Применение преобразователя частоты в области солнечных водяных насосов
Глобальное загрязнение окружающей среды и дефицит энергии вынуждают людей прилагать больше усилий для поиска и разработки новых источников энергии. В ходе этих поисков и разработок люди, естественно, обращают внимание на различные возобновляемые альтернативные источники энергии, включая энергию ветра, атомную энергию, гидроэнергию, солнечную энергию и фотоэлектрическую энергетику. Хотя практическое применение фотоэлектрической энергетики имеет ряд ограничений, с уменьшением стоимости фотоэлектрической генерации, ростом стоимости производства минеральной энергии и сокращением использования минерального топлива, фотоэлектрическая энергетика постепенно выходит на коммерческую стадию.
1. Основные принципы фотоэлектрической генерации: Солнечные элементы в основном изготавливаются из монокристаллического кремния. Этот монокристаллический кремний используется для создания p-n-перехода, аналогичного диоду, и принцип его работы аналогичен принципу диода. Однако в диоде движение дырок и электронов в p-n-переходе управляется внешним электрическим полем, в то время как в солнечном элементе движение дырок и электронов в p-n-переходе управляется и находится под влиянием солнечных фотонов и теплового излучения (*). Это обычно называется фотоэлектрическим эффектом. В настоящее время эффективность фотоэлектрических преобразователей, или фотоэлектрических элементов, составляет приблизительно 13–15% для монокристаллического кремния и 11–13% для поликристаллического кремния. Новейшие технологии также включают тонкоплёночные фотоэлектрические элементы.
2. Классификация солнечных фотоэлектрических систем генерации энергии: В настоящее время солнечные фотоэлектрические системы генерации энергии можно в целом разделить на три категории: автономные фотоэлектрические системы накопления энергии, подключенные к сети фотоэлектрические системы генерации энергии и гибридные системы, объединяющие первые две категории. Автономные фотоэлектрические системы накопления энергии являются распространенным применением солнечной энергии и уже несколько лет используются как в Китае, так и за рубежом. Они относительно просты и широко адаптируемы. Однако их применение ограничено большими размерами и сложностью обслуживания различных типов аккумуляторных батарей.
3. Компоненты солнечной фотоэлектрической системы
● Солнечные фотоэлектрические элементы (солнечные субстраты): выполняют фотоэлектрическое преобразование.
● Аккумулятор: Аккумуляторы являются ключевыми компонентами фотоэлектрических систем, храня электроэнергию, полученную от фотоэлементов. В настоящее время в моей стране нет специальных аккумуляторов для фотоэлектрических систем; вместо них используются обычные свинцово-кислотные аккумуляторы.
● Инвертор постоянного тока: его функция заключается в преобразовании постоянного тока в переменный, поэтому важнейшими показателями производительности этого компонента являются надёжность и эффективность преобразования. Переменный ток, преобразованный инвертором переменного тока, максимизирует количество энергии, полученной от фотоэлектрических элементов, и подаёт её в сеть или непосредственно на электропотребляющие устройства.
4. Фотоэлектрическая система водяного насоса представляет собой типичную интегрированную оптико-механическую и электрическую систему. Она использует солнечные элементы для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую, которая затем преобразуется в переменный ток через инвертор. Эта энергия приводит в действие асинхронный двигатель переменного тока, который качает воду из глубоких скважин, рек, озер, прудов и других источников. Эта система широко используется в борьбе с опустыниванием, в жилых домах, для орошения сельскохозяйственных угодий, ландшафтного дизайна, животноводства, создания живописных фонтанов и проектов по очистке воды. Фотоэлектрическая система водяного насоса имеет следующие характеристики:
● Фотоэлектрическая система водяного насоса работает полностью автоматически, не требуя вмешательства человека. Система состоит из фотоэлектрических элементов (солнечных субстратов), аккумуляторов (изготавливаемых по индивидуальному заказу), специального фотоэлектрического инвертора, водяного насоса и накопителя воды.
● Специальный инвертор для фотоэлектрических водяных насосов регулирует скорость насоса в зависимости от изменения интенсивности солнечного света, обеспечивая выходную мощность, близкую к максимальной мощности солнечной батареи. При обильном солнечном свете скорость насоса остаётся в пределах номинального значения. При недостаточном солнечном свете насос автоматически останавливается, если достигается заданная минимальная рабочая частота.
● Насос, приводимый в действие трёхфазным двигателем переменного тока, забирает воду из глубокой скважины и подаёт её в резервуар/пруд или подключается непосредственно к системе орошения. В зависимости от конкретных требований системы и условий установки могут использоваться различные типы насосов.
● Мы можем предложить экономически эффективные решения, адаптированные к конкретным региональным и клиентским потребностям.
Фотоэлектрические системы водяных насосов используют энергию солнца, работая от восхода до заката. Они не требуют человеческого контроля, не используют ископаемое топливо, работают автономно и могут быть интегрированы в энергосистему по мере необходимости. Они безопасны и надежны. Не требуя внешнего источника энергии, они могут гибко применяться для орошения сельскохозяйственных угодий, обеспечения питьевой водой людей и скота, развития садов, благоустройства парков, строительства красочных фонтанов, аэрации аквакультуры, а также водоснабжения и осушения прибрежных соляных озер. Они эффективно решают проблемы орошения сельскохозяйственных угодий, повышают урожайность, экономят воду и энергию, а также значительно сокращают потребление традиционной энергии и электроэнергии. Они обладают такими преимуществами, как длительный срок службы, низкое энергопотребление, низкий уровень шума, сбалансированное регулирование скорости, стабильная работа и отсутствие помех. Таким образом, фотоэлектрические системы водяных насосов стали наиболее эффективным способом замены ископаемого топлива чистой энергией и ключевым новым энергетическим и технологическим продуктом для комплексных решений глобальных продовольственных и энергетических проблем.
