[实用新型]太阳能光伏智能控制变频水泵系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及水泵设备，具体涉及一种以光伏太阳能供电的水泵系统。

背景技术

现有的由太阳能光伏供电的水泵系统主要由太阳能电池、控制器、逆变器、蓄电池构成，太阳能电池通过控制器给蓄电池充电，再由蓄电池给逆变器逆变后拖动水泵。这种传统的方式效率低，造价大，故障率高，寿命短。而已经问世的光伏水泵技术瓶颈较为明显，在国际上相对成熟的也仅仅为德国本特-劳伦斯、荷兰格兰富、日本三菱等公司拥有，但其技术相对传统交流无刷水泵相当落后，实践表明这些产品在实际应用中具有很大的缺陷，其对水质的要求也很高，无法应用于沙漠农业和高原地区水质。同时其价格昂贵，很难在农业生产和生活中推广。上述产品其存在下述缺陷：

①成本高昂，因为需要很大的太阳能电池功率，往往需要数倍于负载的功率，还需要控制器和逆变器，逆变器功率一般需要放大到负载功率的5到10倍，蓄电池成本也非常高，因为深循环放电方式，其在不到3年左右就需要更换。

②效率低，控制器和逆变器的功率因素为0.8，蓄电池充放电各有15％的损耗，加上系统接入损耗等无功因素占到50％左右，效率低。

③设备复杂笨重，体积大，不利于安装使用，特别是不利于在农业领域中使用。

④系统可靠性差，维护频繁，控制器和逆变器由于负载冲击性负载，其故障率高。蓄电池受到环境的影响寿命会严重变化，需要专业人员维护保养。

发明内容

针对上述现有技术中存在的使用逆变器和蓄电池，再由逆变器拖动水泵带来的高成本、结构负载、低效率、可靠性差和维护成本高的问题，本实用新型的目的在于提供一种太阳能光伏和通用水泵结合系统，该系统效率高，损耗小，简单实用，体积小重量轻，且具有较好的稳定性能。

本实用新型为实现其目的所采取的技术方案：太阳能光伏智能控制变频水泵系统，包括太阳能光伏电池和水泵，在所述太阳能光伏电池和水泵之间联接通用变频器，通用变频器的控制器部分内置MPPT最大功率点跟踪光伏控制模块(MPPT为英文缩写，其含意为最大功率点跟踪)。

所述控制器外接水位传感器打干保护。

本实用新型采用控制模块+通用变频器，这两种产品技术极为成熟，无需维护，直接将水泵驱动。太阳能电池组件的功率仅需要水泵功率的1.5倍，成本相对较低。MPPT控制器实现最大功率点跟踪，电压维持在一定范围，电流随光照的强度变化而变化，水泵的转速和扬程也随之变动，如此实现最大利用太阳能电池所发电力。

本实用新型的有益效果：该系统简单实用，体积小重量轻便于携带，安装灵活，易操作。效率高，损耗小，在感性负载中可达到95％以上的功效，相对于现有技术提高了一倍。故障概率小，稳定性得到了很大提高，对使用环境和水质要求都较宽广。该系统成本仅为现有的20％，可以在农业灌溉，饮水，喷泉中广泛应用，对治理沙漠也具有一定的现实意义。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细说明。

图1为本实用新型结构框图；

图2为本实用新型线路联接示意图；

图3为本实用新型MPPT最大功率点跟踪控制模块I/V工作原理曲线图。

具体实施方式

本实用新型是将水泵直接由太阳能光伏电池驱动，将含有MPPT最大功率点跟踪控制模块内置于变频器的控制器部分，无需再提供光伏专用变频器。

图1为本实用新型系统结构框图。太阳能光伏电池1与通用变频器2相联接，MPPT最大功率点跟踪光伏控制模块内置于MPPT光伏水泵控制器3，通用变频器2与MPPT光伏水泵控制器3交互联接。MPPT光伏水泵控制器3控制通用变频器2动作，从而使水泵运行。该系统主要配置太阳能光伏电池1、MPPT光伏水泵控制器3、通用变频器2及水泵4，太阳能光伏电池1的电压与水泵4电压相匹配。其中，通用变频器及水泵的具体型号可根据现场情况灵活配置。即使在对流量及扬程要求较大的场合(如农业灌溉)，该种设计也使得用户无需选择价格昂贵的水泵专用变频器。系统的构造简单，具有智能保护功能，可由用户自己根据需要选择供电电源。如可以由蓄电池供电，也可以直接由太阳电池供电。另外，使用通用变频器及通用水泵还可以提高系统工作的可靠性，便于维护及批量生产。系统的核心部件-MPPT光伏水泵控制器3具备远传数据通讯接口，可适配多种高性能的通用变频器(不受功率限制)。