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稻城亞丁風(fēng)景區(qū)荒山綠化灌溉系統(tǒng)
目前四川省甘孜州香格里拉鎮(zhèn)稻城亞丁風(fēng)景區(qū)安裝了國內(nèi)最大的太陽能水泵系統(tǒng)，該太陽能水泵系統(tǒng)主要用途是為風(fēng)景區(qū)荒山綠化提供灌溉。稻城亞丁風(fēng)景區(qū)位于高原地區(qū)，全年光照資源充足，透光度好，輻射度強(qiáng)，充分利用太陽能資源，既能在能源層面上解決山區(qū)、荒漠地區(qū)的提水問題，也能促進(jìn)生態(tài)環(huán)境建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。
一、 項(xiàng)目簡介
由于高原氣候的影響，稻城亞丁風(fēng)景區(qū)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了植被凋落和部分水土沙化的情況，安裝太陽能水泵系統(tǒng)為山區(qū)綠化灌溉成為了當(dāng)務(wù)之急。項(xiàng)目安裝地點(diǎn)在3400米的高原地區(qū)，取水點(diǎn)為山腳河水，系統(tǒng)要求每小時(shí)輸水70立方米，需將水輸送到250m高的一級(jí)蓄水池內(nèi)，然后靠自身重力分流到其他低處山頭的二級(jí)水池，以實(shí)現(xiàn)全面覆蓋式的灌溉需求。
二、 系統(tǒng)組成及技術(shù)解決方案
太陽能水泵系統(tǒng)主要由太陽能組件、太陽能水泵控制器和水泵組成，根據(jù)項(xiàng)目的各項(xiàng)參數(shù)要求，三晶電氣提出了多聯(lián)機(jī)的技術(shù)解決方案，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
（1） 水泵設(shè)計(jì)選型
項(xiàng)目要求輸水揚(yáng)程達(dá)到250m，考慮到管阻和天氣等影響，揚(yáng)程放大到1.6倍，按照400m的揚(yáng)程設(shè)計(jì)。為滿足水流量要求，選擇流量23立方米/小時(shí)、壓力4Mpa的37KW柱塞泵（電動(dòng)往復(fù)泵）4臺(tái)，3臺(tái)并聯(lián)工作，一臺(tái)做為備用；
（2） 太陽能水泵控制器設(shè)計(jì)選型
由于高原地區(qū)空氣稀薄、晝夜溫差大，對(duì)太陽能水泵控制器的散熱性能和電子元器件的耐溫性能有一定要求。現(xiàn)場使用三晶電氣提供的3臺(tái)PDS23-4T075太陽能水泵控制器驅(qū)動(dòng)水泵運(yùn)行；
（3） 太陽能組件設(shè)計(jì)選型
現(xiàn)場選擇245W的多晶組件，考慮到溫度、光照、損耗等因素，光伏裝機(jī)容量共160KW，為三臺(tái)水泵提供能源動(dòng)力；
（4） 蓄水池等設(shè)計(jì)
項(xiàng)目修建了兩級(jí)蓄水池，一級(jí)蓄水池為總蓄水池，容量為400立方米，二級(jí)蓄水池容量為100立方米。充分利用山體地形，一級(jí)蓄水池中的水靠重力分流到其他二級(jí)蓄水池，避免重復(fù)加壓。
多聯(lián)機(jī)太陽能水泵系統(tǒng)的工作過程：其工作過程是，當(dāng)光照充足時(shí)，主機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，經(jīng)過控制器內(nèi)部最大功率點(diǎn)追蹤運(yùn)算檢測后，再啟動(dòng)1號(hào)輔機(jī)運(yùn)行，最后啟動(dòng)2號(hào)輔機(jī)。當(dāng)光照變?nèi)鯐r(shí)，2號(hào)輔機(jī)速度降低首先停機(jī)，如果光照持續(xù)變?nèi)酰?號(hào)輔機(jī)也將停止運(yùn)行。系統(tǒng)能夠根據(jù)光照強(qiáng)度的變化，自動(dòng)增泵和減泵運(yùn)行。
三、 系統(tǒng)運(yùn)行效果
由于系統(tǒng)采用了最新的多聯(lián)機(jī)控制技術(shù)，解決了以往單機(jī)模式中的水泵機(jī)組利用率不足和整體系統(tǒng)效益低的問題。多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)控制模式下，不管光照如何變化，系統(tǒng)始終運(yùn)行在最大功率，能夠根據(jù)光照強(qiáng)度的變化，自適應(yīng)、快速調(diào)整機(jī)組的狀態(tài)。且控制器內(nèi)部內(nèi)置了過流、過載、過壓、欠壓、缺相等多種保護(hù)功能，能夠自診斷、自復(fù)位故障，讓系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行。
由于太陽能水泵控制器內(nèi)置最大功率點(diǎn)追蹤算法，追蹤精度達(dá)到99%，最大轉(zhuǎn)換效率能達(dá)到98%，晴天時(shí)，系統(tǒng)從早上8點(diǎn)一直運(yùn)行到下午7點(diǎn)，工作時(shí)間約11個(gè)小時(shí)，每天抽水量345立方米左右。在陰天時(shí)，也能保證一臺(tái)機(jī)組高效運(yùn)行。以下是系統(tǒng)一年的運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測：
四、 如何建設(shè)好太陽能水泵系統(tǒng)？
建設(shè)好太陽能水泵系統(tǒng)能夠提高整個(gè)系統(tǒng)的效率，以下是建設(shè)太陽能水泵系統(tǒng)的注意事項(xiàng)：
（1） 太陽能組件的安裝：太陽能組件安裝的位置應(yīng)常年沒有背陰或是遮擋，而且有充足的陽光直射，與地面的安裝角度可以參考當(dāng)?shù)氐木暥葋頉Q定，以確保組件能獲得最大的光照輻射量；
（2） 太陽能水泵控制器的選擇：應(yīng)選擇知名度高、產(chǎn)品質(zhì)量好的廠家，要選擇追蹤精度和轉(zhuǎn)換效率高的產(chǎn)品，追蹤精度與轉(zhuǎn)換效率將直接影響抽水的效果；
（3） 防凍的處理： 在高寒地區(qū)安裝時(shí)，應(yīng)做管道系統(tǒng)的防凍處理，需要將管道埋深至冷凍線以下，冬季管道內(nèi)不能儲(chǔ)水，否則可能由于結(jié)冰而導(dǎo)致管道破裂。
將光伏技術(shù)與水利建設(shè)相結(jié)合具有廣闊的推廣應(yīng)用前景和顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。
