本发明涉及光伏与水泵领域，具体地说是一种光伏水泵系统。
背景技术：
水泵是一种输送液体或使液体增压的机械，在日常生活、农业及工业生产中被广泛地应用着，如家庭用水、井中提水、小型农田灌溉、草坪浇水等。但是在冬季寒冷天气到来，尤其是在我国寒冷地区，温度低于零度以下时，泵体内残留的部分水会在泵体内结冰，导致水泵无法启动，使用者只能等到水泵不结冰后才能正常使用，影响了人们正常的生活。另外，水泵在室外应用时，由于没有遮挡物，如果安装在室外，长期使用会减少水泵和电磁阀的使用寿命，如果专门建造挡雨结构，又费时费力。
光伏组件在标准条件下光电转换率为8%~17%，还有超过80%的太阳能未被利用，且光伏组件的温度对其发电效率又很大影响，在光照强度一定条件下，当光伏组件自身的温度升高，其发电功率下降。如何降低光伏组件温度提高发电效率是一个急需解决的技术问题。
目前光伏组件和水泵的复合系统研究较少，两种常常独立运行，急需相应的技术使两者有机的结合起来，使光伏组件发电效率提高和水泵冬季减少结冰。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供一种光伏与水泵的复合系统，可将光伏板的热量用于减少水泵的结冰和将水泵的冷量用于光伏板背面的降温以提高其发电效率，使光伏与水泵有机结合在一起。
为此，本发明采用如下的技术方案：一种光伏水泵系统，包括倾斜布置的光伏板和安装在所述光伏板下方的水泵，所述水泵包括电机、用于电机散热的散热风扇和与电机相连的泵体，所述泵体包括上部蜗壳、下部蜗壳、进水管路和出水管路，其特征在于，所述光伏水泵系统还包括竖直排列布置在光伏板背面的换热盘管和空气驱动部件，所述下部蜗壳内部设有第二空腔，所述第二空腔的左端设有第二进风口，右端设有第二出风口，所述空气驱动部件的进风口通过第三风管与第二空腔的第二出风口相连，出风口通过第二风管与换热盘管的进风口相连，所述换热盘管的出风口通过第一风管与第二空腔的第二进风口相连。
进一步地，所述换热盘管包括设置在所述光伏板上半部背面的上部换热盘管和设置在所述光伏板下半部背面的下部换热盘管，所述上部换热盘管为等间距竖直排列布置的第一多弯曲金属管，所述下部换热盘管为等间距竖直排列布置的第二多弯曲金属管，所述第一多弯曲金属管的排列间距小于第二多弯曲金属管的排列间距。
进一步地，所述散热风扇与电机安装在所述光伏板上半部的正下方，用于在所述水泵打开时产生气流吹向所述光伏板背面。
进一步地，所述光伏水泵系统还包括设置在水泵上部的导风板，所述导风板用于将散热风扇产生的气流导向光伏板上半部的背面。
进一步地，所述光伏水泵系统还包括控制装置和与水泵连接的水管，所述控制装置包括安装在所述水管上的第一温度传感器、安装在所述光伏板背面的第二温度传感器、安装在所述水泵的电源线上的继电器和控制模块，所述第一温度传感器与控制模块连接，用于检测水管温度，所述第二温度传感器与控制模块连接，用于检测光伏板背面温度，所述继电器用于控制所述水泵的电源线是否连通；所述控制模块分别与继电器、空气驱动部件连接，用于将所述水管温度与预设水管温度进行比较，将所述光伏板背面温度与水管温度的温差值与预设温差值进行比较，根据比较结果控制所述空气驱动部件和继电器的打开与关闭。
进一步地，所述控制模块具体具体包括：
分别判断所述水管温度是否小于预设水管温度，所述光伏板背面温度与水管温度的温差值是否小于预设温差值；
当所述水管温度小于预设水管温度，所述光伏板背面温度与水管温度的温差值小于预设温差值时，控制所述空气驱动部件关闭，控制所述继电器关闭使水泵的电源线断开；
当所述水管温度小于预设水管温度，所述光伏板背面温度与水管温度的温差值大于或等于预设温差值时，控制所述空气驱动部件打开，控制所述继电器关闭使水泵的电源线断开；
当所述水管温度大于或等于预设水管温度，所述光伏板背面温度与水管温度的温差值小于预设温差值时，控制所述空气驱动部件关闭，控制所述继电器打开使水泵的电源线连通；
当所述水管温度大于或等于预设水管温度，所述光伏板背面温度与水管温度的温差值大于或等于预设温差值时，控制所述空气驱动部件打开，控制所述继电器打开使水泵的电源线连通。
进一步地，所述水泵和空气驱动部件均采用光伏板供电。
本发明的有益效果是：
（1）夏季时将水泵中的冷量传递至光伏板背面，使光伏板温度降低，有效提高了光伏板的发电效率；
（2）冬季时一方面将水泵中的冷量传递至光伏板背面，使光伏板温度降低，另一方面将光伏板背面的热量传递至水泵内腔，减少了水泵的结冰冻裂，提高了水泵的使用寿命；
（3）采用上部换热盘管的排列间距小于下部换热盘管排列间距的方式，同时控制水泵中的冷气流从换热盘管的上端进入，使倾斜的光伏板的上部板温高于下部，从而形成自下而上的热气流，进一步加快光伏板背面的散热；
（4）将水泵中的散热风扇安装在光伏板上半部的正下方，在水泵启动时将散热风扇产生的温度相对降低的气流吹向光伏板上半部的背面，使光伏板的上部板温进一步高于下部，形成的自下而上的热气流散热效果更加显著。
附图说明
图1为光伏水泵系统的结构示意图。
图2为光伏板背面的结构示意图。
图3为水泵结构示意图。
附图标记说明：1-光伏板，2-第一风管，3-第二风管，4-空气驱动部件，5-散热风扇，6-电机，7-上部蜗壳，8-第一温度传感器，9-水管，10-第三风管，11-下部蜗壳，12-换热盘管，13-导风板，14-上部换热盘管，15-下部换热盘管，16-第二温度传感器，17-第二出风口，18-第二进风口，19-第二空腔，20-继电器。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细阐述。
如图1、图2和图3所示，本实施例提供的一种光伏水泵系统，包括倾斜布置的光伏板1和安装在所述光伏板1下方的水泵，所述水泵包括电机6、用于电机散热的散热风扇5和与电机相连的泵体，所述泵体包括上部蜗壳7、下部蜗壳11、进水管路和出水管路，所述光伏水泵系统还包括竖直排列布置在光伏板1背面的换热盘管12和空气驱动部件4，所述下部蜗壳11内部设有第二空腔19，所述第二空腔19的左端设有第二进风口18，右端设有第二出风口17，所述空气驱动部件4的进风口通过第三风管10与第二空腔19的第二出风口17相连，出风口通过第二风管3与换热盘管12的进风口相连，所述换热盘管12的出风口通过第一风管2与第二空腔19的第二进风口18相连。
为了进一步提高光伏板背面的散热，优选地，所述换热盘管12包括设置在所述光伏板1上半部背面的上部换热盘管14和设置在所述光伏板1下半部背面的下部换热盘管15，所述上部换热盘管14为等间距竖直排列布置的第一多弯曲金属管，所述下部换热盘管15为等间距竖直排列布置的第二多弯曲金属管，所述第一多弯曲金属管的排列间距小于第二多弯曲金属管的排列间距。
优选地，第一多弯曲金属管的排列间距为第二多弯曲金属管的排列间距的30%～70%。
优选地，所述空气驱动部件4为气泵或风扇。
优选地，所述散热风扇5与电机6安装在所述光伏板1上半部的正下方，用于在所述水泵打开时产生气流吹向所述光伏板1背面。需要说明的是，虽然散热风扇5主要用于电机6散热，但其排出的风的空气温度明显低于光伏板背面，将温度较低的风吹向光伏板背面，可进一步降低光伏板背面的温度。
优选地，所述光伏水泵系统还包括设置在水泵上部的导风板13，所述导风板13用于将散热风扇5产生的气流导向光伏板1上半部的背面。
为了防止用户在水泵结冰时开启水泵而烧坏电机，优选地，所述光伏水泵系统还包括控制装置和与水泵连接的水管9，所述控制装置包括安装在所述水管9上的第一温度传感器8、安装在所述光伏板1背面的第二温度传感器16、安装在所述水泵的电源线上的继电器20和控制模块，所述第一温度传感器8与控制模块连接，用于检测水管温度，所述第二温度传感器16与控制模块连接，用于检测光伏板背面温度，所述继电器20用于控制所述水泵的电源线是否连通；所述控制模块分别与继电器20、空气驱动部件4连接，用于将所述水管温度与预设水管温度进行比较，将所述光伏板背面温度与水管温度的温差值与预设温差值进行比较，根据比较结果控制所述空气驱动部件4和继电器20的打开与关闭。
具体地，所述控制模块具体具体包括：
分别判断所述水管温度是否小于预设水管温度，所述光伏板背面温度与水管温度的温差值是否小于预设温差值；
当所述水管温度小于预设水管温度，所述光伏板背面温度与水管温度的温差值小于预设温差值时，控制所述空气驱动部件4关闭，控制所述继电器20关闭（即继电器不通电）使水泵的电源线断开；
当所述水管温度小于预设水管温度，所述光伏板背面温度与水管温度的温差值大于或等于预设温差值时，控制所述空气驱动部件4打开，控制所述继电器20关闭（即继电器不通电）使水泵的电源线断开；
当所述水管温度大于或等于预设水管温度，所述光伏板背面温度与水管温度的温差值小于预设温差值时，控制所述空气驱动部件4关闭，控制所述继电器20打开（即继电器通电）使水泵的电源线连通；
当所述水管温度大于或等于预设水管温度，所述光伏板背面温度与水管温度的温差值大于或等于预设温差值时，控制所述空气驱动部件4打开，控制所述继电器20打开（即继电器通电）使水泵的电源线连通。
优选地，所述水泵、控制装置和空气驱动部件4均采用光伏板1供电。
优选地，所述预设水管温度为0°c～1°c，所述预设温差值为20°c～40°c，所述光伏板的倾斜角度为10°c～40°c。其中，本实施例中通过光伏板背面温度与水管温度的温差值来判断光伏板是否受太阳光照射而发电，当光伏板背面温度与水管温度的温差值小于预设温差时，说明光伏板受太阳光照射较小，光伏板温度升高不明显，当光伏板背面温度与水管温度的温差值大于或等于预设温差时，说明光伏板受太阳光照射较大，光伏板温度升高明显。
优选地，所述控制模块采用单片机模块或plc模块。
在本实施例中，根据水管水温判断水泵是否结冰，当水泵不结冰且光伏板因板温升高而发电效率降低时，将水泵中的冷量传递至光伏板背面，使光伏板背面温度降低，有效提高了光伏板的发电效率；但当水泵结冰且光伏板因板温升高而发电效率降低时，一方面将水泵中的冷量传递至光伏板背面，使光伏板温度降低，另一方面将光伏板背面的热量传递至水泵内腔，减少了水泵的结冰冻裂，有效提高了水泵的使用寿命。
此外，为了进一步提高了光伏板的降温效果，一方面通过在光伏板背面设置不同排列间距的多弯曲金属管且控制水泵的冷量从换热盘管的上端进入，另一方面将水泵中的散热风扇产生的温度相对降低的气流吹向光伏板上半部的背面，通过这两种方式使光伏板的上部板温明显低于下部，从而在光伏板表面形成自下而上的热气流，加快了光伏板的散热，进一步提高了光伏板的发电效率。
本发明的保护范围并不局限于上述描述，任何在本发明的启示下的其它形式产品，不论在形状或结构上作任何改变，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均在本发明的保护范围之内。