一种太阳能光伏供水系统的制作方法

文档序号:2235358阅读:141来源:国知局
一种太阳能光伏供水系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能光伏供水系统,包括:供电单元,包括安装在支架上的多个光伏组件;供水单元,包括水泵、输水管道和蓄水装置,所述水泵通过输水管道为蓄水装置供水;以及控制单元,其两端分别与所述供电单元和所述供水单元相连。本实用新型所述的供水系统,将太阳能转化为电能后,直接为供水系统提供动力支持,节能环保。
【专利说明】一种太阳能光伏供水系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能利用领域,尤其涉及一种太阳能光伏供水系统。
【背景技术】
[0002]供水系统中需电力系统为其提供动力支持,现有的电力能源的来源主要有3种,即火电、水电和核电。火电需要燃烧煤、石油等化石燃料,一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少,正面临着枯竭的危险。据估计,全世界石油资源再有30年便将枯竭。另一方面燃烧将排出二氧化碳和硫的氧化物,因此会导致温室效应和酸雨,恶化地球环境。水电要淹没大量土地,有可能导致生态环境破坏,而且大型水库一旦塌崩,后果将不堪设想,而且还要受季节的影响。核电在正常情况下固然是干净的,但万一发生核泄漏,后果同样是可怕的。而太阳能是一种干净的可再生新能源,太阳能能够转化成电能,应用于多个领域。

【发明内容】

[0003]为此,本实用新型的目的提供一种将太阳能转化为电能来提供动力支持的供水系统。
[0004]为实现上述目的,本实用新型提供了一种太阳能光伏供水系统,包括:
[0005]供电单元,包括安装在支架上的多个光伏组件;
[0006]供水单 元,包括水泵、输水管道和蓄水装置,所述水泵通过输水管道为蓄水装置供水;以及
[0007]控制单元,其两端分别与所述供电单元和所述供水单元相连。
[0008]可选地,根据本实用新型的太阳能光伏供水系统,所述控制单元包括变频器,所述变频器与所述水泵相连。
[0009]可选地,根据本实用新型的太阳能光伏供水系统,所述控制单元进一步包括可编程逻辑控制器,所述可编程逻辑控制器两端分别与所述变频器和所述供电单元相连。
[0010]可选地,根据本实用新型的太阳能光伏供水系统,所述控制单元进一步包括远程终端控制装置以及上位机,所述变频器以远程终端控制装置作为中转工具与上位机进行通?目。
[0011]可选地,本实用新型所述的太阳能光伏供水系统,所述变频器与上位机之间采用MODBUS协议通讯进行通信。
[0012]可选地,根据本实用新型的太阳能光伏供水系统,所述水泵的吸水端连接有液位传感器。
[0013]可选地,根据本实用新型的太阳能光伏供水系统,所述光伏组件相对于地面倾斜安装,倾斜角度为30-40°。
[0014]可选地,根据本实用新型的太阳能光伏供水系统,所述输水管道为不锈钢管。
[0015]可选地,根据本实用新型的太阳能光伏供水系统,所述输水管道的壁厚> 5_。
[0016]可选地,根据本实用新型的太阳能光伏供水系统,所述水泵的出水端加装止回阀与闸阀。
[0017]本实用新型所述的供水系统,将太阳能转化为电能后,直接为供水系统提供动力支持,节能环保。
【专利附图】

【附图说明】
[0018]通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本实用新型的限制。在附图中:
[0019]图1为本实用新型所述太阳能光伏供水系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进一步的描述。
[0021]图1示出本实用新型所述太阳能光伏供水系统的结构示意图。如图1所示,本实用新型的太阳能光伏供水系统包括供电单元100,供水单元300以及控制单元200,所述控制单元200的两端分别于所述供电单元与所述供水单元连接,以实现对整个供水系统的控制。其中,所述供电单元100包括安装在支架上的多个光伏组件110,通过光伏组件110将太阳能转化为电能,为供水系统提供电力;所述供水单元包括水泵310,与水泵相连的输水管道320以及与输水管道连接的蓄水装置330,水泵通过输水管道为蓄水装置供水;控制单元200将供电单元通过控制调节水泵的工作电流、工作时间等运行参数,实现对供水系统的控制。该供水系统能够充分利用太阳能,实现长距离供水,即使在高海拔地区也可实现供水。
[0022]本实用新型所述供水系统中,所述光伏组件的数量可根据供水系统的整体需要进行调整。本实用新型的一个实施方案中,所述光伏组件Iio的数量为162块,按照18块光伏组件为一组进行串联,形成9个组串,每个组串的输出直流电压约为527.4V。采用固定式安装方式将组串安装在距离取水点处约3-5米的位置,9个组串通过一个12路汇I路的光伏汇流箱120进行汇流后输出。
[0023]所述的光伏组件为高转换效率的单晶硅电池片,其具有高强度、耐腐蚀、便于安装的铝型材边框,防护等级高;且具有优异的耐受风压、雪压载荷(大于5400Pa)和外力冲击特性,优异的绝缘、反极性保护、热斑保护性能以及优异的耐受环境性能,可适用于各种类型的环境。所述光伏组件110以相对于地面倾斜30-40°,优选为35°的方式安装在支架上。本实用新型的一个实施方案中,在进行光伏组件的安装时,采用混凝土基座,混凝土基座尺寸为400X400mm,埋地深度I米,混凝土基座的高度根据安装地的实际高度差确定,只需保证混凝土座上表面间呈一水平面,且组成的水平面的倾斜角为30-40°。混凝土基座与支架之间可采用螺栓进行固定,螺栓采用预埋方式,螺栓规格为M14,预埋深度250mm,露出部分为50mm。支架之间采用螺栓进行固定,光伏组件与支架之间采用卡扣方式进行安装。如果安装地地形复杂(地面高低不平、坡度不统一),安装支架选用可调节角度型,安装时可根据实际的情况进行一定的角度调整,以确保系统能够正常安装。
[0024]所选用的汇流箱为12进I出光伏防雷汇流箱。本汇流箱特点有:采用户外壁挂的安装方式,防水、防锈、防晒,防护等级达IP65,完全满足室外安装使用的要求。产品有同时接6路或者12路光伏方阵的两种型号,每路光伏方阵配有光伏专用高压直流熔丝进行保护,其耐压值为DC1000V。直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用高压防雷器,并且直流输出母线端还配有可分断的直流断路器。通过设置汇流箱,减少了光伏组件与逆变器之间连接线,方便维护,提高可靠性。
[0025]由于光伏发电受到光照强弱的变化,输出的功率处于波动状态,水泵的工作时间很短,因此供水系统的控制单元中设置有变频器220,所述变频器220与水泵310相连,以解决水泵的工作时间问题。所述变频器220上还连接有可编程逻辑控制器(PLC)210,用来对变频器进行控制。所述可编程逻辑控制器210的另一端与所述供电单元100相连。变频器将供电单元输送来的直流电转变为交流电供水泵使用,可编程逻辑控制器控制变频器根据光伏组件输出功率的变化将输出的交流电进行变频调速,使得水泵的工作时间可以更长,同时实现短路、缺相、过载、过压、过流等保护功能,保证供水系统的运行。
[0026]当输水距离较远时,供水系统的安装位置一般离居住区较远,需要采用无人值守方式。因此,供水系统中设置有无线远程监控设备,用于电流、电压、频率、转速、启动指令、停止指令、报警复位数据采集及运作信息,方便用户远程通过计算机(上位机)或者手机设备了解水泵系统的工作情况,做到实时监控。本实用新型的一个实施方案中,所述无线远程监控系统包括远程终端控制装置(RTU)230以及上位机240,所述变频器220以远程终端控制装置230作为中转工具与上位机240进行通信。变频器内的数据由RTU作为中转传输工具,通过移动公司的GPRS信号将变频器内的数据根据客户要求传送给上位机,上位机与变频器之间采用MODBUS协议通讯。上位机可监控到当前的频率、运行状况、报警状况、电流、电压等客户需求的信息。如客户需要与手机绑定,最多可绑定5部手机。即报警或停止时将信号由GPRS发送至指定的手机卡号。手机接收的报警内容为预先在设计时写入编程模块的文字语言,数据发送频率可以设置为10分钟/次。通过设置该无线监控设备,工作人员可在上位机处对整个供水系统的运行进行监控,更可以通过手机获知系统的报警或停止信息,及时对系统出现的问题进行处理。
[0027]本实用新型所述供水系统中,为了防止水泵干转,在水泵310的吸水端连接有液位传感器340,所述液位传感器340与控制单元200连接,当液位传感器探测到水量不足时,控制单元会强制水泵停止运转,从而避免水泵因干转而造成损伤。
[0028]本实用新型所述供水系统中,优选使用不锈钢管作为输水管道。如果施工地形复杂,现场施工不便,可将每根输水管道的长度设置为不超过3米。为检修方便,输水管道的连接方式为法兰连接。在水泵的出水压力较大时,输水管道的壁厚大于或等于5_,同时保证整套输水管道做至少2-3层的防腐防锈涂层处理。
[0029]水泵310的扬程较大时,为防止水泵停机时出现水锤现象对水泵及电机造成损坏,在水泵出水端还应当加装止回阀与闸阀,因止回阀及闸阀需长期浸没于水中,因此建议选用不锈钢材质。考虑到管路承压及便于维修等原因,建议管路每隔300米增加止回阀及闸阀一个。在输水管道延续至出水面后(也可以考虑在上岸后),可在管路上增加压力表显示管路压力,实施监测管路状况。
[0030]如果取水点设置在诸如河流等地点,考虑到水位随着季节的变化、底部淤泥沉积等原因,可将水泵卧式安装于河流枯水期水位以下,为固定水泵,前期土建需施工建造一混凝土平台基础。水泵的出水端连接闸阀及止回阀后连接输水管道。考虑到后期维护及保养方便,输水管道可铺设于水面之上(丰水期水面)。为避免设备氧化严重,保证设备的长久使用性,输水管道每年需做至少一次的防锈及防腐涂层维护。
[0031]应该注意的是,上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。单词第一、第二以及第三等的使用不表示任何顺序,可将这些单词解释为名称。
【权利要求】
1.一种太阳能光伏供水系统,其特征在于包括: 供电单元(100),包括安装在支架上的多个光伏组件(110); 供水单元(300),包括水泵(310)、输水管道(320)和蓄水装置(330),所述水泵(310)通过输水管道(320)为蓄水装置(330)供水;以及 控制单元(200 ),其两端分别与所述供电单元(100 )和所述供水单元(300 )相连。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏供水系统,其特征在于:所述控制单元(200)包括变频器(220 ),所述变频器(220 )与所述水泵(310 )相连。
3.根据权利要求2所述的太阳能光伏供水系统,其特征在于:所述控制单元(200)进一步包括可编程逻辑控制器(210),所述可编程逻辑控制器(210)两端分别与所述变频器(220)和所述供电单元(100)相连。
4.根据权利要求3所述的太阳能光伏供水系统,其特征在于:所述控制单元进一步包括远程终端控制装置(230)以及上位机(240),所述变频器(220)以远程终端控制装置(230)作为中转工具与上位机(240)进行通信。
5.根据权利要求4所述的太阳能光伏供水系统,其特征在于:所述变频器(220)与上位机(240)之间采用MODBUS协议进行通信。
6.根据权利要求1所述的太阳能光伏供水系统,其特征在于:所述水泵(310)的吸水端连接有液位传感器(340 ),所述液位传感器(340 )与所述控制单元(200 )相连。
7.根据权利要求1所述的太阳能光伏供水系统,其特征在于:所述光伏组件(110)相对于地面倾斜女装,倾斜角度为30_40 。
8.根据权利要求1所述的太阳能光伏供水系统,其特征在于:所述输水管道(320)为不锈钢管。
9.根据权利要求8所述的太阳能光伏供水系统,其特征在于:所述输水管道的壁厚^ Smnin
10.根据权利要求1所述的太阳能光伏供水系统,其特征在于:所述水泵(310)的出水端加装止回阀与闸阀。
【文档编号】E03B11/16GK203559450SQ201320670692
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】单立 申请人:云南伏施特科技有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1