光伏水泵系統(tǒng)設(shè)計

1、光伏水泵系統(tǒng)設(shè)計3摘 要光伏水泵系統(tǒng)是光伏技術(shù)的主要應(yīng)用之一。光伏水泵可廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，偏遠(yuǎn)地區(qū)用水、灌溉、蓄電等。它具有無污染、少維修、不消耗其他能源等優(yōu)點，得到人們的充分肯定。本論文主要的研究內(nèi)容和結(jié)論如下：（1）講述光伏水泵的原理，分析了泵站設(shè)計的一般要求和技術(shù)要求。（2）泵站建設(shè)的條件分析和性能參數(shù)如揚程、流量的設(shè)計。（3）光伏水泵的設(shè)計方案，包括日照數(shù)據(jù)處理、光伏組件的特性分析計算、電流電壓的大小確定等。在設(shè)計一個光伏水泵系統(tǒng)時有兩個很重要的原則，一是選用最合適的系統(tǒng)配件，二是系統(tǒng)配件間達(dá)到最佳匹配。【關(guān)鍵詞】光伏水泵；性能參數(shù)；揚程目錄第1章 緒論1第2章 光伏水泵簡介22.1

2、光伏水泵的概述22.2光伏水泵的背景22.3光伏水泵的意義2第3章 水泵系統(tǒng)43.1系統(tǒng)組成及工作原理43.1.2變頻器主電路及硬件構(gòu)成43.1.3 dcdc升壓電路簡述53.2 光伏水泵最大功率點跟蹤(mppt)設(shè)計63.3 系統(tǒng)的保護功能設(shè)計73.4光伏水泵系統(tǒng)的幾種結(jié)構(gòu)形式8第4章 光伏水泵系統(tǒng)設(shè)計94.1 需水量計算94.2 選擇傾角并修正日照數(shù)據(jù)104.3 數(shù)據(jù)處理104.4 水泵的選擇124.5選擇兼容的電動機134.6 求出子系統(tǒng)的負(fù)載曲線134.7 光伏系統(tǒng)的規(guī)格144.8 電壓大小144.9 電流大小15參考文獻(xiàn)16abstractphotovoltaic photovolt

3、aic water pump is one of the main applications of. photovoltaic water pump is widely applied in many areas, remote areas, irrigation water, storage etc. it has the advantages of no pollution, less repair, do not consume other energy a bit, have been fully affirmed. in this paper, the main research c

4、ontents and conclusions are as follows: (1) tells the story of photovoltaic water pump are analyzed the principle, general design requirements and technical requirements.(2) pumping station construction condition analysis and parameters head, flow design.(3) the photovoltaic pump design, including t

5、he data processing, photovoltaic modules performance analysis, current and voltage size determination.in the design of a photovoltaic water pump system has two important principles, one is the most suitable system accessories choice, one is the matching system accessories.【key words】photovoltaic pum

6、p；performance parameters；lift第1章 緒論光伏水泵亦稱太陽能水泵，主要由光伏揚水逆變器和水泵組成。具體應(yīng)用時，再根據(jù)不同揚程和日用水量的需求配以相應(yīng)功率的太陽能電池陣列，統(tǒng)稱為光伏揚水系統(tǒng)。光伏水泵利用來自太陽的持久能源，日出而作，日落而歇，無需人員看管，不需要柴油、不需要電網(wǎng)，可與滴灌、噴灌、滲灌等灌溉設(shè)施配套應(yīng)用，節(jié)水節(jié)能，可大幅降低使用化石能源電力的投入成本。是全球“糧食問題”、“能源問題”綜合系統(tǒng)解決方案的新能源、新技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品。太陽能水泵與常規(guī)柴油抽水系統(tǒng)相比具有以下優(yōu)點：光伏電源用到的運動部件、零件少，不會對使用者造成傷害。所用到能源來源于太陽能，因此不

7、產(chǎn)生廢水、廢氣等有害物質(zhì)，利于環(huán)保。安裝維護簡單，可以實現(xiàn)無人值守。具有較高的兼容性，可以與其他能源配合使用。從能源角度看，太陽能用之不竭，其應(yīng)用面廣。但是也有它的缺點，比如前期資金投入比柴油機抽水系統(tǒng)高；使用的太陽能能量分散，間歇性大等【2】。光伏水泵系統(tǒng)，這種新興、環(huán)保、節(jié)能的光伏應(yīng)用技術(shù)，毫無疑問，將對發(fā)展干旱少雨地區(qū)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，它符合節(jié)能減排、環(huán)境友好的社會發(fā)展戰(zhàn)爭略。 近年來，隨著全球“糧食問題”、“能源問題”的嚴(yán)重性不斷提升，逐步被譽為解決有效耕地提高產(chǎn)量和用清潔能源替代化石能源的最為有效產(chǎn)業(yè)整合產(chǎn)品。成為把光伏產(chǎn)業(yè)與農(nóng)業(yè)水利、荒漠治理、生活用水、城市水

8、景等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)綜合發(fā)展的新興經(jīng)濟模式。第2章 光伏水泵簡介2.1光伏水泵的概述光伏水泵大多由能量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、泵系統(tǒng)及連接管線構(gòu)成。能量系統(tǒng)由太陽能電池板組件或配以蓄電池構(gòu)成，控制系統(tǒng)分直流與交流輸出兩類分別包含mppt（最大能量跟蹤），水泵驅(qū)動控制，變頻或逆變控制，泵系統(tǒng)主要由泵體與電機構(gòu)成。  水泵一般多以泵的結(jié)構(gòu)和作用原理來分類，有時根據(jù)需要也按使用部門、用途、動力類型和泵的水力性能等進(jìn)行分類。  (1)按使用部門分：有農(nóng)業(yè)用泵(農(nóng)用泵)、工作用泵(工業(yè)泵 )和特殊用泵等。  (2)按用途分：有水泵、砂泵、泥漿泵、污物泵、井用泵

9、、潛水電泵 、噴灌泵、家用泵、消防泵等。  (3)按動力類型分：有手動泵、畜力泵、腳踏泵、風(fēng)力泵、太陽能水泵、電動泵、機動泵、水輪泵、內(nèi)燃水泵、水錘泵等。  (4)按工作原理分：有離心泵、混流泵、軸流泵、漩渦泵、射流泵、容積泵( 螺桿泵 、活塞泵、隔膜泵 )、鏈條泵、電磁泵、液環(huán)泵。2.2光伏水泵的背景光伏水泵技術(shù)涉及到的學(xué)科領(lǐng)域比較多，從系統(tǒng)構(gòu)成的角度看，它不同于常規(guī)的“電源+水泵”，而是光、機、電、電力電子、計算機技術(shù)、多機群控技術(shù)等學(xué)科的綜合。我國清華大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、西安交通大學(xué)、中科院電工所等多所高等學(xué)校和國家級的科研院所在國家科委

10、、國家科委、國家經(jīng)貿(mào)委以及原機械工業(yè)部的支持下的科技攻關(guān)計劃，目前已經(jīng)達(dá)到了可以批量產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的程度，其技術(shù)水平已經(jīng)可和國外發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)品水落石出平相媲美。從經(jīng)濟性的角度看，光伏水泵的運行成本已經(jīng)證明大大低于柴油機水泵，由于近兩年來國內(nèi)外半導(dǎo)體太陽電池的不斷降價，使光伏水泵相對于柴油機水泵的水價優(yōu)勢更加令人矚目。除此之外，它還具有無人值守、高可靠性、和農(nóng)作物的水蒸發(fā)量適配性好等到物有的優(yōu)點。2.3光伏水泵的意義 21世紀(jì)中國經(jīng)濟建設(shè)的戰(zhàn)略重點將移向大西北，不僅礦產(chǎn)等原材料和煤、石油、天然氣等能源生產(chǎn)基地將移向西北地區(qū)，農(nóng)業(yè)、牧業(yè)也將把西北地區(qū)作為儔發(fā)展地區(qū)。 西北地區(qū)大部分是我國的邊遠(yuǎn)地區(qū)和少

11、數(shù)民族聚居地區(qū)。由于自然條件差，歷史上漢族與少數(shù)民族之間的不平等，西北地區(qū)的社會發(fā)展一直落后于東部地區(qū)，加快發(fā)展西北地區(qū)的經(jīng)濟，消除貧困，對于穩(wěn)定和平衡發(fā)展具有重要意義。 西北貧困地區(qū)的首要問題是水的問題。在西北一些嚴(yán)重干旱地區(qū)，至今連飲水問題都還沒有徹底解決，貧困程度可想而知。在可利用草地面積中，有30因為缺乏人畜飲水而未能利用。應(yīng)用光伏水泵對于解決這些貧困地區(qū)的飲用水和農(nóng)牧業(yè)用水具有特別重要的意義。 由于人為破壞和不合理開發(fā)活動，使本來就很脆弱的生態(tài)環(huán)境日益惡化，水上流失、森林減少、土地沙化、鹽堿化、荒漠化、物種減少等生態(tài)環(huán)境問題越來越嚴(yán)重。推廣應(yīng)用光伏水泵技術(shù)，合理開發(fā)水、土等資源，建設(shè)

12、綠色大西北，對于改善西北乃至全國的生態(tài)環(huán)境都有極其重要的意義。 西北地區(qū)水資源可以滿足需要水資源是指可更新補充可永續(xù)利用的淡水資源，屬于可再生資源。水資源總量包括河川面只的32%,水資源為全國的8%,因此從總體上看西北地區(qū)水資源非常貧乏.二是地下水資源相對豐富,地下水在水資源總量口的比例高達(dá)45%,因此在西北地區(qū)水資源中,地下水占有十分重要的地位。三是地下水資源大部分分布在山前平原地帶，主要如祁連山、天山、昆侖山山前地帶。對這些地帶而言，地下水資源是豐富或比較豐富的。而這些地帶正是可耕土地和人口集中分布的地帶，是主要經(jīng)濟帶。 應(yīng)用光伏水泵和節(jié)水灌溉技術(shù)可以在沙漠中大面積植樹造林，大大提高造休成

13、活率，促進(jìn)三6北防護林建設(shè)。擴大41m面積和人工草地面積，可以防止土地退化、沙化將為減入顯著。大于20年的費用2萬圓，按照20年算的效益更加顯著。第3章 水泵系統(tǒng)3.1系統(tǒng)組成及工作原理 由圖1可知，系統(tǒng)利用太陽電池陣列將太陽能直接轉(zhuǎn)變成電能。經(jīng)過dcdc升壓，和具有tmppt功能的變頻器后輸出三相交流電壓驅(qū)動交流異步電機和水泵負(fù)載，完成向水塔儲水功能。其中主要包括4部分：太陽電池陣列；具有tmppt功能的變頻器；水泵負(fù)載；儲水裝置。3.1.2變頻器主電路及硬件構(gòu)成    本系統(tǒng)所采用的主電路及硬件控制框圖如圖2所示。主電路dcdc部分采用性能優(yōu)越的推挽正激式電路

14、進(jìn)行升壓；dcac部分采用三相橋式逆變電路。主功率器件采用asipm（一體化智能功率模塊）ps12036，系統(tǒng)控制核心由16位數(shù)字信號控制器dspic30f2010構(gòu)成。外圍控制電路包括陣列母線電壓檢測和水位打干檢測電路。系統(tǒng)首先通過初始設(shè)置的工作方式和pi參數(shù)工作，然后由mppt子程序?qū)崟r搜索出的電壓值作為內(nèi)環(huán)cvt的給定，通過pi調(diào)節(jié)得到工作頻率值，計算出pwm信號的占空比，實現(xiàn)光伏陣列的真正最大功率跟蹤(tmppt)，并保持異步電機的vf比為恒值。系統(tǒng)將mppt和逆變器相結(jié)合，利用asipm模塊自帶的故障檢測功能進(jìn)行檢測和保護，結(jié)構(gòu)簡單，控制方便。3.1.3 dcdc升壓電路簡述 對于中

15、小功率的光伏水泵來說，光伏陣列電壓大都是低壓(24v、36v、48v)，對于升壓主電路的選擇，人們一般選擇推挽電路，因為推挽電路變壓器原邊工作電壓就是直流側(cè)輸入電壓，同時驅(qū)動不需隔離，因此比較適合輸入電壓較低的場合。但是偏磁問題是制約其應(yīng)用的一大不利因素，功率管的參數(shù)差異和變壓器的繞制工藝都有可能使推挽電路工作在一種不穩(wěn)定狀態(tài)?；谥T多因素的考慮，本系統(tǒng)采用了結(jié)構(gòu)新穎的推挽正激電路，此電路拓?fù)洳粌H克服了偏磁問題，而且閉環(huán)控制也比較容易(二階系統(tǒng))。 推挽正激電路如圖2所示，由功率管s1及s2，電容c8和變壓器t組成，變壓器t原邊繞組n1及n2具有相同的匝數(shù)，同名端如圖2所示。當(dāng)s1及s2同時關(guān)

16、斷的時候，電容c8兩端電壓下正上負(fù)，且等于陣列電壓，當(dāng)s1開通，s1、n2和光伏陣列構(gòu)成回路，n2上正下負(fù)，同時c8、n1和s1構(gòu)成回路，c8放電，n1下正上負(fù)，此時的工作相當(dāng)于兩個正激變換器的并聯(lián)。同理，當(dāng)s2開通s1關(guān)斷時，也相當(dāng)于兩個正激變換器的并聯(lián)。經(jīng)過理論分析，推挽正激電路是一個二階系統(tǒng)，因此閉環(huán)控制簡單，同時輸出濾波電感和電容大大減小。 microchip公司通過在16位單片機內(nèi)巧妙地添加dsp功能，使microchip的dspic30f數(shù)字信號控制器（dsc）同時具有單片機（mcu）的控制功能以及數(shù)字信號處理器（dsp）的計算能力和數(shù)據(jù)吞吐能力。因為它具有的dsp功能，同時具有單

17、片機的體積和價格，所以本系統(tǒng)采用此芯片作為控制器。此芯片主要適用于電機控制，如直流無刷電機、單相和三相感應(yīng)電機及開關(guān)磁阻電機；同時也適用于不間斷電源(ups)、逆變器、開關(guān)電源和功率因數(shù)校正等。dspic30f2010管腳示意如圖3所示。3.2 光伏水泵最大功率點跟蹤(mppt)設(shè)計3.2.1 常規(guī)恒定電壓跟蹤(cvt)方式的特點與不足    cvt方式可以近似獲得太陽電池的最大功率輸出，軟件上處理比較簡單。但實際上日照強度和溫度是時刻變化的，尤其是在西部地區(qū)，同一天中的不同時段，溫度和日照強度變化都相當(dāng)大，這些都會引起太陽電池陣列最大功率點電壓的偏移，其中尤以溫

18、度的變化影響最大。在這種情況下，采用cvt方式就不能很好地跟蹤最大點。3.2.2tmppt的原理與實現(xiàn)    為克服cvt方式弊端，提出了tmppt(truemaximum power point tracking)概念，其意思是“真正的最大功率跟蹤”控制，即保證系統(tǒng)不論在何種日照及溫度條件下，始終使太陽電池工作在最大功率點處。由于逆變器采用恒vf控制，故水泵電機的轉(zhuǎn)速與其輸入電壓成正比，因此，調(diào)節(jié)逆變器的輸出電壓，就等于調(diào)節(jié)了負(fù)載電機的輸出功率。故本系統(tǒng)采用tmppt方式使太陽電池盡可能工作在最大功率點處，為負(fù)載提供最大的能量。 由太陽電池陣列的特性曲線見圖4可

19、知，在最大功率點處，dpdv=o，在最大功率點的左側(cè)，當(dāng)dpdv>o時，p呈增加趨勢，dpdv<o時，p呈減少趨勢；但在最大功率點的右側(cè)，當(dāng)dpdv>o時，p呈減少趨勢，dpd v<o時，p呈增加趨勢。據(jù)此可在實際運行時根據(jù)p-v的變化關(guān)系確定最大功率點。  圖5為tmppt型最大功率點跟蹤控制框圖。系統(tǒng)的輸入指令值為0，反饋值為dpdv，假定z3狀態(tài)為+1，則usp*指令電壓增加，經(jīng)cvt環(huán)節(jié)調(diào)整，系統(tǒng)的輸出電壓v跟蹤usp*增加，采樣輸出電流i，經(jīng)功率運算環(huán)節(jié)和功率微分環(huán)節(jié)，獲得dpdv值，如dpdv>0，則z1為+1，z2為+1，z3為+l，usp

20、*指令電壓繼續(xù)增加。如dpdv<o，則z1為-l，z2為-1，z3為-1，usp*指令電壓開始減小。穩(wěn)定工作時，系統(tǒng)在最大功率點附近擺動，如果擺動幅度越小，則精度越高。在具體工作時，為了防止搜索方向的誤判斷，軟件中設(shè)置了搜索限幅值，使系統(tǒng)的工作可靠性進(jìn)一步提高。由于本系統(tǒng)中采用的asipm模塊帶有電流檢測功能，故在硬件設(shè)計上可以省去電流檢測電路，節(jié)約了成本，并進(jìn)一步優(yōu)化了外圍電路。3.3 系統(tǒng)的保護功能設(shè)計 （1）過流和短路保護功能 由于asipm的下臂igbt母線上串有采樣電阻，所以通過檢測母線電流可以實現(xiàn)保護功能。當(dāng)檢測電流值超過給定值時，被認(rèn)為過流或短路，此時下橋臂igbt門電路被

21、關(guān)斷，同時輸出故障信號，dspic檢測到此信號時封鎖pwm脈沖進(jìn)一步保護后級電路。 （2）欠壓保護功能 asipm檢測下橋臂的控制電源電壓，如果電源電壓連續(xù)低于給定電壓1oms，則下橋臂各相igbt均被關(guān)斷，同時輸出故障信號，在故障期間，下橋臂三相igbt的門極均不接受外來信號。 （3）過熱保護功能 asipm內(nèi)置檢測基板溫度的熱敏電阻，熱敏電阻的阻值被直接輸出，dspic通過檢測其阻值可以完成過熱保護功能。以上保護是利用了asipm自身帶有的功能，無須外加電路，進(jìn)一步簡化了硬件電路設(shè)計。系統(tǒng)除了具有上述保護功能外，還具有光伏水泵系統(tǒng)特有的低頻、日照低、打干(自動和手動打干)等保護功能。對于泵

22、類負(fù)載，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于下限值時，光伏陣列所提供的能量絕大部分都轉(zhuǎn)化為損耗，長期低速運行，會引起發(fā)熱并影響水泵使用壽命，因此，本系統(tǒng)設(shè)計了低頻保護，對水泵來說，當(dāng)液面低于水泵進(jìn)水口時，水泵處于空載狀態(tài)，若不采取措施，長時間運行則會損壞潤滑軸承，而本系統(tǒng)為戶外無人值守工作方式，故系統(tǒng)為了增加檢測可靠性，采用了自動打干和手動打干兩種識別方式，其中，自動打干是根據(jù)系統(tǒng)輸出功率和電機工作頻率來進(jìn)行判別；手動打干則是通過水位傳感器識別當(dāng)前水位高低來實現(xiàn)的。由于低頻、日照低、打干等功能都是由軟件來完成，不須增加硬件電路，故系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。3.4光伏水泵系統(tǒng)的幾種結(jié)構(gòu)形式 圖3.2為無人值守交流光伏水泵系統(tǒng)，適合微

23、小供水場合，專門用于供水。圖3.2 微型供水系統(tǒng)圖3.3所示的體統(tǒng)具有多種用途，性能價格比較優(yōu)越，可用于揚水，還可用于照明，收看電視和驅(qū)動冰箱等，能滿足無電用戶的用電需求。圖3.3 多種用途供水系統(tǒng)第4章 光伏水泵系統(tǒng)設(shè)計4.1 需水量計算 現(xiàn)將要在景德鎮(zhèn)市浮梁縣流口村安裝一套光伏水泵系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)作為潔凈的人畜飲用水。景德鎮(zhèn)市位于江西東北部，西北與安徽省東至縣交界，南與萬年縣為鄰，西同鄱陽縣接壤，東北倚安徽祁門縣，東南和婺源縣毗連，居?xùn)|經(jīng)116°57-117°42，北緯28°44-29°56。年降雨量1763.5毫米，年平均日照時數(shù)為2009.8小時

24、。夏季非常炎熱，極端最高氣溫有時會超過攝氏40度。年太陽輻射總量42005000 mj/，相當(dāng)于日輻射量3.23.8kwh/。 農(nóng)村供水工程的設(shè)計年限一般按1015 年確定，采用太陽能光伏提水系統(tǒng)一般壽命在2530 年。所以設(shè)計年限按25 年確定。該村人員較少，大概600多人口，所以人口增長按5考慮，牲畜數(shù)量不考慮增長。設(shè)計年為2035年，總?cè)丝跒轫椖繀^(qū)人數(shù)×（l12）25 = 設(shè)計年總?cè)藬?shù)，牲畜折合羊單位為200 頭（只）。據(jù)農(nóng)村供水工程技術(shù)要點設(shè)計用水定額：居民生活用水： 30kg/d；牲畜（折合羊單位）：6kg/頭·d；居民用水日變化系數(shù)1.5。所以每月需水量約為60

25、0000l。揚程通常是指水泵所能夠揚水的最高度，用h表示。最常用的水泵揚程計算公式是：h=(-)/g+(-)/2g+-。其中， h揚程，m；、泵進(jìn)出口處液體的壓力，pa；、流體在泵進(jìn)出口處的流速，m/s；、進(jìn)出口高度，m；液體密度，kg/m3；g重力加速度，。 根據(jù)物探工作的結(jié)果，該地區(qū)潛水面的埋深為2.57m 之間，潛水含水層為1325m 之間。根據(jù)該地區(qū)地下水位埋深較淺和居民居住分散等特征，在該地區(qū)布設(shè)井深為810m 的大口徑井，選擇揚程較小的光伏提水系統(tǒng)，解決該地區(qū)的人畜飲水問題。所以我們選擇揚程為9m。 輔助建筑物：管理房，蓄水池。利用太陽能提水最大的不足是陰天和夜間不能工作，為了解決

26、這一問題，設(shè)計利用水池蓄水。利用蓄水池可以解決陰天和夜間的飲水問題。蓄水池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。4.2 選擇傾角并修正日照數(shù)據(jù) 因為全年的需水量比較穩(wěn)定，唯獨在夏季時人畜飲用水較多，所以選擇緯度角加上10°左右的傾角最令人滿意14。圖4.1 光線落在與水平面成一定角度的斜面上 落在水平面上的直射成分s需要轉(zhuǎn)換成在相對水平面傾角的斜面上的直射成分，如圖所示，所以我們得到式中 是太陽正午時的高度。所以由下式給出其中是在南半球時的緯度。 以上是位于南半球，朝向北的太陽能組件，如果位于北半球而向南，應(yīng)當(dāng)使用，其中是北半球的緯度。 所以由公式得出正午太陽高度角大約是71°，相應(yīng)的太陽能

27、板傾角就是11°。同理由上述公式計算出投射到板面上的輻射量平均為572，漫射日照為180。4.3 數(shù)據(jù)處理 （1）求出和 由上述公式和結(jié)論：其中am=1/sin，所以求得 （2）計算晴天和陰天的輻射量（mwh/天） 晴天的輻射量為：陰天的輻射量為：（3）確定晴天和陰天的比例晴天陰天比例：其中=572+180=752mwh/，x和y分別為晴天和陰天的百分比，所以由此得出：x=0.86，y=0.14。 由計算結(jié)果得出，每月有86%的晴天，14%的陰天。陰天時水泵基本上無法工作，所以可以忽略，從而得到其有效的輻射強度： （4）求出光照強度為時泵水的時速。晴天的日照強度為：其中的單位為，是i

28、月份中正午太陽高角度，是太陽能陣列的傾角，am是大氣光學(xué)質(zhì)量。將一年中的全部值平均可求得一個平均值。計算方法如下 （4-1）在該式中要考慮晴天和陰天的百分比。圖4.2 晴天光照數(shù)據(jù)與每日峰值光照強度i的關(guān)系圖14 由公式4-1和圖4.2可知，將晴天中的輻照量轉(zhuǎn)換為一個等同的陽光照射時間： （4-2） 這就相當(dāng)在晴天時，峰值光照強度為，有e個小時的輻照時間，日照強度為。而每月的e值為： （4-3）其中i指代某個月 。使用公式4-1，=104。使用公式4-2，使用公式4-3，得出每月份泵水平均時數(shù)為：4.4 水泵的選擇 由前面需水量計算得出平均每月需水l，因此，抽水速率（q）為4.5選擇兼容的電動

29、機圖4.3 適合設(shè)計要求的離心泵性能表現(xiàn)及其泵水率 由圖4.3可知，工作揚程為9m，泵水率為的離心泵將需要2300rpm的轉(zhuǎn)速。其對應(yīng)的功率p約為125w。扭矩（）可以通過功率p和角速度求出4.6 求出子系統(tǒng)的負(fù)載曲線 圖4.3提供了水泵特性，通過曲線，只要帶入水泵的功率值就可以確定不同轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的扭矩。 （4-4） （4-5） 由上述的兩個公式和圖4.3讀出水泵和電動機的效率值，就可以得到下表：表4.1 負(fù)載曲線的計算值（轉(zhuǎn)速）（角速度）(輸入功率)（扭矩）28002932500.8526002722200.8124002511700.6822002301100.482120222890.402100220500.23280075.547.5366.754647260075.047.535.66.454344240074.045.533.35.504041220073.035.525.54.033536212073.021.415.63.44343521000.000.000.002.193233 注：為電動機效率值，為水泵的效率值，為光伏陣列必須輸出的電壓。4.7 光伏系統(tǒng)的規(guī)格圖4.