一种能够增加日出水量的光伏水泵系统技术方案

本发明专利技术提供了一种能够增加日出水量的光伏水泵系统，解决目前光伏水泵系统日出水量低的问题，该系统包括光伏电池板阵列、控制器、泵、出水管路、定时启动阀、支路管路和旁支管路阀，定时启动阀安装于出水管路上，支路管路的一端与泵的出口连通，旁支管路阀安装于支路管路上，支路管路的管道压力系数K1大于出水管路的管道压力系数K2，定时启动阀和旁支管路阀均与控制器电连接，控制器根据地区的光照强度分布特点和管网特性控制定时启动阀和旁支管路阀的启闭，从而改变泵的运行工况点，提高系统的实际运行扬程，增加日出水量，从而提高太阳能利用率，提高系统的整体效率。

A photovoltaic water pump system that can increase the amount of sunrise

The present invention provides a photovoltaic water pump system that can increase the daily output of water, and solves the problem of low water output of the PV pump system at present. The system includes the photovoltaic battery board array, the controller, the pump, the outlet pipeline, the timing starting valve, the branch line and the side branch pipe valve. The timing start valve is installed on the outlet pipe. One end of the pipeline is connected to the outlet of the pump, and the bypass valve is installed on the branch line. The pressure coefficient K1 of the pipe line is greater than the pressure coefficient K2 of the pipeline. The timing starting valve and the bypass valve are all connected to the controller. The controller is controlled according to the distribution characteristics of light intensity and the characteristics of the pipe network. The starting and closing of the starting valve and the bypass valve will change the operating point of the pump, improve the actual running lift of the system and increase the output of the sunrise, thus improve the utilization of solar energy and improve the overall efficiency of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种能够增加日出水量的光伏水泵系统
本专利技术涉及光伏提水
，尤其涉及一种能够增加日出水量的光伏水泵系统。
技术介绍
石油、煤炭等传统能源的不断开采和使用导致了非再生能源不断减少的能源危机，并且产生了一系列环境污染和温室效应等问题。因此，太阳能、风能等新型能源受到广泛应用，它们取之不尽、用之不竭。光伏水泵系统的工作原理是利用光伏产生的伏打效应将太阳能直接转化为电能，然后通过控制器驱动电机带动水泵运行进行抽水。光伏水泵系统日出而作，日落而息，无人值守，具有能耗低、节约资源、使用方便等优点，同时能够有效达到节能、节水、农业增产、增收的目的，已成为未来节能减排的发展方向之一。在实际运行时，早晨和傍晚的光照强度较低，此时经控制器输出的电能功率较低，导致水泵运行的转速降低，结合泵出口管路特性，此时泵工况点的扬程较低，达不到系统实际所需扬程，因此系统无法开始抽水。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种能够增加日出水量的光伏水泵系统，结合泵出口管路特性，通过改变泵的运动工况点，提高水泵的运行扬程，从而增加光伏水泵系统的日出水量，提高太阳能利用效率。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种能够增加日出水量的光伏水泵系统，包括光伏电池板阵列、控制器、泵、出水管路和定时启动阀，所述出水管路的一端与连接泵的出口，所述定时启动阀安装于出水管路上，定时启动阀和光伏电池板阵列均与控制器电连接，其特征在于，还包括支路管路和安装于支路管路上的旁支管路阀，所述支路管路的一端与出水管路上位于定时启动阀和泵之间的管路部分连通，所述支路管路的管道压力系数为K1，出水管路的管道压力系数为K2，K1大于K2；所述旁支管路阀与控制器电连接，所述控制器根据地区的光照强度分布特点和泵出口管路特性控制定时启动阀和旁支管路阀的启闭。优选地，还包括用于探测井内水位高度的停泵液位计，所述停泵液位计与控制器电连接。优选地，还包括光伏电池板安装支架，所述光伏电池板阵列由若干单块光伏电池板串并联组成，并固定安装于支架上。优选地，所述支路管路的另一端与出水管路上位于定时启动阀和蓄水池之间的管路连通，所述支路管路上还安装有止回阀，所述旁支管路阀安装于支路管路上靠近泵的位置，所述止回阀安装于支路管路上靠近蓄水池的位置。优选地，还包括蓄水池，所述出水管路的另一端与蓄水池连通。优选地，还包括用于探测蓄水池内水位高度的蓄水池液位计，所述蓄水池液位计与控制器电连接。本专利技术的有益效果：1)本专利技术在出水管路上的定时启动阀的两端并联支路管路，支路管路上安装旁支管路阀和止回阀，结构简单且安装方便；2)本专利技术可根据不同地区的光照强度分布通过控制器控制定时启动阀和旁支管路阀的开闭，从而改变泵的运行工况点，提高系统的实际运行扬程，增加日出水量，从而提高太阳能利用率，提高系统的整体效率；3)本专利技术通过设置停泵液位计实时监测井内的水位状态，以防泵在无水状态下运行，对泵的电机起到保护作用。附图说明图1为本专利技术所述一种能够增加日出水量的光伏水泵系统的结构示意图。图2为本专利技术所述定时启动阀和旁支管路阀安装示意图。图3为本专利技术所述一种能够增加日出水量的光伏水泵系统的运行原理示意图。其中：1-光伏电池板阵列、2-光伏电池板安装支架、3-控制器、4-泵、5-出水管路、6-定时启动阀、7-旁支管路阀、8-止回阀、9-蓄水池、10-停泵液位计、11-蓄水池液位计、12、支路管路。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。本专利技术所述的一种能够增加日出水量的光伏水泵系统包括光伏电池板阵列1、光伏电池板安装支架2、控制器3、泵4、出水管路5、定时启动阀6、旁支管路阀7、止回阀8、蓄水池9、停泵液位计10、蓄水池液位计11和支路管路12。光伏电池板阵列1输出的电能经控制器3驱动泵4运行，泵4将井内的水抽出并通过出水管路5输送至蓄水池9，出水管路5上安装有定时启动阀6，支路管路12的一端与出水管路5上位于定时启动阀6和泵4之间的管路部分连通，所述支路管路12的另一端与出水管路5上位于定时启动阀6和蓄水池9之间的管路连通，支路管路12的管道压力系数为K1，出水管路5的管道压力系数为K2，K1大于K2。如图2所示，旁支管路阀7和止回阀8安装于支路管路12上，旁支管路阀7安装于支路管路12上靠近泵4的位置，所述止回阀8安装于支路管路12上靠近蓄水池9的位置，当定时启动阀6开启，旁支管路阀7关闭时，止回阀8用于防止出水管路5中的水逆流进入支路管路12上。控制器3根据地区的光照强度分布特点并结合泵出口管路特性和泵的运行特性，控制定时启动阀6和旁支管路阀7的启闭，正常运行时定时启动阀6开启，而旁支管路阀7关闭，实际扬程满足水流汇入蓄水池9，一天中早晨和傍晚的光照强度较低，此时经控制器3输出的电能功率较低，导致泵4运行的转速降低，结合泵出口管路特性，此时工况点的运行扬程较低，达不到系统实际所需扬程，控制器3控制定时启动阀6处于关闭和旁支管路阀7开启，提高系统的扬程，增加日出水量，从而提高太阳能利用效率，提高系统的整体效率。停泵液位计10安装于井内，用于探测井内的水位高度，蓄水池液位计11安装于蓄水池9的内壁，用于探测蓄水池9内的水位高度，停泵液位计10和蓄水池液位计11均与控制器3电连接，当井内水位高度低于停泵液位计10位置时，停泵液位计10反馈信号给控制器3，控制器3控制泵4停止运行，以防泵4在无水状态下运行，对泵4的电机起到保护作用，当蓄水池9内水的高度达到蓄水池液位计11的位置时，蓄水池液位计11反馈信号给控制器3，控制器3控制系统停止运行，以免蓄水池中的水溢出。本专利技术的工作原理为：如图1和图3所示，正常运行时定时启动阀6开启，旁支管路阀7关闭，实际运行扬程大于所需扬程，泵4能够将井内的水抽至蓄水池，此时的流量达到最大。随着光照强度的降低，泵4运行的转速降低，结合流量-扬程曲线和泵出口管路特性曲线，扬程和流量均有所下降，泵管路特性曲线为：H＝HST+KQ2；式中，HST是泵管路出口与自由液面几何高度差，K为流动管道压力损失系数，Q为流量。当光照强度降低到泵4运行在工况点A时，此时正好能达到实际所需的扬程，此时对应的光照强度值为G1，即扬水阈值为G1。一天中早晨和傍晚的光照强度较低，当光照强度低于G1时，结合流量-扬程曲线和泵出口管路特性曲线L1，此时系统的扬程较低，达不到实际所需扬程，控制器3控制定时启动阀6关闭，旁支管路阀7开启，结合流量-扬程曲线和泵出口管路特性曲线L2，此时系统的扬程超出实际所需扬程，满足需求，当光照强度降低到泵运行在工况点B时，正好能达到实际所需的扬程，此时的光照强度值为G2。因此，当光照强度在G2～G1之间时，系统都能满足实际需要扬程。本专利技术通过改变泵4运行的工况点，提高系统在低光照强度下的扬程，增加日出水量，从而提高太阳能利用效率，提高系统的整体效率。所述实施例为本专利技术的优选的实施方式，但本专利技术并不限于上述实施方式，在不背离本专利技术的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够增加日出水量的光伏水泵系统，包括光伏电池板阵列(1)、控制器(3)、泵(4)、出水管路(5)和定时启动阀(6)，所述出水管路(5)的一端与连接泵(4)的出口，所述定时启动阀(6)安装于出水管路(5)上，定时启动阀(6)和光伏电池板阵列(1)均与控制器(3)电连接，其特征在于，还包括支路管路(12)和安装于支路管路(12)上的旁支管路阀(7)，所述支路管路(12)的一端与出水管路(5)上位于定时启动阀(6)和泵(4)之间的管路部分连通，所述支路管路(12)的管道压力系数为K1，出水管路(5)的管道压力系数为K2，K1大于K2；所述旁支管路阀(7)与控制器(3)电连接，所述控制器(3)根据地区的光照强度分布特点并结合泵出口管路特性和泵的运行特性控制定时启动阀(6)和旁支管路阀(7)的启闭。

【技术特征摘要】
1.一种能够增加日出水量的光伏水泵系统，包括光伏电池板阵列(1)、控制器(3)、泵(4)、出水管路(5)和定时启动阀(6)，所述出水管路(5)的一端与连接泵(4)的出口，所述定时启动阀(6)安装于出水管路(5)上，定时启动阀(6)和光伏电池板阵列(1)均与控制器(3)电连接，其特征在于，还包括支路管路(12)和安装于支路管路(12)上的旁支管路阀(7)，所述支路管路(12)的一端与出水管路(5)上位于定时启动阀(6)和泵(4)之间的管路部分连通，所述支路管路(12)的管道压力系数为K1，出水管路(5)的管道压力系数为K2，K1大于K2；所述旁支管路阀(7)与控制器(3)电连接，所述控制器(3)根据地区的光照强度分布特点并结合泵出口管路特性和泵的运行特性控制定时启动阀(6)和旁支管路阀(7)的启闭。2.根据权利要求1所述的能够增加日出水量的光伏水泵系统，其特征在于，还包括用于探测井内水位高度的停泵液位计(10)，所述停泵液位计(10)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈明高，冯进升，吴贤芳，刘厚林，王凯，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32