有效水資源的缺失已成為當今全球面臨的嚴峻考驗之一， 在一些干旱地區(qū)和經濟不夠發(fā)達的國家和地區(qū)，該問題尤為凸顯。政府和企業(yè)為了解決此問題一直在努力，來自中國原創(chuàng)的天源光伏揚水系統(tǒng)技術對于解決全球無電缺水地區(qū)農林灌溉、人畜飲水、荒漠治理等糧食增產與生態(tài)恢復問題做出了巨大貢獻，得到了國內外政府和行業(yè)人士的高度認可和重視。一提起光伏揚水技術，業(yè)內人士無不會想到領航企業(yè)——天源新能源。


天源新能源的光伏揚水系統(tǒng)技術以及其在全球的推廣和應用榮獲2014年聯(lián)合國全球人居環(huán)境最佳技術范例獎。該系統(tǒng)主要是由太陽能電池陣列、光伏逆變器和光伏水泵三部分組成。太陽電池陣列由多塊太陽電池組件串并聯(lián)而成，吸收日照輻射能量，將其轉化為電能，為整個系統(tǒng)提供動力電源。光伏揚水逆變器對系統(tǒng)的運行實施控制和調節(jié)，應用太陽電池陣列發(fā)出的電力驅動水泵，并根據日照強度的變化實時地調節(jié)輸出頻率，實現最大功率點跟蹤，最大限度地利用太陽能。水泵由電機驅動，從深井或河流中提水應用。基于在太陽能揚水系統(tǒng)中蓄電不如蓄水的設計思路，沒有配置蓄電池，從而達到簡化系統(tǒng)，降低成本的目的。


該系統(tǒng)核心技術在于光伏逆變器。驅動采用交流電動機的水泵，需要使用具備以下兩個功能的逆變器：1，逆變功能——將太陽電池陣列輸出的直流電變換為交流電；2，最大功率點跟蹤（MPPT)功能——根據光照強度實時調節(jié)輸出頻率、保證系統(tǒng)輸出最大功率。因此，MPPT控制規(guī)律的設計非常重要，天源的專利核心技術MPPT算法是業(yè)內領先的算法。

MPPT控制規(guī)律需要滿足3個方面的要求：跟蹤速度、跟蹤精度及系統(tǒng)穩(wěn)定性。在無需電池作為電壓支撐的獨立太陽能揚水系統(tǒng)中，穩(wěn)定性問題主要是電壓穩(wěn)定問題。由天源和清華大學研究生院研發(fā)的多重判斷據法很好地解決了跟蹤速度問題；而經典常壓法穩(wěn)定性好，在MPP附近的擾動小，只要目標電壓準確，就可實現精度跟蹤。天源光伏揚水逆變器采用的混成控制算法結合了多重判據法和常壓法的優(yōu)點。

圖1是天源的MPPT多重判據法與普通的PAO法在多云天氣下的對比實驗結果。在全天出現多次光照強度大幅波動的情況下，采用PAO法的系統(tǒng)多次中斷運行，而采用MPPT多重判據法的系統(tǒng)則能快速跟蹤光照強度變化，避免系統(tǒng)停機重啟，提供運行效率。
下表為采用不同算法的系統(tǒng)在多云天氣條件下一天內發(fā)生停機重啟的實測次數，天源的MPPT多重判據算法運行最穩(wěn)定。來自http://www.solartech.net.cn/

由深圳市天源新能源有限公司和清華大學深圳研究生院聯(lián)合申報的“光伏揚水系統(tǒng)”技術，開創(chuàng)以蓄水代替蓄電的經濟環(huán)保理念，無需儲能電池，以太陽能為動力直接驅動水泵電機工作，大大節(jié)省了系統(tǒng)裝置建設和運行的成本。通過MPPT專利核心技術，系統(tǒng)提供穩(wěn)定的水資源進行澆灌，大大提高了農業(yè)經濟收益，并改善了生態(tài)環(huán)境。更重要的是，該系統(tǒng)技術已在全球100多個國家和地區(qū)廣泛應用，特別是對非洲和亞洲等不發(fā)達國家的農業(yè)經濟發(fā)展作出了巨大貢獻，為這些地區(qū)的糧食增產、生態(tài)恢復提供有效水資源保障。

天源新能源光伏揚水系統(tǒng)技術符合“全球人居環(huán)境綠色技術范例獎”的所有條件，有利于創(chuàng)新和實施可再生能源技術，高效利用水資源，解決全球農林灌溉、荒漠治理、草原畜牧、農村飲水工程和生態(tài)環(huán)境恢復等缺水導致的系列問題，有利于推動光伏水利產業(yè)的發(fā)展。該技術環(huán)保節(jié)能，減少溫室氣體排放，有利于推動光伏水利產業(yè)和全球經濟、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。2014年全球人居環(huán)境論壇專家評審會授予該項技術“全球人居環(huán)境綠色技術范例獎”的尊貴榮譽，高度贊揚了天源在人居環(huán)境與城市可持續(xù)發(fā)展方面為全人類所作出的杰出貢獻

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