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太阳能热泵工程的工作原理

作者:admin  来源:   更新时间:2015-12-10  阅读数:286
太阳能热泵工程的工作原理

太阳能水泵(Solar Pumping System)亦称光伏水泵。即利用光伏阵列发出的电力来驱动水泵工作的光伏扬水系统。整个系统主要由光伏阵列、太阳能扬水逆变器、水泵组成。它是近若干年来迅速发展起来的光机电一体化系统,是当今世界上阳光丰富地区,尤其是缺电无电的边远地区最具吸引力的供水方式。

一、系统组成:

1、光伏阵列(Solar Array):亦称太阳能电池组件,主要是将太阳的光能转化为电能,给负载水泵电机提供工作电力。

2、太阳能扬水逆变器(Solar Pumping Inverter)或控制器:对太阳能水泵的运行实施控制和调节,用太阳能阵列发出的电能驱动水泵,并根据日照强度的变化,即时地调节输出频率,使输出功率接近太阳电池阵列的最大功率。

3、水泵(pump):通常把提升液体、输送液体或使液体增加压力,即把原动机的机械能变为液体能量,从而达到抽送液体目的的机器统称为泵。

二、运作过程:

利用太阳电池发出的电力,通过最大功率点跟踪以及变换、控制等装置驱动直流、永磁、无刷、无位置传感器、定转子双塑封电机或高效异步电机或高速开关磁阻电机带动高效水泵,将水从地表深处提至地面供农田灌溉或人畜饮用。
三、分类:
1、直流无刷太阳能水泵(电机式):

电机式无刷直流水泵是采用无刷直流电机加上叶轮之后组成的。电机的轴与叶轮连在一起,水泵的定子和转子之间是有间隙的,使用时间长了水会渗透进入电机里增加了电机烧坏的可能。
优点:无刷直流电机已标准化,有专门的厂家大批生产,成本比较低,效率高。

2、无刷直流磁力隔离式太阳能水泵:

无刷直流水泵采用了电子元件换向,无需使用碳刷换向,采用高性能耐磨陶瓷轴及陶瓷轴套,轴套通过注塑与磁铁连成整体也就避免了磨损,因此无刷直流磁力式水泵的寿命大大增强了。

磁力隔离式水泵的定子部分和转子部分完全隔离,定子和电路板部分采用环氧树脂灌封,100%防水,转子部分采用永磁磁铁,水泵机身采用环保材料,噪音低,体积小,性能稳定。可以通过定子的绕线调节各种所需的参数,可以宽电压运行。

优点:寿命长,噪音低可达35dB以下,可用于热水循环。电机的定子和电路板部分采用环氧树脂灌封并与转子完全隔离,可以在水下安装而且完全防水,水泵的轴心采用高性能陶瓷轴,精度高,抗震性好。
三相交流水泵由三相交流电机驱动水泵。与直流系统不同,太阳能交流水泵由太阳能阵列(提供电源)、太阳能扬水逆变器(将直流转化为交流,同时控制电机频率)和三相交流电机水泵组成。

优点:系统中三相交流电机水泵可与市面上市电或柴油机带动交流水泵进行替换,相容性非常好。与此同时,交流水泵突破直流水泵功率限制,功率从150瓦至105千瓦均可应用,适合大面积农田、沙漠治理和灌溉的需求。

四、优势:

1、可靠:寿命长、光伏电源很少用到运动部件,工作可靠;

2、安全、无噪声、功耗低、无其他公害。不产生任何的固体,液体和气体有害物质,绝对的环保;

3、安装维护简单,适合无人值守,尤其以其可靠性高而备受关注;

4、相容性好,光伏发电可以与其他能源配合使用,也可以根据需要使光伏系统很方便的增容;

5、标准化程度高,可由元件串并联满足不同用电的需要,通用性强;

6、太阳能随处都有,应用范围广。

7、具有良好的长效经济性,特别是和常见的柴油机抽水相比较,具有压倒的经济性优势。

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