一種太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，包括：供電單元，包括安裝在支架上的多個(gè)光伏組件；供水單元，包括水泵、輸水管道和蓄水裝置，所述水泵通過(guò)輸水管道為蓄水裝置供水；以及控制單元，其兩端分別與所述供電單元和所述供水單元相連。本實(shí)用新型所述的供水系統(tǒng)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能后，直接為供水系統(tǒng)提供動(dòng)力支持，節(jié)能環(huán)保。
【專利說(shuō)明】一種太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能利用領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]供水系統(tǒng)中需電力系統(tǒng)為其提供動(dòng)力支持，現(xiàn)有的電力能源的來(lái)源主要有3種，即火電、水電和核電?；痣娦枰紵?、石油等化石燃料，一方面化石燃料蘊(yùn)藏量有限、越燒越少，正面臨著枯竭的危險(xiǎn)。據(jù)估計(jì)，全世界石油資源再有30年便將枯竭。另一方面燃燒將排出二氧化碳和硫的氧化物，因此會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)和酸雨，惡化地球環(huán)境。水電要淹沒大量土地，有可能導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞，而且大型水庫(kù)一旦塌崩，后果將不堪設(shè)想，而且還要受季節(jié)的影響。核電在正常情況下固然是干凈的，但萬(wàn)一發(fā)生核泄漏，后果同樣是可怕的。而太陽(yáng)能是一種干凈的可再生新能源，太陽(yáng)能能夠轉(zhuǎn)化成電能，應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為此，本實(shí)用新型的目的提供一種將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能來(lái)提供動(dòng)力支持的供水系統(tǒng)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，包括:
[0005]供電單元，包括安裝在支架上的多個(gè)光伏組件；
[0006]供水單 元，包括水泵、輸水管道和蓄水裝置，所述水泵通過(guò)輸水管道為蓄水裝置供水；以及
[0007]控制單元，其兩端分別與所述供電單元和所述供水單元相連。
[0008]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，所述控制單元包括變頻器，所述變頻器與所述水泵相連。
[0009]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，所述控制單元進(jìn)一步包括可編程邏輯控制器，所述可編程邏輯控制器兩端分別與所述變頻器和所述供電單元相連。
[0010]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，所述控制單元進(jìn)一步包括遠(yuǎn)程終端控制裝置以及上位機(jī)，所述變頻器以遠(yuǎn)程終端控制裝置作為中轉(zhuǎn)工具與上位機(jī)進(jìn)行通?目。
[0011]可選地，本實(shí)用新型所述的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，所述變頻器與上位機(jī)之間采用MODBUS協(xié)議通訊進(jìn)行通信。
[0012]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，所述水泵的吸水端連接有液位傳感器。
[0013]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，所述光伏組件相對(duì)于地面傾斜安裝，傾斜角度為30-40°。
[0014]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，所述輸水管道為不銹鋼管。
[0015]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，所述輸水管道的壁厚> 5_。
[0016]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，所述水泵的出水端加裝止回閥與閘閥。
[0017]本實(shí)用新型所述的供水系統(tǒng)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能后，直接為供水系統(tǒng)提供動(dòng)力支持，節(jié)能環(huán)保。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0019]圖1為本實(shí)用新型所述太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0021]圖1示出本實(shí)用新型所述太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)包括供電單元100，供水單元300以及控制單元200，所述控制單元200的兩端分別于所述供電單元與所述供水單元連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)供水系統(tǒng)的控制。其中，所述供電單元100包括安裝在支架上的多個(gè)光伏組件110，通過(guò)光伏組件110將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，為供水系統(tǒng)提供電力；所述供水單元包括水泵310，與水泵相連的輸水管道320以及與輸水管道連接的蓄水裝置330，水泵通過(guò)輸水管道為蓄水裝置供水；控制單元200將供電單元通過(guò)控制調(diào)節(jié)水泵的工作電流、工作時(shí)間等運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)供水系統(tǒng)的控制。該供水系統(tǒng)能夠充分利用太陽(yáng)能，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離供水，即使在高海拔地區(qū)也可實(shí)現(xiàn)供水。
[0022]本實(shí)用新型所述供水系統(tǒng)中，所述光伏組件的數(shù)量可根據(jù)供水系統(tǒng)的整體需要進(jìn)行調(diào)整。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，所述光伏組件Iio的數(shù)量為162塊，按照18塊光伏組件為一組進(jìn)行串聯(lián)，形成9個(gè)組串，每個(gè)組串的輸出直流電壓約為527.4V。采用固定式安裝方式將組串安裝在距離取水點(diǎn)處約3-5米的位置，9個(gè)組串通過(guò)一個(gè)12路匯I路的光伏匯流箱120進(jìn)行匯流后輸出。
[0023]所述的光伏組件為高轉(zhuǎn)換效率的單晶硅電池片，其具有高強(qiáng)度、耐腐蝕、便于安裝的鋁型材邊框，防護(hù)等級(jí)高；且具有優(yōu)異的耐受風(fēng)壓、雪壓載荷(大于5400Pa)和外力沖擊特性，優(yōu)異的絕緣、反極性保護(hù)、熱斑保護(hù)性能以及優(yōu)異的耐受環(huán)境性能，可適用于各種類型的環(huán)境。所述光伏組件110以相對(duì)于地面傾斜30-40°，優(yōu)選為35°的方式安裝在支架上。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，在進(jìn)行光伏組件的安裝時(shí)，采用混凝土基座，混凝土基座尺寸為400X400mm，埋地深度I米，混凝土基座的高度根據(jù)安裝地的實(shí)際高度差確定，只需保證混凝土座上表面間呈一水平面，且組成的水平面的傾斜角為30-40°?；炷粱c支架之間可采用螺栓進(jìn)行固定，螺栓采用預(yù)埋方式，螺栓規(guī)格為M14，預(yù)埋深度250mm，露出部分為50mm。支架之間采用螺栓進(jìn)行固定，光伏組件與支架之間采用卡扣方式進(jìn)行安裝。如果安裝地地形復(fù)雜(地面高低不平、坡度不統(tǒng)一)，安裝支架選用可調(diào)節(jié)角度型，安裝時(shí)可根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行一定的角度調(diào)整，以確保系統(tǒng)能夠正常安裝。
[0024]所選用的匯流箱為12進(jìn)I出光伏防雷匯流箱。本匯流箱特點(diǎn)有:采用戶外壁掛的安裝方式，防水、防銹、防曬，防護(hù)等級(jí)達(dá)IP65，完全滿足室外安裝使用的要求。產(chǎn)品有同時(shí)接6路或者12路光伏方陣的兩種型號(hào)，每路光伏方陣配有光伏專用高壓直流熔絲進(jìn)行保護(hù)，其耐壓值為DC1000V。直流輸出母線的正極對(duì)地、負(fù)極對(duì)地、正負(fù)極之間配有光伏專用高壓防雷器，并且直流輸出母線端還配有可分?jǐn)嗟闹绷鲾嗦菲鳌Ｍㄟ^(guò)設(shè)置匯流箱，減少了光伏組件與逆變器之間連接線，方便維護(hù)，提高可靠性。
[0025]由于光伏發(fā)電受到光照強(qiáng)弱的變化，輸出的功率處于波動(dòng)狀態(tài)，水泵的工作時(shí)間很短，因此供水系統(tǒng)的控制單元中設(shè)置有變頻器220，所述變頻器220與水泵310相連，以解決水泵的工作時(shí)間問題。所述變頻器220上還連接有可編程邏輯控制器(PLC)210，用來(lái)對(duì)變頻器進(jìn)行控制。所述可編程邏輯控制器210的另一端與所述供電單元100相連。變頻器將供電單元輸送來(lái)的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姽┧檬褂?，可編程邏輯控制器控制變頻器根據(jù)光伏組件輸出功率的變化將輸出的交流電進(jìn)行變頻調(diào)速，使得水泵的工作時(shí)間可以更長(zhǎng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)短路、缺相、過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流等保護(hù)功能，保證供水系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0026]當(dāng)輸水距離較遠(yuǎn)時(shí)，供水系統(tǒng)的安裝位置一般離居住區(qū)較遠(yuǎn)，需要采用無(wú)人值守方式。因此，供水系統(tǒng)中設(shè)置有無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備，用于電流、電壓、頻率、轉(zhuǎn)速、啟動(dòng)指令、停止指令、報(bào)警復(fù)位數(shù)據(jù)采集及運(yùn)作信息，方便用戶遠(yuǎn)程通過(guò)計(jì)算機(jī)(上位機(jī))或者手機(jī)設(shè)備了解水泵系統(tǒng)的工作情況，做到實(shí)時(shí)監(jiān)控。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，所述無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程終端控制裝置(RTU)230以及上位機(jī)240，所述變頻器220以遠(yuǎn)程終端控制裝置230作為中轉(zhuǎn)工具與上位機(jī)240進(jìn)行通信。變頻器內(nèi)的數(shù)據(jù)由RTU作為中轉(zhuǎn)傳輸工具，通過(guò)移動(dòng)公司的GPRS信號(hào)將變頻器內(nèi)的數(shù)據(jù)根據(jù)客戶要求傳送給上位機(jī)，上位機(jī)與變頻器之間采用MODBUS協(xié)議通訊。上位機(jī)可監(jiān)控到當(dāng)前的頻率、運(yùn)行狀況、報(bào)警狀況、電流、電壓等客戶需求的信息。如客戶需要與手機(jī)綁定，最多可綁定5部手機(jī)。即報(bào)警或停止時(shí)將信號(hào)由GPRS發(fā)送至指定的手機(jī)卡號(hào)。手機(jī)接收的報(bào)警內(nèi)容為預(yù)先在設(shè)計(jì)時(shí)寫入編程模塊的文字語(yǔ)言，數(shù)據(jù)發(fā)送頻率可以設(shè)置為10分鐘/次。通過(guò)設(shè)置該無(wú)線監(jiān)控設(shè)備，工作人員可在上位機(jī)處對(duì)整個(gè)供水系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，更可以通過(guò)手機(jī)獲知系統(tǒng)的報(bào)警或停止信息，及時(shí)對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)的問題進(jìn)行處理。
[0027]本實(shí)用新型所述供水系統(tǒng)中，為了防止水泵干轉(zhuǎn)，在水泵310的吸水端連接有液位傳感器340，所述液位傳感器340與控制單元200連接，當(dāng)液位傳感器探測(cè)到水量不足時(shí)，控制單元會(huì)強(qiáng)制水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，從而避免水泵因干轉(zhuǎn)而造成損傷。
[0028]本實(shí)用新型所述供水系統(tǒng)中，優(yōu)選使用不銹鋼管作為輸水管道。如果施工地形復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)施工不便，可將每根輸水管道的長(zhǎng)度設(shè)置為不超過(guò)3米。為檢修方便，輸水管道的連接方式為法蘭連接。在水泵的出水壓力較大時(shí)，輸水管道的壁厚大于或等于5_，同時(shí)保證整套輸水管道做至少2-3層的防腐防銹涂層處理。
[0029]水泵310的揚(yáng)程較大時(shí)，為防止水泵停機(jī)時(shí)出現(xiàn)水錘現(xiàn)象對(duì)水泵及電機(jī)造成損壞，在水泵出水端還應(yīng)當(dāng)加裝止回閥與閘閥，因止回閥及閘閥需長(zhǎng)期浸沒于水中，因此建議選用不銹鋼材質(zhì)?？紤]到管路承壓及便于維修等原因，建議管路每隔300米增加止回閥及閘閥一個(gè)。在輸水管道延續(xù)至出水面后(也可以考慮在上岸后)，可在管路上增加壓力表顯示管路壓力，實(shí)施監(jiān)測(cè)管路狀況。
[0030]如果取水點(diǎn)設(shè)置在諸如河流等地點(diǎn)，考慮到水位隨著季節(jié)的變化、底部淤泥沉積等原因，可將水泵臥式安裝于河流枯水期水位以下，為固定水泵，前期土建需施工建造一混凝土平臺(tái)基礎(chǔ)。水泵的出水端連接閘閥及止回閥后連接輸水管道?？紤]到后期維護(hù)及保養(yǎng)方便，輸水管道可鋪設(shè)于水面之上(豐水期水面)。為避免設(shè)備氧化嚴(yán)重，保證設(shè)備的長(zhǎng)久使用性，輸水管道每年需做至少一次的防銹及防腐涂層維護(hù)。
[0031]應(yīng)該注意的是，上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說(shuō)明而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號(hào)之間的任何參考符號(hào)構(gòu)造成對(duì)權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。單詞第一、第二以及第三等的使用不表示任何順序，可將這些單詞解釋為名稱。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，其特征在于包括: 供電單元(100)，包括安裝在支架上的多個(gè)光伏組件(110)； 供水單元(300)，包括水泵(310)、輸水管道(320)和蓄水裝置(330)，所述水泵(310)通過(guò)輸水管道(320)為蓄水裝置(330)供水；以及 控制單元(200 )，其兩端分別與所述供電單元(100 )和所述供水單元(300 )相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元(200)包括變頻器(220 )，所述變頻器(220 )與所述水泵(310 )相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元(200)進(jìn)一步包括可編程邏輯控制器(210)，所述可編程邏輯控制器(210)兩端分別與所述變頻器(220)和所述供電單元(100)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元進(jìn)一步包括遠(yuǎn)程終端控制裝置(230)以及上位機(jī)(240)，所述變頻器(220)以遠(yuǎn)程終端控制裝置(230)作為中轉(zhuǎn)工具與上位機(jī)(240)進(jìn)行通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，其特征在于:所述變頻器(220)與上位機(jī)(240)之間采用MODBUS協(xié)議進(jìn)行通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，其特征在于:所述水泵(310)的吸水端連接有液位傳感器(340 )，所述液位傳感器(340 )與所述控制單元(200 )相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，其特征在于:所述光伏組件(110)相對(duì)于地面傾斜女裝，傾斜角度為30_40 。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，其特征在于:所述輸水管道(320)為不銹鋼管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，其特征在于:所述輸水管道的壁厚^ Smnin
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能光伏供水系統(tǒng)，其特征在于:所述水泵(310)的出水端加裝止回閥與閘閥。
【文檔編號(hào)】E03B11/16GK203559450SQ201320670692
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】單立 申請(qǐng)人:云南伏施特科技有限公司