世界性的環(huán)境污染和能源短缺已經(jīng)迫使人們更加努力的尋找和開(kāi)發(fā)新能源。在尋找和開(kāi)發(fā)新能源的過(guò)程中，人們很自然的把目光投向了各種可再生的替代能源。風(fēng)能、核電、水電、太陽(yáng)能等，光伏發(fā)電就是其中之一。雖然光伏發(fā)電的實(shí)際應用存在著(zhù)種種的局限，但是隨著(zhù)光伏發(fā)電成本的降低和礦物發(fā)電成本的提高以及礦物能源的減少，光伏發(fā)電逐步進(jìn)入商業(yè)化階段。
一、光伏發(fā)電的基本原理

    太陽(yáng)能電池主要使用單晶硅為材料。用單晶硅做成類(lèi)似二極管中的p-n結，工作原理和二極管類(lèi)似。只不過(guò)在二極管中，推動(dòng)p-n結空穴和電子運動(dòng)的是外部電場(chǎng)，而在太陽(yáng)能電池中推動(dòng)和影響p-n結空穴和電子運動(dòng)的是太陽(yáng)光子和光輻射熱（*）。也就是通常所說(shuō)的光生伏特效應原理。目前光電轉換的效率，也就是光伏電池效率大約是單晶硅13%-15%，多晶硅11%-13%.目前最新的技術(shù)還包括光伏薄膜電池。

二、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統的分類(lèi)

    目前太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統大致可分為三類(lèi)，離網(wǎng)光伏蓄電系統，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統及前兩者混合系統。離網(wǎng)光伏蓄電系統,這是一種常見(jiàn)的太陽(yáng)能應用方式。在國內外應用已有若干年。系統比較簡(jiǎn)單，而且適應性廣。只因其一系列種類(lèi)蓄電池的體積偏大和維護困難而限制了使用范圍。
三、太陽(yáng)能光伏系統的組成
    1.太陽(yáng)能光伏電池（太陽(yáng)能基板）：實(shí)現光電轉換
    2.蓄電池：蓄電池是光伏發(fā)電系統中的關(guān)鍵部件，用于存儲從光伏電池轉換來(lái)的電力。目前我國還沒(méi)有用于光伏系統的專(zhuān)用蓄電池，而是使用常規的鉛酸蓄電池。
    3.直流逆變器：它的功能是實(shí)現直流電到交流電的轉換，因此這個(gè)部件最重要的指標是可靠性和轉換效率。通過(guò)交流逆變器轉換的交流電最大限度地把光伏電池轉換的電能送入電網(wǎng)或直接供給用電設備使用。

四、光伏水泵系統的介紹

光伏系統示意圖

    光伏水泵系統是一個(gè)比較典型的光、機、電一體化系統，它利用太陽(yáng)電池將太陽(yáng)能直接轉換為電能，再通過(guò)逆變環(huán)節轉換成交流電，驅動(dòng)交流異步電機帶動(dòng)水泵，從深井、江、河、湖、塘等水源地取水來(lái)進(jìn)行使用。該系統廣泛沙漠治理、居民生活、農業(yè)灌溉、綠化澆灌、草原畜牧、景區噴泉、水處理工程等。光伏水泵系統具有如下特點(diǎn)：

    1.光伏水泵系統屬于全自動(dòng)運行，無(wú)須人工值守，系統由光伏電池（太陽(yáng)能基板）、蓄電池（根據客戶(hù)需求）、光伏專(zhuān)用變頻器、水泵、儲水裝置等組成。
    2. 采用光伏水泵專(zhuān)用變頻器，根據日照強度的變化調節水泵轉速，使輸出功率接近太陽(yáng)電池陣列的最大功率；當日照很充足時(shí)，保證水泵的轉速不超過(guò)額定轉速；當日照不足時(shí)，根據設定最低運行頻率是否滿(mǎn)足，否則自動(dòng)停止運行。 
    3. 水泵由三相交流電機驅動(dòng)，從深井中抽水，注入蓄水箱/池，或直接接入灌溉系統。根據實(shí)際系統需求和安裝條件，可采用不同類(lèi)型的水泵進(jìn)行工作。 
    4. 可以根據地區、客戶(hù)不同需求提供經(jīng)濟有效的解決方案。

五、PI9000-S系列變頻器的特點(diǎn)及應用

1. PI9000-S系列變頻器的特點(diǎn)

    PI9000-S系列變頻器是普傳科技根據光伏逆變的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)反復的現場(chǎng)試驗開(kāi)發(fā)出來(lái)的一款全新系列的產(chǎn)品，目前，已經(jīng)廣泛的應用在亞洲、非洲、南美的赤道附件的幾十個(gè)國家和地區，其優(yōu)良的性能和穩定可靠的運行得到客戶(hù)的一致好評。該產(chǎn)品特點(diǎn)如下：

（1）內置高精度光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤MPPT系統，智能追蹤最大功率點(diǎn)，響應快， 穩定性高，效率高。

（2）干運行狀態(tài)檢測、處理

（3）蓄水池水位控制

（4）光照不足時(shí)，結合外圍器件能夠實(shí)現與市電自動(dòng)切換，保證系統可靠性；

（5）寬電壓適應范圍，更好適應戶(hù)外環(huán)境；

（6）LED顯示實(shí)時(shí)系統狀態(tài)與參數，基于RS485的實(shí)時(shí)遠程監控系統

（7）快速安裝設計，無(wú)需額外維護；

（8）內置全方位保護及診斷機制。 

2. PI9000-S系列變頻器接線(xiàn)圖及太陽(yáng)能基板選配

主回路接線(xiàn)圖

PI9000-S 7.5kW及以下光伏水泵專(zhuān)用變頻器接線(xiàn)圖

太陽(yáng)能基板選配

3. PI9000-S系列變頻器在國外現場(chǎng)的應用

    埃及干燥少雨，氣候干熱，三分之一以上的職業(yè)人口從事農業(yè)。全國可耕地面積為310萬(wàn)公頃，約占國土總面積的3.7% ，絕大部分為灌溉地，是非洲單位面積產(chǎn)量最高的國家。農業(yè)在埃及國民經(jīng)濟中占有重要的地位，但埃及面臨著(zhù)嚴重的灌溉用水短缺問(wèn)題，諸如降雨分布不均，干旱反復出現，而且灌溉用電與柴油資源尤為緊缺。但得天獨厚的地理條件賦予了埃及豐富的太陽(yáng)能資源，隨著(zhù)光伏組件的成本降低，埃及農業(yè)光伏灌溉趨勢明顯，利用太陽(yáng)能清潔能源的步伐正在進(jìn)一步加快。

    普傳科技的PI9000-S系列光伏水泵專(zhuān)用變頻器推出后，很快在當地得到了應用,一直穩定可靠地工作著(zhù)，獲得客戶(hù)的贊賞，使用一年后，為用戶(hù)節約了60%的成本。

六、光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)
1.充分的清潔性。（如果采用蓄電池方案，要考慮對廢舊蓄電池的處理）
2.絕對的安全性。
3.相對的廣泛性。
4.確實(shí)的長(cháng)壽命和免維護性。
5.資源的充足性及潛在的經(jīng)濟性等。
七、光伏發(fā)電缺點(diǎn)
1.時(shí)間周期局限。
2.地理位置局限。
3.氣象條件局限。
4.容量傳輸局限。
5.光能轉換效率偏低。
八、影響光伏水泵系統工作的幾大因素

1.光伏電池的電壓和容量

2.光照的強度

3.光伏電池（太陽(yáng)能基板）表面的清潔度

4.環(huán)境溫度

九、總結

    光伏水泵系統利用太陽(yáng)的持久能源，日出而作、日入而息，無(wú)需人員看管、無(wú)需化石能源、獨立運行、也可根據需求配合電網(wǎng)使用，安全可靠。在無(wú)需任何外來(lái)能源的情況下可以機動(dòng)靈活應用于農田灌溉、人畜飲水、庭院發(fā)展、園區美化、構造彩色噴泉、養殖業(yè)增氧、海濱鹽場(chǎng)供排水等，有效解決耕地灌溉問(wèn)題，提高產(chǎn)量，節水節能，大幅降低傳統能源、電力的投入。具有壽命長(cháng)、功耗低、噪音小、調速平衡、運行穩定、無(wú)干擾等優(yōu)點(diǎn)。

    因此光伏水泵系統成為利用清潔能源替代化石能源的最有效方式，成為全球“糧食問(wèn)題”、“能源問(wèn)題”綜合解決方案中新能源、新技術(shù)重要產(chǎn)品。