太阳能水泵的原理你知道吗

太阳能水泵是通过专门的逆变器， 在有阳光的时候，将太阳能光伏电池板的直流电能，通过这个专门的逆变器转换成交流电供给水泵使用， 这个水泵大多用的是潜水泵。

当然，也有不需要逆变器而直接使用直流水泵的。但是直流水泵不能做得太大， 而且效率没有交流水泵高， 别外直流水泵更容易坏。

太阳能水泵系统是近年来快速发展起来的利用太阳能提水的光机电一体化系统。基本工作原理是利用太阳能电池组件构成阵列后，把太阳能直接转变为电能，然后驱动各类电动机带动高效节能水泵从河、湖、深井等水源提水。太阳能水泵系统“日出而作，日落而歇”，全自动操作，没有噪声、可靠性高，已被世界各地，特别是发展中国家广泛应用。光伏水泵系统大致由光伏阵列、控制器、电机和水泵四部分组成。

一、光伏阵列

许多的太阳能电池串、并联在一起构成了光伏阵列，其作用是直接把太阳能转换为直流形式的电能。目前被用于光伏水泵系统的太阳能电池多为硅太阳能电池，其中包括单晶硅、多晶硅及非晶硅太阳能电池。太阳能电池的最大额定功率也是它的输出最大功率。

二、控制器

光伏阵列的电源输出和太阳辐照度、环境温度、阴、晴、雨、雾等气象条件有密切关系，其输出随日照而变化的是直流电量，而作为光伏阵列负载的光伏水泵，直流电机、交流电机甚至其他新型电机都当作它的驱动电机，在这种情况下，要使光伏泵系统工作给它提供比较理想的工况，而且对于任何日照都要发挥光伏阵列输出功率的最大潜力，这就要有一个适配器。适配器的内容主要是最大功率点跟踪器、逆变器以及一些保护设施等。

三、电机和水泵

光伏水泵系统的其它措施都是为了能稳定、可靠地多出水，或者说最后都要落实在电机、水泵的工作上，它们可以构成一个总成件，这个总成件要求有最大限度的可靠性及高效率。对于光伏水泵而言，电机和水泵的搭配并不像常见的电机和水泵搭配那样简单，由于电机的功率等级、电压等级在很大程度上受到太阳能电池阵列的电压等级和功率等级的制约，因此对水泵扬程、流量的要求被反映到电机上时，一般必须在兼顾阵列结构的条件下专门进行设计。出于对不同用户的不同要求，光伏水泵用驱动电机有：不同电压等级的传统直流电动机、直流无刷永磁电动机、三相异步电动机、永磁同步电动机、磁阻电动机等。从目前的使用情况看，以三相异步电动机及直流无刷电动机为最多，大功率系统都以采用高效三相异步电动机为主。光伏水泵系统中水泵的选择与设计也有一些特点。根据用户对流量、扬程的不同要求，按经济性、可靠性往往可按以下原则选择泵型：选用容积式水泵的用户一般要求的是扬程高、小流量；要求流量较大且扬程也较高的用户，宜选用潜水式电泵；需要流量较大但扬程却较低的用户，一般宜采用自吸式水泵。

太阳能水泵与柴油机水泵相比，太阳能水泵寿命能用20多年，具有运行费用低和少维护或免维护等优点。太阳能水泵系统的推广应用不仅对解决土地沙化、植被减少等生态环境的恶化有较好的改善作用，并且可对牧区、边防、哨所、海岛站点、自然保护区等高度分散地区人员的用水提供有效的保证。

1.寿命长，无需保养，体积小效率高，功耗低，抗干扰能力强，运行平稳

2.无碳刷，无污染，电子换向，寿命长。

3.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，解决了电机式直流水泵长期潜水产生的渗漏问题，可以水下安装而完全防水

4.可根据客户要求调制水泵参数，24V水泵可调制2米扬程，也可7米扬程，体积不变，可宽电压运行。

5.水泵轴心采用高性能陶瓷轴（降低成本可选不锈钢轴），精度高，耐磨性好，由于水泵采用高精密轴套与陶瓷轴（降低成本可换其他材料）的精密配合，噪音低，功率小一点的噪音甚至可以达到30分贝以下。

6.水泵系列中的三相无霍尔程序驱动直流水泵可以实现PWM调速，模拟信号（0~5V）调速，电位器VR手动调速，这样就可以调节流量及扬程，可以订做音乐喷泉。

7.水泵中的三相直流水泵为软启动，无冲击，启动功耗小，电路板与泵体完全分离，泵体里面没有任何电子元器件，泵体采用耐高温材料，水泵可以长期在100度水温中使用。具有叶轮转子卡死保护，反接保护，过载保护，过流保护。

8.水泵接口丰富，4分螺纹，2分螺纹，进出8mm，10mm，22mm，27mm等，还可根据客户要求定做

9.如需加大水泵扬程还可将水泵串联，则扬程可加倍。

10.水陆两用（外用时安装位置低于液面）

11.可根据用户要求定制水泵及其相关联控制系统。

12、 有刷直流太阳能水泵 ：

水泵工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随着电机转动的换向器和电刷来完成，只要电机转动碳刷就会产生磨损，电脑水泵运行到一定的时候，碳刷磨损间隙变大，声音也会随之增大，连续运行几百小时之后碳刷就不能起到换向的作用了。

优点：价格低廉。

13、 无刷直流太阳能水泵（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。

14、 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组件换向，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。

15、三相交流水泵

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。

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，兼容性非常好。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。

光伏水泵亦称太阳能水泵，主要由光伏扬水逆变器和水泵组成。具体应用时，再根据不同扬程和日用水量的需求配以相应功率的太阳能电池阵列，统称为光伏扬水系统。

光伏水泵的种类(1) 太阳能光伏交流水泵(2) 太阳能光伏永磁同步水泵

光伏水泵的特点:光伏水泵系统全自动运行，无需人工值守，系统主要由光伏扬水逆变器、光伏阵列、水泵组成。系统省却掉蓄电池之类的储能装置，以蓄水替代蓄电，直接驱动水泵扬水。光伏扬水逆变器对系统的运行实施控制和调节，实现最大功率点跟踪。当日照充足时保证系统额定运行，当日照不足时，设定最低运行频率满足，确保太阳能电池电力的充分应用。太阳电池阵列由多块太阳电池组件串并联而成，吸收日照辐射能量，将其转换为电能，为整个系统提供动力电源。水泵从深井或江河湖泊等水源中提水，注入水箱/池，或直接接入灌溉或喷泉等系统。直流泵、交流泵、离心泵、轴流泵、混流泵、深井泵等均可使用。

光伏电源的优势（1） 可靠：光伏电源很少用到运动部件，工作可靠。（2） 安全，无噪声，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，运行成本低，适合无人值守等优点。尤其以其可靠性高而备受关 注。（4） 兼容性好，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，可由组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。

但是，光伏系统也有其缺点，比如：能量分散，间歇性大，地域性强。前期成本较高。交流水泵利用太阳能，在无需任何外来能源的情况下可以机动灵活地用于农田灌溉、提供洁净人畜饮水、发展庭院经济、美化园区、构造彩色喷泉、为养鱼、养虾池增氧、海滨盐场供排水等。此外大量国际订货意向表明，这种高技术产品的国际市场前景令人十分鼓舞。交流水泵系统的应用不需要蓄电池，节省了电池更换的费用，减少了电池对环境造成的污染，作为一个刚刚崭露头角的产业，十分符合我国可持续发展的战略。

产品特点：寿命长、功耗低、噪音小、调速平衡、运行可靠、无干扰等。光伏水泵系统利用来自太阳的持久能源，日出而作、日入而息，无需人员看管、无需化石能源、无需综合电网，独立运行、安全可靠。可与滴灌、喷灌、渗灌等灌溉设施配套应用，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、电力的投入成本。因此成为利用清洁能源替代化石能源的最为有效的方式，成为全球“粮食问题”、“能源问题”综合解决方案的新能源、新技术应用产品，特别符合国家建设“资源节约型”与“环境友好型”的社会发展战略。