Toepassing van frequentieomvormers in het veld van zonnewaterpompen
Wereldwijde milieuvervuiling en energietekorten hebben mensen gedwongen harder te werken om nieuwe energiebronnen te vinden en te ontwikkelen. In deze zoektocht en ontwikkeling richten mensen zich vanzelfsprekend op diverse hernieuwbare alternatieve energiebronnen, waaronder windenergie, kernenergie, waterkracht, zonne-energie en fotovoltaïsche energieopwekking. Hoewel de praktische toepassing van fotovoltaïsche energieopwekking verschillende beperkingen kent, met de dalende kosten van fotovoltaïsche energieopwekking, de stijgende kosten van minerale energieopwekking en de afname van minerale energie, komt fotovoltaïsche energieopwekking geleidelijk in de commerciële fase terecht.
1. De basisprincipes van fotovoltaïsche energieopwekking: Zonnecellen zijn voornamelijk gemaakt van monokristallijn silicium. Dit monokristallijn silicium wordt gebruikt om een pn-overgang te creëren die vergelijkbaar is met die in een diode, en het werkingsprincipe is vergelijkbaar met dat van een diode. In een diode wordt de beweging van gaten en elektronen in de pn-overgang echter aangestuurd door een extern elektrisch veld, terwijl in een zonnecel de beweging van gaten en elektronen in de pn-overgang wordt aangestuurd en beïnvloed door zonnefotonen en stralingswarmte (*). Dit staat algemeen bekend als het fotovoltaïsche effect. Momenteel bedraagt de efficiëntie van foto-elektrische conversie, of fotovoltaïsche cellen, ongeveer 13%-15% voor monokristallijn silicium en 11%-13% voor polykristallijn silicium. De nieuwste technologie omvat ook dunnefilm-fotovoltaïsche cellen.
2. Classificatie van fotovoltaïsche zonne-energiesystemen: Momenteel kunnen fotovoltaïsche zonne-energiesystemen grofweg worden onderverdeeld in drie categorieën: off-grid fotovoltaïsche energieopslagsystemen, netgekoppelde fotovoltaïsche energieopwekkingssystemen en hybride systemen van de eerste twee. Off-grid fotovoltaïsche energieopslagsystemen zijn een veelgebruikte toepassing voor zonne-energie en worden al jaren zowel nationaal als internationaal gebruikt. Ze zijn relatief eenvoudig en breed aanpasbaar. Hun gebruik wordt echter beperkt door de grote omvang en de onderhoudsmoeilijkheden van de verschillende soorten opslagbatterijen.
3. Componenten van een fotovoltaïsch zonnesysteem
● Zonnecellen (zonnesubstraten): voeren foto-elektrische conversie uit.
● Batterij: Batterijen zijn belangrijke componenten in fotovoltaïsche energieopwekkingssystemen en slaan elektriciteit op die afkomstig is van fotovoltaïsche cellen. Momenteel heeft mijn land geen speciale batterijen voor fotovoltaïsche systemen; in plaats daarvan worden conventionele loodzuuraccu's gebruikt.
● DC-omvormer: Deze omvormer heeft als functie gelijkstroom om te zetten in wisselstroom. De belangrijkste prestatie-indicatoren voor dit onderdeel zijn betrouwbaarheid en conversie-efficiëntie. De wisselstroom die door de AC-omvormer wordt omgezet, maximaliseert de hoeveelheid energie die door de fotovoltaïsche cellen wordt omgezet en levert deze aan het net of rechtstreeks aan energieverbruikende apparaten.
4. Een fotovoltaïsch waterpompsysteem is een typisch geïntegreerd optisch, mechanisch en elektrisch systeem. Het maakt gebruik van zonnecellen om zonne-energie direct om te zetten in elektriciteit, die vervolgens via een omvormer wordt omgezet in wisselstroom. Deze stroom drijft een asynchrone wisselstroommotor aan die water oppompt uit diepe putten, rivieren, meren, vijvers en andere waterbronnen. Dit systeem wordt veel gebruikt bij de bestrijding van woestijnvorming, in woonwijken, bij landbouwirrigatie, bij landschapsirrigatie, bij de veehouderij, bij schilderachtige fonteinen en bij waterzuiveringsprojecten. Het fotovoltaïsche waterpompsysteem heeft de volgende kenmerken:
● Het fotovoltaïsche waterpompsysteem werkt volledig automatisch en vereist geen menselijke tussenkomst. Het systeem bestaat uit fotovoltaïsche cellen (zonnesubstraten), batterijen (op maat), een speciale fotovoltaïsche omvormer, een waterpomp en een wateropslag.
● Een speciale omvormer voor fotovoltaïsche waterpompen past de pompsnelheid aan op basis van veranderingen in de intensiteit van het zonlicht, waardoor het uitgangsvermogen het maximale vermogen van de zonnepanelen benadert. Bij overvloedig zonlicht blijft de pompsnelheid binnen de nominale snelheid. Bij onvoldoende zonlicht stopt de pomp automatisch als de ingestelde minimale bedrijfsfrequentie wordt bereikt.
● De pomp, aangedreven door een driefasenwisselstroommotor, zuigt water uit een diepe put en pompt dit in een wateropslagtank/vijver of sluit het rechtstreeks aan op het irrigatiesysteem. Afhankelijk van de werkelijke systeemvereisten en installatieomstandigheden kunnen verschillende soorten pompen worden gebruikt.
● Wij kunnen kosteneffectieve oplossingen bieden die zijn afgestemd op specifieke regionale en klantbehoeften.
Fotovoltaïsche waterpompsystemen maken gebruik van de duurzame energie van de zon en werken van zonsopgang tot zonsondergang. Ze vereisen geen menselijk toezicht, geen fossiele brandstoffen, werken onafhankelijk en kunnen indien nodig worden geïntegreerd in het elektriciteitsnet. Ze zijn veilig en betrouwbaar. Zonder externe energie kunnen ze flexibel worden toegepast voor irrigatie van landbouwgrond, drinkwater voor mens en vee, tuinontwikkeling, parkverfraaiing, de bouw van kleurrijke fonteinen, beluchting voor aquacultuur en watervoorziening en -afvoer voor zoutpannen aan de kust. Ze pakken effectief problemen met irrigatie van landbouwgrond aan, verhogen de opbrengsten, besparen water en energie en verminderen de traditionele energie- en elektriciteitsinput aanzienlijk. Ze bieden voordelen zoals een lange levensduur, een laag stroomverbruik, een laag geluidsniveau, een evenwichtige snelheidsregeling, een stabiele werking en een storingsvrije werking. Daarom zijn fotovoltaïsche waterpompsystemen de meest effectieve manier geworden om fossiele brandstoffen te vervangen door schone energie en een belangrijk nieuw energie- en technologieproduct in uitgebreide oplossingen voor wereldwijde voedsel- en energie-uitdagingen.
