【正文】 年 3 月 30日。 30 配電系統(tǒng)原理圖 31 光伏水泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 實施的具體內(nèi)容和技術(shù)路線 具體內(nèi)容： ⑴、高效智能化控制光伏水泵系統(tǒng)研發(fā) ⑵、產(chǎn)品實驗、測試、裝調(diào)、檢測 ⑶、運行實驗、數(shù)據(jù)采集 ⑷、技術(shù)文件編制、工藝文件編制 ⑸、產(chǎn)品出口、項目驗收 32 技術(shù)方案及基本配置： ⑴、由于光伏水 泵在工作時，太陽能輻射強(qiáng)度一天中在不斷變化，方陣輸出功率、電壓在不斷變化，影響系統(tǒng)整體效率，故采用VI 動態(tài) MPPT 電子調(diào)節(jié)器或帶蓄電池裝置的光伏水泵應(yīng)用系統(tǒng)。 ⑷、水泵優(yōu)選及系統(tǒng)優(yōu)化匹配。比起普通的 MPPT 算法來，尋找和跟蹤速度更快。由于最大功率是動態(tài)的，因此如何在最快的時間內(nèi)找到其最大功率點，是整個技術(shù)的關(guān)鍵。 關(guān)鍵技術(shù)： ⑴、逆變器的高 效率對提高太陽能發(fā)電系統(tǒng)的總體效率十分關(guān)鍵，是投入少、見效快的最優(yōu)方案，逆變器的可靠性對提高太陽能光伏水泵系統(tǒng)的可靠性十分關(guān)鍵，降低逆變器的低成本對減少太陽能發(fā)電系統(tǒng)的總成本起著十分關(guān)鍵的作用。水泵每天自行在日照達(dá)到要求 時開始取水，在日照不足時停止工作，而在井水干涸和水箱注滿時均會自動停止取水；不需要取水時只需扳動控制器上的開關(guān)，即可停止水泵工作； ⑷ 、適用于不同的水井構(gòu)造（如水泥井壁、鋼管型井壁、磚壁 或泥底水井）和水深，輸水管與水泵連接方便可靠；安全 繩能使水泵處于合適的水下深度，保護(hù)墜落或低于設(shè)計采水位置，只需將安全繩在井口拴接牢固即可；電纜連接有專用防水接頭和套管，防水性好； ⑸ 、特別選用的水泵電機(jī)，針對光伏供電條件且不受太陽能供 電電壓和電流不穩(wěn)的影響高效取水。 要達(dá)到的技術(shù)性能指標(biāo)和參數(shù) 主要技術(shù)指標(biāo)： ⑴、太陽電池組件： 組件效率 η ＞ 17% 25 標(biāo)稱功率 Pm： 175Wp； 最大功率電壓 Vm： ； 最大功率電流 Im： ； 開路電壓 Voc： ； 短路電流 Isc： ； 最大系統(tǒng)電壓 : 1000V； 一塊電池板尺寸為： cm； ⑵、水泵選型技術(shù)指標(biāo)： 選擇的光伏水泵的主要性能參數(shù)為： 揚程 [ m ] 0—60 最大流量 [m179。當(dāng)輸出電壓過低時，關(guān)閉整個設(shè)備；當(dāng)輸出電壓過高時，跳出最大功率點跟蹤狀態(tài)，實行恒壓供電模式，控制輸出電壓不超過逆變裝置輸入電壓的上限。 24 在實現(xiàn)最大功率點跟蹤的時候，本裝置時刻對輸出電壓和工作電流進(jìn)行監(jiān)控和保護(hù)。本裝置使用了“縮小步長法”來尋找和跟蹤太陽能電池的最大功率點。以硅為基本材料的太陽能電池在不同的照射強(qiáng)度和溫度下其 Ⅰ Ⅴ特性曲線各不相同，而輸出與Ⅰ Ⅴ特性相應(yīng)存在一個最大功率輸出點，因此對太陽能電池最大輸出功率點的追蹤，即 MPPT（ Maximum Power Point Trace）成為提高整個系統(tǒng)效率的關(guān)鍵點之一。 目前國內(nèi)主要主流逆變廠商的技術(shù)尚處于第一代工頻變壓器逆變技術(shù)狀態(tài)；而國外的主流廠商除了德國的 SMA 能夠提供第三代逆變技術(shù)外，其余基本尚處于第二代逆變（高頻變壓）技術(shù)，其中包括奧地利的 Fronius 等。在太陽能電池矩陣發(fā)電效率每提高一個百分點都很艱難的情況下，采用全新設(shè)計理念研制的第三代無變壓器高效率逆變控制器，逆變效率可以提高到 95%以上，體積大幅 度減小，重量減輕近半。 項目技術(shù)支撐協(xié)作單位擬為（均有協(xié)作意向）： 上海交大能源研究所 中科院北京自動化研究院 安徽科光新能源有限公司 國內(nèi)可提供光伏水泵所需高效能水泵企業(yè)已有合作意向的有： 威樂 勞倫斯 開利 與現(xiàn)有產(chǎn)品、技術(shù)和裝備的對比分析 項目完成后，其產(chǎn)品完 全可達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，國際先進(jìn)水平。國際市場營銷方面公司借助于現(xiàn)有力量，有計劃發(fā)展?fàn)I銷隊伍及逐步建立國外經(jīng)營服務(wù)網(wǎng)點。 企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新情況 公司近三年以來，每年投入技術(shù)進(jìn)步及新品研發(fā)等技術(shù)創(chuàng)新方面的資金約 100 萬元。 項目負(fù)責(zé)人基本情況及主要技術(shù)負(fù)責(zé)人的概況： 項目負(fù)責(zé)人： 21 公司法人代表、研究員、總經(jīng)理楊志剛，是青海天普太陽能科技有限公司的發(fā)起人，公司的創(chuàng)立人。 公司管理層中擁有高級工程師、研究員、副研究員以及碩研、博士等高級管理人員及技術(shù)人員多名，技術(shù)力量強(qiáng)勁。 十年以來，公司已完成世界銀行中國光伏發(fā)展項目、農(nóng)業(yè)部光伏書屋項目、青藏鐵路道班太陽能電源項目以及西部各省區(qū)政府新能源研發(fā)、建設(shè)及太陽能電源推廣項目五十余個。本公司應(yīng)巴基斯坦農(nóng)業(yè)部要求，首批出口產(chǎn)品已發(fā)至該國。我們有信心與國際間有關(guān)機(jī)構(gòu)形成密切合作，為我省的新能源普及、推廣和環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)力量。 公司已制定中長期計劃，立足于青海，專心致志地以青海為基地發(fā)展新能源技術(shù)和市場， 力求為廣大的青海少數(shù)民族地區(qū)做出畢生的貢獻(xiàn)。 法人單位注冊號： 632900102902411 法人單位名稱： 青海天普太陽能科技有限公司 法定代表人： 楊志剛（研究員）（電話： 13519709111） 地址：青海省西寧市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)（國家級）創(chuàng)業(yè)園 電話： 0971－ 821673 8817719 傳真： 0971－ 8226401 郵編： 810007 電子信箱： 公司網(wǎng)址： 開業(yè)時間： 1998 年 08 月 03 日 登記注冊類型：有限責(zé)任公司 注冊資金： 壹仟萬元 人員總數(shù)： 58 人（其中 60％為下崗工人，殘疾職工 6 名） 大學(xué)本科學(xué)歷以上學(xué)歷人員 9 人，大專學(xué)歷人員： 12 人， 高級技術(shù)職稱人員： 5 人，中級技術(shù)職稱人員： 6 人（其中高級技師 3 人），初級技術(shù)職稱人員： 7 人。具有青海省科技型企業(yè)；青海省高新技術(shù)企業(yè)資質(zhì)。通過 ISO14001:2020 環(huán)境管理體系認(rèn)證。成立于 1998年。我國西部地區(qū)的實踐證實了這一結(jié)果。從柴油機(jī) 水泵運行成本分析看，燃料消耗占其運行成本的絕大部分，隨著對石油開采和柴油提煉成本的不斷增加，柴油發(fā)電機(jī)的運行成本還將不斷上升。柴油機(jī)水泵初期投資低是其優(yōu)點，但隨著運行年數(shù)的增加，其運行維護(hù)費用將不斷增加，每立方米水的成本將因此而逐年增長。 光伏 水泵無須看護(hù) ,維護(hù)成本低 , 使用期限可長達(dá) 20 年 (注 : 須定期檢修水泵 ), 雖然短期投資大 ,但長遠(yuǎn)收益好 , 是環(huán)保經(jīng)濟(jì)高效的供水解決方案。 18 對于生活在偏遠(yuǎn)地區(qū)的人民來說 , 因為無法連接電網(wǎng) , 所以獲取生活用水是一個很困難的問題 . 使用光伏水泵 , 可以方便有效的獲取清潔的地下水 , 無須依賴電力。 光伏水泵應(yīng)用領(lǐng)域： 對于農(nóng)業(yè)是重要經(jīng)濟(jì)組成但同時卻面臨能源短缺乏的國家 , 如何有效的灌溉農(nóng)田是一 個非常重要的問題 . 光伏水泵提供一種有競爭力的解決方案 . 不需要汽油 ,不需要柴油 , 不需要電力消耗 , 不需要敷設(shè)電線 , 只要有陽光 ,我們就可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉。 太陽電池組件使用壽命長達(dá) 20 年，而柴油機(jī)在青藏高原特殊的氣候條件下，平均無故障使用時間僅為 500h，運行維護(hù)費用高。 光伏水泵的主要部件太陽電池組件具有負(fù)溫度系數(shù)，環(huán)境溫度每降低 1℃可提高電池板輸出功率 %。 光伏水泵與柴油機(jī)水泵的比較： ① 、性能比較 光伏水泵系統(tǒng)是靠太陽能提供能量，不需要消耗燃料，而柴油機(jī)則要消耗大量的燃料。由于近幾年太陽電池及其它電子控制器件的降價，兩者水價持平的功率在 75kW 左右。 二、項目產(chǎn)品創(chuàng)新性、先進(jìn)性 該項目產(chǎn)品的技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展情況及主要特點 ⑴ 、該項目產(chǎn)品的技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展情況及主要特點 光伏水泵與柴油機(jī)水泵相比具有相當(dāng)良好的經(jīng)濟(jì)性。 ⑸、從巴基斯坦、土耳其等國開始實施，三年內(nèi)達(dá)到批量生產(chǎn)及批量出口的目的，計劃年均增長率為 20%。 ⑶、形成光伏水泵 系統(tǒng)產(chǎn)品的批量生產(chǎn)能力。 ②、 2020W 級節(jié)水灌溉 高效智能控制 光伏水泵系統(tǒng)。這就為我們推廣實施光伏提水灌溉技術(shù)提供了良好的水源保障。由于三江源區(qū)水資源開發(fā)利用程度很低，因此，各流域的可利用水資源量能夠滿足草原節(jié)水灌溉的水資源要求。內(nèi)陸盆地的水資源可利用量不區(qū)分地表水與地下水。 ⑷、水資源可利用量 青海省水資源可利用總量為 ～ 108m3，其中外流流域 ～ 108m3，內(nèi)陸盆地 ～ 108m3。 河西內(nèi)陸區(qū)青海省部分水資源量很豐富，屬于水源保護(hù)區(qū)，除了當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活消耗很少量的水（近年實際耗水量不足 1000 萬 m3）之 13 外，用水的地方不多，因而當(dāng)?shù)乜衫昧亢苄　? 柴達(dá)木盆地目前生產(chǎn)生活耗水量 108m3 左右。根據(jù)青海湖流域用水現(xiàn)狀和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢，在現(xiàn)有耗水量 m3的基礎(chǔ)上，到人口高峰時估計再增加 40%的耗水量（ 億 m3），即人均耗水量基本保持不變、生產(chǎn)生活總耗水量達(dá)到 億 m3，是可以滿足社會的發(fā)展要求的。長江流域 ～ 億 m3，瀾滄江流域總水資源可利用量均為 ～ 億 m3。 能源資源概況 青海省可利用水資源現(xiàn)狀 【 1】 青海省 水資源可開發(fā)利用量潛力大 ⑴ 、水資源可利用量 黃河流域地表水資源量為 億 m3，地表水可利用量為～ 75. 29 億 m3，不重復(fù)地下水資源量 億 m3，總可利用量 12 為 64. 1～ 億 m3。而上述公司光伏水泵產(chǎn)品均為出口，國內(nèi)應(yīng)用極少，未形成市場。 公司已開展 動態(tài)智能最大功率跟蹤控制太陽能提水節(jié)水灌溉系統(tǒng)開發(fā) ，技術(shù)成熟。該國利用光伏水泵等新能源灌溉技術(shù)規(guī)?；鉀Q農(nóng)業(yè)灌溉問題其市場潛力極大，約為 1 萬套以上（以 2— 5KW 系統(tǒng)容量計）。其中緬甸客商需求主要為太陽能多功能電源系列產(chǎn)品、小型光伏水泵系統(tǒng)等。 2020 年出口多功能太陽能光伏電源、光伏水泵系統(tǒng)等多種產(chǎn)品計劃 100 萬美元。我們有信心與國際間有關(guān)機(jī) 構(gòu)形成密切合作，為我省的新能源普及、推廣和環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)力量。上述公司均沒有技術(shù)擴(kuò)展計劃。 國際上，光伏水泵主要生產(chǎn)國家為美國、德國等，美國公司光伏水泵市場應(yīng)用主要在南美諸國，年銷量千臺，德國光伏水泵產(chǎn)品以勞倫斯公司為代表，主市場在歐洲，目前正在開發(fā)亞洲市場，國際范圍內(nèi)，亞洲市場前景極好。 項目光伏水泵 10 其技術(shù)水平可以和國外發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)品水平相媲美。我國的光伏水泵經(jīng)過“八五”、“九五”科技攻關(guān)，光伏水泵技術(shù)日趨成熟起來。近幾年來，光伏水泵系統(tǒng)的數(shù)量在世界范圍內(nèi)迅速增長，特別是非洲、南美、澳洲及亞洲各國，其增長幅度相當(dāng)大。 光伏水泵技術(shù)的可行性 光伏水泵技術(shù)是利用太陽能電池將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能，然后通過控制器驅(qū)動電機(jī)帶動水泵從井抽水。采用光伏提水技術(shù)，把青海豐富的太陽能和地下水資源利用起來．解決遠(yuǎn)離電網(wǎng)牧區(qū)的人畜飲水和小規(guī)模草庫侖灌溉水問題．實現(xiàn)傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利轉(zhuǎn)化．既能緩解牧區(qū)能源危機(jī)，又可改善生態(tài)環(huán)境．是牧區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ) 性 保障 。 2020 年至今，生態(tài)移民工程在青海省相關(guān)州縣逐步展開，取得了一系列顯著的成效，包括保持了典型自然生態(tài)系統(tǒng)的完整性和自然性、緩解了草場壓力，遏制了生態(tài)環(huán)境不斷惡化的趨勢、改善了農(nóng)牧 9 民生產(chǎn)生活條件，推動了社會主義新牧區(qū)建設(shè)、加速了牧區(qū)城鎮(zhèn)化建設(shè)，推動了區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、節(jié)省了公共設(shè)施建設(shè)投資，節(jié)約了政府行政管理成本等。 在我國《可再生能源法》 剛剛 實施之際，率先在 青 海 研 發(fā)并推廣“動態(tài)智能 最大功率跟蹤控制太陽能提水節(jié)水灌溉系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用”，并最先 推出 高寒牧業(yè)區(qū)新能源提水灌溉系統(tǒng) 是非常合適的。 青海省項目背景 青 海是 一個陽光資源非常豐富的大省 ， 日照時間長，且地處三江源頭， GDP 多年 來一直以兩位數(shù)速度增長，化石燃料（煤、油）都是靠外地運輸供應(yīng)，造成環(huán)境污染也較嚴(yán)重， 環(huán)保要求越來越緊迫。隨著全球萬噸級太陽能級硅的擴(kuò)產(chǎn)，預(yù)計到 2020 年以后，晶體硅太陽電池的成本，將迅速回落到 美元 /W左右，并繼續(xù)向 1 美元 /W 的 價格發(fā)展。 ⑷ 、 世界光伏組件生產(chǎn)成本下降歷程 大規(guī)模的光伏發(fā)電市場吸引了投資，有力地推動了技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從而使國際上光伏組件的生產(chǎn)成本以 70 年代的 $80/W， 80年代的 $13/W， 90 年代的 $4/W，下降到 2020 年的 $，發(fā)電成本達(dá)到 $。面對世界強(qiáng)國拼命爭奪石油資源的局面，留給我國開發(fā)、使用可再生能源技術(shù)的時間已經(jīng)非常緊迫。這決不僅僅是全球?qū)ξ覀兣欧诺妮浾搲毫栴}！我們的環(huán)境狀況已經(jīng)警示我們：我國所能擁有的排放空間已經(jīng)十分有限了，再不加大清潔能源和可再生能源的份額，我國的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展就將被迫減速 ! ⑶ 、 開發(fā)利用可再生能源是必由之路 面對我國能耗高速增長的形勢，考慮到我國已探明的煤炭資源將在 81 年內(nèi)開采殆盡； 石油將在 15 年左右枯竭；天然氣資源也將在30 年內(nèi)用盡。 1990 年中國的溫室氣體排放量為 254 萬噸 CO2當(dāng)量，占全球當(dāng)年排放的 %。 由于我國是全球人口最多的國家，而我國的化石能源資源卻相對貧乏，人均資源占有量不足世界人均值的 1/2；按照這樣的能耗速度，可以肯定：我國將在全球率先面臨化石能源