用光伏陣列發(fā)出的電力來驅動水泵工作的光伏揚水系統(tǒng)。整個系統(tǒng)主要由光伏陣列、光伏揚水逆變器、水泵組成。

　　光伏陣列（Solar Array）亦稱太陽能電池組件，主要是將太陽的光能轉化為電能，給負載水泵電機提供工作電力。

　　光伏揚水逆變器（Solar Pumping Inverter）或控制器，對太陽能水泵的運行實施控制和調節(jié)，用太陽能陣列發(fā)出的電能驅動水泵，并根據(jù)日照強度的變化，實時地調節(jié)輸出頻率,使輸出功率接近太陽電池陣列的最大功率。

　　水泵（shuǐ bèng，pump），通常把提升液體、輸送液體或使液體增加壓力 , 即把原動機的機械能變?yōu)橐后w能量從而達到抽送液體目的的機器統(tǒng)稱為泵。

　　太陽能水泵亦稱太陽能光伏揚水系統(tǒng)，尤其是缺電無電的邊遠地區(qū)最具吸引力的供水手段，利用隨處可取、取之不竭的太陽能實現(xiàn)高經(jīng)濟性和高可靠性的供水。水泵全自動地日出而作，日落而歇，無需人員看管，維護工作量可降至最低，是理想的集經(jīng)濟性、可靠性和環(huán)保效益為一體的綠色能源高技術產品。

　　太陽能水泵系統(tǒng)是近若干年來迅速發(fā)展起來的光機電一體化系統(tǒng)，它利用太陽電池發(fā)出的電力，通過最大功率點跟蹤以及變換、控制等裝置驅動直流、永磁、無刷、無位置傳感器、定轉子雙塑封電機或高效異步電機或高速開關磁阻電機帶動高效水泵，將水從地表深處提至地面供農田灌溉或人畜飲用。從設計到制造涉及電氣、機械、電力電子、計算機、控制等多個學科的近代技術，為發(fā)展現(xiàn)代農業(yè)、節(jié)能、環(huán)保等提供了極其良好的手段。本系統(tǒng)具有良好的長效經(jīng)濟性，特別是和常見的柴油機抽水相比較，具有壓倒的經(jīng)濟性優(yōu)勢。發(fā)展這種新型環(huán)保節(jié)能產品無疑將會對發(fā)展產業(yè)、發(fā)展經(jīng)濟，特別是發(fā)展干旱地區(qū)的現(xiàn)代農業(yè)，帶來巨大良好的經(jīng)濟效益和社會效益，它特別符合建設“資源節(jié)約型”及“環(huán)境友好型”社會的發(fā)展戰(zhàn)略。此外大量國際訂貨意向表明，這種高技術產品的國際市場前景令人十分鼓舞。光伏水泵系統(tǒng)作為一個剛剛嶄露頭角的產業(yè)，十分符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。

　　太陽能水泵分為兩大系列：直流水泵和交流水泵。其中直流水泵電機驅動方式分為直流無刷電機與永磁同步電機兩大類。

　　自身優(yōu)勢

　　（1） 可靠：光伏電源很少用到運動部件，工作可靠。

　?。?） 安全，無噪聲，無其他公害。不產生任何的固體，液體和氣體有害物質，絕對的 環(huán)保。

　　（3） 安裝維護簡單，運行成本低，適合無人值守等優(yōu)點。尤其以其可靠性高而備受關 注。

　?。?） 兼容性好，光伏發(fā)電可以與其他能源配合使用，也可以根據(jù)需要使光伏系統(tǒng)很方便的增容。

　?。?） 標準化程度高，可由組件串并聯(lián)滿足不同用電的需要，通用性強。

　　（6） 太陽能隨處都有，應用范圍廣。

　　但是，太陽能系統(tǒng)也有其缺點，比如：能量分散，間歇性大，地域性強。前期成本較高。

　　產品特點：壽命長、功耗低、噪音小、調速平衡、運行可靠、無干擾等。

　　自身特點

　　1.壽命長，無需保養(yǎng)，體積小效率高，功耗低，抗干擾能力強，運行平穩(wěn)

　　2.無碳刷，無污染，電子換向，壽命長。

　　3.電機的定子和電路板部分采用環(huán)氧樹脂灌封并與轉子完全隔離，解決了電機式直流水泵長期潛水產生的滲漏問題，可以水下安裝而完全防水

　　4.可根據(jù)客戶要求調制水泵參數(shù)，24V水泵可調制2米揚程，也可7米揚程，體積不變，可寬電壓運行。

　　5.水泵軸心采用高性能陶瓷軸（降低成本可選不銹鋼軸），精度高，耐磨性好，由于水泵采用高精密軸套與陶瓷軸（降低成本可換其他材料）的精密配合，噪音低，功率小一點的噪音甚至可以達到30分貝以下。

　　6.水泵系列中的三相無霍爾程序驅動直流水泵可以實現(xiàn)PWM調速，模擬信號（0~5V）調速，電位器VR手動調速，這樣就可以調節(jié)流量及揚程，可以訂做音樂噴泉。

　　7.水泵中的三相直流水泵為軟啟動，無沖擊，啟動功耗小，電路板與泵體完全分離，泵體里面沒有任何電子元器件，泵體采用耐高溫材料，水泵可以長期在100度水溫中使用。具有葉輪轉子卡死保護，反接保護，過載保護，過流保護。

　　8.水泵接口豐富，4分螺紋，2分螺紋，進出8mm，10mm，22mm，27mm等，還可根據(jù)客戶要求定做

　　9.如需加大水泵揚程還可將水泵串聯(lián)，則揚程可加倍。

　　10.水陸兩用（外用時安裝位置低于液面）

　　11.可根據(jù)用戶要求定制水泵及其相關聯(lián)控制系統(tǒng)。[1]

　　12、 有刷直流太陽能水泵 ：

　　水泵工作時，線圈和換向器旋轉，磁鋼和碳刷不轉，線圈電流方向的交替變化是隨著電機轉動的換向器和電刷來完成，只要電機轉動碳刷就會產生磨損，電腦水泵運行到一定的時候，碳刷磨損間隙變大，聲音也會隨之增大，連續(xù)運行幾百小時之后碳刷就不能起到換向的作用了。

　　優(yōu)點：價格低廉。

　　13、 無刷直流太陽能水泵（電機式） ：

　　電機式無刷直流水泵是采用無刷直流電機加上葉輪之后組成的。電機的軸與葉輪連在一起，水泵的定子和轉子之間是有間隙的，使用時間長了水會滲透進入電機里增加了電機燒壞的可能。

　　優(yōu)點：無刷直流電機已標準化，有專門的廠家大批生產，成本比較低，效率高。

　　14、 無刷直流磁力隔離式太陽能水泵：

　　無刷直流水泵采用了電子組件換向，無需使用碳刷換向，采用高性能耐磨陶瓷軸及陶瓷軸套，軸套通過注塑與磁鐵連成整體也就避免了磨損，因此無刷直流磁力式水泵的壽命大大增強了。磁力隔離式水泵的定子部分和轉子部分完全隔離，定子和電路板部分采用環(huán)氧樹脂灌封，100%防水，轉子部分采用永磁磁鐵，水泵機身采用環(huán)保材料，噪音低，體積小，性能穩(wěn)定。可以通過定子的繞線調節(jié)各種所需的參數(shù)，可以寬電壓運行。

　　優(yōu)點：壽命長，噪音低可達35dB以下，可用于熱水循環(huán)。電機的定子和電路板部分采用環(huán)氧樹脂灌封并與轉子完全隔離，可以水下安裝而且完全防水，水泵的軸心采用高性能陶瓷軸，精度高，抗震性好。

　　15、三相交流水泵

　　三相交流水泵由三相交流電機驅動水泵。與直流系統(tǒng)不同，太陽能交流水泵由太陽能陣列（提供電源）、太陽能揚水逆變器（將直流轉化為交流，同時控制電機頻率）和三相交流電機水泵組成。

　　系統(tǒng)中三相交流電機水泵可與市面上市電或柴油機帶動交流水泵進行替換，兼容性非常好。與此同時，交流水泵突破直流水泵功率限制，功率從150瓦至105千瓦均可應用，適合大面積農田、沙漠治理和灌溉的需求。

　　工作原理

　　無刷直流磁力驅動泵的磁鐵與葉輪注塑成一體組成電機的轉子，轉子中間有直接注塑成型的軸套，通過高性能陶瓷軸固定在殼體中，電機的定子與電路板部分采用環(huán)氧樹脂膠灌封于泵體中，定子與轉子之間有一層薄壁隔離，無需配以傳統(tǒng)的機械軸封，因而是完全密封。電機的扭力是通過矽鋼片（定子）上的線圈通電后產生磁場帶動永磁磁鐵（轉子）工作運轉?！Υ朋w進行n (n為偶數(shù)) 級充磁使磁體部分相互組成完整藕合的磁力系統(tǒng)。當定子線圈產生的磁極與磁鐵的磁極處于異極相對，即兩個磁極間的位移角Φ=0，此時磁系統(tǒng)的磁能最低；當磁極轉動到同極相對，即兩個磁極間的位移角Φ=2π/n，此時磁系統(tǒng)的磁能最大。去掉外力后，由于磁系統(tǒng)的磁極相互排斥，磁力將使磁體恢復到磁能最低的狀態(tài)。于是磁體產生運動，帶動磁轉子旋轉。

　　無刷直流水泵通過電子換向，無需使用碳刷，磁體轉子和定子矽鋼片都有多級磁場，當磁體轉子相對定子旋轉一個角度后會自動改變磁極方向，使轉子始終保持同級排斥，從而使無刷直流磁力隔離泵有較高的轉速和效率。

　　磁力隔離泵的定子與轉子完全隔離，完全避免了傳統(tǒng)的電機式無刷直流水泵存在的液體泄漏問題。而且可以完全潛水使用并且完全防水，有效的提高了泵的使用壽命及性能。