本發(fā)明涉及一種揚水裝置，具體涉及通過蓄水來儲能的光伏揚水裝置。

背景技術：

隨著現(xiàn)代光伏技術的發(fā)展，太陽能的應用領域越來越廣泛。光伏技術的關鍵在于利用太陽能供電裝置向各種負載供電，所述太陽能供電裝置一般由光伏組件、控制器、逆變器及蓄電池組成，光伏組件吸收太陽能輻射，經(jīng)由控制器向蓄電池充電，待使用時，經(jīng)逆變器由蓄電池向負載放電或者由蓄電池直接放電。由于所述太陽能供電裝置技術存在成本高、回報期長的等問題。為了降低成本、縮短回報期，人們也想出了一些方法，例如一種光伏揚水裝置，光伏揚水裝置主要應用于光伏農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉、光伏灌溉荒漠治理、光伏水利抗旱提水、光伏滴灌鹽堿地改良、光伏滲灌草原牧業(yè)、光伏城市水景景觀、光伏村莊生活供水等領域。現(xiàn)有當中的光伏揚水裝置主要包括光伏揚水逆變器、光伏陣列、水泵，通過光伏陣列產(chǎn)生的電能對水泵供電，驅(qū)動水泵將水從水源抽到蓄水池中?，F(xiàn)有的光伏揚水裝置采用光伏揚水逆變器，導致該裝置成本較高，自動化較低，不同功率和電壓的水泵匹配復雜；并且原有的平面型太陽能膜轉(zhuǎn)化率低，而增加轉(zhuǎn)化率需要增加太陽能電池板的體積，不能夠合理利用空間。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有的光伏揚水裝置成本高和自動化程度較低，以及原有的太陽能膜轉(zhuǎn)化率低。因此本發(fā)明的目的在于提供通過蓄水來儲能的光伏揚水裝置，解決現(xiàn)有的光伏揚水裝置成本高和自動化程度較低，以及原有的太陽能膜轉(zhuǎn)化率低的問題。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

通過蓄水來儲能的光伏揚水裝置，包括依次連接的光伏組件、超級電容、變流器和水泵。超級電容時現(xiàn)有的，可在市場上購買到。超級電容是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間、具有特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原假電容電荷儲存電能。但在其儲能的過程并不發(fā)生化學反應，這種儲能過程是可逆的，也正因為此超級電容器可以反復充放電數(shù)十萬次。其基本原理和其它種類的雙電層電容器一樣，都是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結構獲得超大的容量。其突出優(yōu)點是功率密度高、充放電時間短、循環(huán)壽命長、工作溫度范圍寬，是世界上已投入量產(chǎn)的雙電層電容器中容量最大的一種。所述變流器采用BUCK-BOOST變流器，該變流器為最大功率追蹤變流器，所以也叫BUCK-BOOST型最大功率追蹤變流器。所述光伏組件包括基墊、太陽能膜和條形體；所述條形體放置在基墊的上表面的一側(cè)，在條形體內(nèi)設置有長方形的空腔，在所述空腔中轉(zhuǎn)動設置有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的一端活動貫穿條形體的一端側(cè)壁且與手柄連接；所述太陽能膜包括多個電池單元，多個電池單元沿垂直所述轉(zhuǎn)軸的軸線方向并排分布在基墊上，所述電池單元包括由從上至下依次設置的采光板、導電板和隔熱板復合而成，且所述電池單元的橫截面為三角形；所述太陽能膜的一端纏繞在轉(zhuǎn)軸上，其另一端活動貫穿條形體的側(cè)壁且將隔熱墊的上表面完全覆蓋，在太陽能膜的另一端設置有魔術貼母面；在所述基墊上遠離條形體的側(cè)面設置有與魔術貼母面配合的魔術貼子面。使用本光伏組件時，將太陽能膜上的魔術貼母面與基墊上設置的魔術貼子面相接觸，使太陽能膜被固定。光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并將電能直流輸入超級電容，超級電容再將電能傳遞給BUCK-BOOST型最大功率追蹤變流器，變流器再將電能傳遞給水泵，便于水泵正常工作。超級電容為輸入電壓提供緩沖功能，保證了直流母線的電壓穩(wěn)定可靠；BUCK-BOOST型最大功率追蹤變流器不僅升降壓方便、啟動功率低、效率高，能簡易有效的和不同的電壓和功率的水泵匹配，使水泵可間歇性工作，且壓力變化時其排量恒定。本裝置采用弱光最大動率追蹤自適應算法，即使是光照很低，也能使設備工作在太陽能最大的功率點，并輸出穩(wěn)定的功率，同時根據(jù)當?shù)厝照談?chuàng)建一個小數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)最有效的功率追蹤和智能化。自適應算法是現(xiàn)有的一種數(shù)據(jù)處理方法。自適應算法是指處理和分析過程中，根據(jù)處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)特征自動調(diào)整處理方法、處理順序、處理參數(shù)、邊界條件或約束條件，使其與所處理數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分布特征、結構特征相適應，以取得最佳的處理效果。自適應算法所采用的最優(yōu)準則有最小均方誤差準則，最小二乘準則、最大信噪比準則和統(tǒng)計檢測準則等，其中最小均方誤差準則和最小二乘準則是目前最為流行的自適應算法準則。

進一步地，還包括太陽能電路板，所述太陽能電路板設置在基墊中且分別與太陽能膜和超級電容連接。太陽能電路板將太陽能膜中所獲得的熱量轉(zhuǎn)化為電能并傳遞給超級電容。

進一步地，所述隔熱墊的材料為以下材料中的一種：聚氨酯材料、氣凝膠氈材料和納基隔熱軟氈材料。隔熱墊將上層的熱量與設置在基墊中的太陽能電路板隔開，避免電路板受熱太多導致不能正常工作。

進一步地，所述手柄為L形桿。便于在不需要展開太陽能膜時，通過旋轉(zhuǎn)L形手柄將太陽能膜旋轉(zhuǎn)收起。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

1、本發(fā)明通過蓄水來儲能的光伏揚水裝置，本裝置省掉蓄電池之類的儲能裝置，以蓄水替代蓄電，直接驅(qū)動水泵揚水，全自動運行，無須人工值守，可靠性高，同時大幅降低裝置的建設和維護成本；

2、本發(fā)明通過蓄水來儲能的光伏揚水裝置，采用BUCK-BOOST型最大功率追蹤變流器可根據(jù)光照強度的變化調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，使輸出功率接近太陽電池陣列的最大功率；當日照很充足時，保證水泵的以額定轉(zhuǎn)速工作；當光照不足時，不滿足揚水高度且流量為零的時候，自動停止運行；

3、本發(fā)明通過蓄水來儲能的光伏揚水裝置，在下雨、下冰雹、下雪等不適合使用太陽能膜的環(huán)境下，可將太陽能膜通過手柄卷起，保護了太陽膜，提高了太陽能膜的使用壽命;

4、本發(fā)明通過蓄水來儲能的光伏揚水裝置，采光板采用三角形結構，相對與平面結構的采光板而言，陽光的入射面積大大增加，而與采光板匹配的導電板可將采光板吸收的熱能直接轉(zhuǎn)換成電能，大大提高了轉(zhuǎn)換效率；并且，單個導電板之間相互獨立，一旦其中一個受損后不會對剩余的導電板造成影響，進而增長電池的使用壽命；使用時，在將太陽能膜敷設后，只需將連接封邊內(nèi)輸出導線的集成與車內(nèi)的蓄電池連接，即能實現(xiàn)電能的存儲。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明結構示意圖；

圖2為光伏組件結構示意圖；

圖3為太陽能膜的結構示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-光伏組件，2-超級電容，3-變流器，4-水泵，5-基墊，6-隔熱墊，7-魔術貼母面，8-太陽能膜，9-條形體，10-轉(zhuǎn)軸，11-空腔，12-魔術貼子面，13-采光板，14-導電板。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例

如圖1-圖2所示，本發(fā)明通過蓄水來儲能的光伏揚水裝置，包括依次連接的光伏組件1、超級電容2、變流器3和水泵4。所述變流器3采用BUCK-BOOST型最大功率追蹤變流器。所述光伏組件1包括基墊5、隔熱墊6、太陽能膜8和條形體9；所述隔熱墊6放置在基墊5的上方，所述條形體9放置在基墊5的上表面的一側(cè)，在條形體9內(nèi)設置有長方形的空腔11，在所述空腔11中轉(zhuǎn)動設置有轉(zhuǎn)軸10，轉(zhuǎn)軸10的一端活動貫穿條形體9的一端側(cè)壁且與手柄連接；所述太陽能膜8包括多個電池單元，多個電池單元沿垂直所述轉(zhuǎn)軸10的軸線方向并排分布在基墊5上，所述電池單元包括由從上至下依次設置的采光板13、導電板14和隔熱板6復合而成，且所述電池單元的橫截面為三角形；所述太陽能膜8的一端纏繞在轉(zhuǎn)軸10上，其另一端活動貫穿條形體9的側(cè)壁且將隔熱墊6的上表面完全覆蓋，在太陽能膜8的另一端設置有魔術貼母面7；在所述基墊5上遠離條形體9的側(cè)面設置有與魔術貼母面7配合的魔術貼子面。光伏組件1將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并將電能直流輸入超級電容2，超級電容2再將電能傳遞給變流器3，變流器3再將電能傳遞給水泵4，便于水泵4正常工作。超級電容2為輸入電壓提供緩沖功能，保證了直流母線的電壓穩(wěn)定可靠。BUCK-BOOST型最大功率追蹤變流器不僅升降壓方便、啟動功率低、效率高，能簡易有效的和不同的電壓和功率的水泵4匹配，使水泵4可間歇性工作，且壓力變化時其排量恒定。本裝置采用弱光最大動率追蹤自適應算法，即使是光照很低，也能使設備工作在太陽能最大的功率點，并輸出穩(wěn)定的功率，同時根據(jù)當?shù)厝照談?chuàng)建一個小數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)最有效的功率追蹤和智能化。

進一步地，還包括太陽能電路板，所述太陽能電路板設置在基墊5中且分別與太陽能膜8和超級電容2連接。太陽能電路板將太陽能膜8中所獲得的熱量轉(zhuǎn)化為電能并傳遞給超級電容2。

進一步地，所述隔熱墊6的材料為以下材料中的一種：聚氨酯材料、氣凝膠氈材料和納基隔熱軟氈材料。隔熱墊6將上層的熱量與設置在基墊5中的太陽能電路板隔開，避免電路板受熱太多導致不能正常工作。

進一步地，所述手柄為L形桿。便于在不需要展開太陽能膜8時，通過旋轉(zhuǎn)L形手柄將太陽能膜8旋轉(zhuǎn)收起。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。