[00347759]光伏水泵系统产业化关键技术及示范

光伏水泵系统是采用太阳能光伏发电直接供电的提水系统。光伏水泵系统由光伏组件、光伏水泵控制逆变器、水泵及相关的管道、水池等构成，与传统泵站相比其他均为常规产品，只有光伏组件和光伏水泵控制逆变器是独特的。在需要重新架设电网或距离电网较远的地区建设光伏提水系统是最经济可靠的技术手段。2009年开始云南等遭遇了连续干旱，对群众的生活生产造成极大的影响，课题组依托云南省科技厅重点新产品开发项目(项目编号：2010BB017)：利用太阳能解决抗旱的问题，开始光伏水泵的研究。 国际上，早在上世纪80年代就开始研究，中国在90年代初合肥工业大学开始研究。美国农业部2010出版《小型光伏水泵系统设计》，2011年国际电工委员会出版了《光伏水泵系统设计审定和性能测试》标准(IEC62253)。早期的光伏水泵均很小，且几乎集中在如何控制光伏水泵，直流光伏水泵占比很高，国内外均对光伏水泵系统研究较少，可以借鉴的技术不多。 光伏发电及常规水泵提水已经是比较成熟的技术，但光伏水泵是一个新的高新技术，由于太阳辐射随时变化，导致光伏发电功率也发生相应的变化，如何让水泵适应这种变化，同时还保持较高的工作效率是一个很大的挑战。光伏水泵涉及到光伏发电、水力学、自动控制等多个学科交叉综合，几乎是一个处女地，有众多的难题等待解决。 2011年12月省科技厅及当地政府支持下在文山州西畴县董马乡幺铺子村上坝村民小组安装了云南省第一个光伏水泵示范系统，水泵7.5kW，光伏水泵控制逆变器7.5kW，光伏方阵功率10.8kW，扬程140m，晴天日提水50m³。该系统的建成结束了该村民小组87户家庭不通自来水的历史。自此该项目深入研究了光伏水泵系统的各个方面，在核心关键技术方面取得了一系列的突破：光伏水泵最大功率跟踪术、应对阳光激变、多种类型水泵应用、光交并行、远程监控、远程水位、多泵控制、多级多泵控制、大小泵、串联泵、冬季管道防冻、特殊防雷、漂浮取水、轨道取水、沉井或深井取水，多用途光伏电源系统、高压柱塞泵管道震动、不稳定电源的远距离输送和系统设计技术等，与国内外现有的小型光伏水泵系统相比，具有高可靠、高效率、大功率、高扬程和低成本的特点，在技术上实现了全面的创新和超越，极大促进了光伏水泵系统产业化的发展，提高了中国光伏水泵系统的技术水平。已经建成130多个光伏水泵系统，光伏组件累计装机接近6MW，年提水量超过300万立方米，解决了3万多人饮用水及10万多亩农田的灌溉问题，产生的经济效益高达5亿元，取得了显著的经济社会效益，促进了偏远农村脱贫致富，是一种自力更生的可持续脱贫致富基础设施建设，又是清洁能源的应用，受到当地政府及群众的热烈欢迎，开创了光伏水泵产业的新局面，并得到亚洲开发银行等国际金融机构的高度关注和支持，具有很好的国际化推广前景，将会在“一带一路”中发挥重要作用。 2014年2月18日光伏水泵规模化应用全国领先被云南省科技厅和新华社云南分社评为2013年云南十大科技进展。2014年6月光伏水泵智能化控制技术被联合国工业发展组织评为2014年度全球可再生能源领域最具投资价值的创新技术蓝天奖(全球仅有10个项目获奖)。2015年刘祖明参加云南省农村科技服务中心的项目“太阳能光伏取水关键技术及示范推广”获得云南省2014年度科技进步三等奖。发表的论文2次被中国光伏大会评选优秀论文。