《农村饮水工程中光伏发电的运用探索.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《农村饮水工程中光伏发电的运用探索.pdf（4页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、农村饮水工程中光伏发电的运用探索1.项目概况玉龙县大具乡一碗水村属少数民族聚居地，地处玉龙雪山东部山区，海拔高程 3 150m,属典型的灰岩地区，水资源匮乏，人民群众饮水困难，缺水制约着山区人民的生存和 发展，社会稳定、民族团结问题突出。玉龙县一碗水村抗旱饮水工程为当地政府破解一碗水 村 501 人的人畜饮水难题的重要项目，设计供水流虽:19.3m3/h,最髙日供水量115.72m3/d,年供水总虽:为2.82xl04m3/ao水源位于项目区西北侧的已建 2 000m3 的调蓄水池，髙程 3098m,采用提水泵站、输水管逍将水量提至拟建 100m3 髙位水池。设汁扬程为 202m,水泵型号 Z
2、PD25-30 x7(P)，电 机功率30kW,输水管道采用 DN80 镀锌钢管，长 1.5km,出水口高程 3242m.项目地处贫困 山区，供配电及运行电费收取成为本项目需解决的难点。2、供配电比选方案2.1.供配电比选本项目距离泵站 150m 范用内有容量满足要求的 10kV 电网线路，同时泵站位置处 场地开阔，无遮拦物，光照强度高，因此，在供配电比选中主要采用电网供电、光伏发电及两 用电相结合的方式进行 Q1)方案一:电网供电属传统型能源，管理、运行相对比较简单，前期投资成本较低，供水保证率较髙。其缺点为运行电费高，每年提水电费约为 3.83x104 元，不利于贫困山区精准脱贫。2)方案
3、二:光伏发电属新型能源，目前国家大力推广并相应扶持，应用比较广泛，是真正绿色环保的新 型可再生能源;工程设计、安装和使用较传统电网供电系统更快捷，经济性更好;政府一次性 投资，居民终生受益。根据国家对农村光伏发电扶持政策，按照咱发自用，余电上网匕模式,余电补贴费用基本能满足水泵运行管理维护人员工资及日常开支。其缺点为相对于常规电能 提水泵站，苴前期建设投资成本高，受地面太阳光热资源影响大，运行过程中有间歇性，供 水保证率较低。3）方案三:光伏发电和电网供电两用提水泵站该方案为电网供电和光伏发电相互取长补短，互为备用。其优点为该方案选择的 2 种供电方式，各自都运用广泛、技术成熟、管理方便;电网
4、供电可以解决光伏发电地而运行间 隙性弱点，供水保证率高，光伏发电可以解决电网供电运行费髙的缺点，使得运行成本费低,供水水价低。其缺点为同时建设 2 种供电系统，较单独建设 1 种供电系统投资高。22、供配电确定电网供电和光伏发电都是可行的供电方式，但是二者均不能同时满足低供水成本和髙供水保证率要求。从投资、后期运行成本费用、供水保证率等方而进行比较，同时结合 项目区是玉龙县山区民族贫困村，水资源对当地精准扶贫作用重大。本项目为政府一次性全 额投资抗旱惠民工程，工程的建设体现岀政府部门对当地人民群众的关心，虽然项目前期投 入费用高，但是后期运行成本低，符合当地村民实际经济情况，村民接受意愿髙，也
5、便于今 后的水费征收，用于工程的后期运行维护，使工程能发挥长久效益，故采用光伏发电，”自发 自用，余电上网，电网供电作为备用电源。3、项目选址对光伏发电的适应性分析根据场址太阳能资源资料及同期丽江气象站实测资料分析，确左太阳能年均辐射总量为 1 556kW-h/m2,年日照时数 2 464h;日照时数 X6h 的年平均天数达 260d 以上。年日照 数大于 2200h,全年太阳辐射总量大于 1000kW-h/m2,太阳能资源稳立可靠，适宜光伏发电。根据丽江气象站资料统计，多年平均气温为 22.60,极值最高为 32.3 厨，极端最冷天气为-11.6E,50a一遇的最大风速为 27m/s,满足光
6、伏泵站建设要求。4、光伏发电设计4.1.光伏阵列容量确立本泵站属于髙扬程泵站，很难配套相应的一体式光伏提水水泵，因此，设讣时将光伏组件及泵站独立分开根据水泵选型，相应配套电机额立功率为 30kW。光伏组件是整个系统的动力核心，光伏组件的选型及配置是确左光伏水泵系统性价比的主要因数。根据太阳能电池的光强温度特性及寿命周期的性能演变特性，光伏组件容 量比水泵设讣提水功率增大一立比例才是比较合理的配置。在云南大部分地区有约 14%的温 度损耗，在实际应用中，光伏组件系统损耗约 8%,光伏组件功率衰减损耗约 20%,其他影响 因素约为 5%,以此确左光伏阵列容量为 46kW 2L4.2.光伏阵列最佳倾
7、角、行间距的确左光伏阵列为固左式，最佳倾角 23。行间距计算公式:式中，Lb 为行间距，前排方阵前端到后排方阵前端的距离，m 儿为组件垂直髙度，m;为冬至日 9:00 太阳方位角，经分析计算为 124;αz 为太阳高度角，经分析计算为 13;α为最佳倾角，为 23经讣算并经修正取行间距 Lb 为 1.75mo4.3、光伏发电设计光伏发电系统与泵站.余电并网接入方式详见图 1 光伏发电与泵站枢纽系统设计示 意图。光伏发电系统主要包括光伏组件及方阵支架等构筑物。图 1 光伏发电与泵站枢纽系统设计示意图1）光伏组件。配置 175W 髙效薄膜光伏组件 260 块,26 块串联组
8、成一个子阵，共 10个子阵，总功率 46kW,组件外形尺寸 1 650mmx665mmx28mm,按 10 x26 排列，方阵总长度 约为 18.2m,宽度约为 17.5m,配套相应的 10 套汇流箱、1 套直流柜、1 套逆变器、1 套升压 系统，占地约为400m2o2)方阵支架等构筑物:方阵支架采用热镀锌钢支架，采用螺丝钉连接，具有连接方 便可靠、便于调节、能在野外长期可靠工作的特点。支架能承重 150kg/m2,满足承受自身 组件重量、风荷载、雨雪冰雹荷载等其他未能预见荷载。光伏方阵的最佳倾角为23。，即在冬季得到最大的太阳輻射，同时也满足基本上是全年得到辐射相对最大，并有利于安装及利 用
9、雨水冲洗光伏组件表而的灰尘。方阵采用钢筋水泥桩作为基础，水泥桩尺寸为φ0.4mx0.8m,光伏方阵方位角为 124。，即面向南偏东方向。围栏采用绿色喷塑专用钢绚科栏，髙 1.8m5、效益分析及实践应用项目建成后，通过光伏发电提水特色水利建设，助力精准扶贫，促进社会稳左、民族团结。在项目建设前，玉龙县大具乡一碗水村由于水资源匮乏，严重制约当地群众生存和 发展。只有充分发挥水利行业产业扶贫优势，破解人畜饮水难题，才能保障贫困山区尽快脱 贫致富，全而奔向小康社会。因此，在项目设汁阶段考虑运行水费收费难，结合国家对淸洁 能源产业政策的优扶政策，充分发挥光伏发电在太阳能资源丰富地区的产业优势，设
10、计采用 光伏发电，电网供电作为备用的供电模式。根据项目建成后运行统计，光伏发电年有效利用 273d,余下 36d 高位水池供水,56d 采用电网供电提水。根据项目运行阶段监测数字显示，光 伏发电平均每天发电 302kW-h,提水泵站用电 143kW-h,余电 159kW-h,按照 0.42 元补贴，平 均每天补贴电费 67 元，项目建成后，聘用 1 名管理人员，补贴电费基本可以维持管理人员工 资。若换算成电网供电后，每天平均需要电费 104.39 元，加之管理费用，不能有效实现精准 脱贫。因此，采用光伏发电提水，大大地降低了项目运行管理成本，效益显着，对社会稳左、民族团结具有促进作用。6、结语通过自发自用，余电上网;的提水泵站供配电模式在农村饮水工程中成功应用,有效降低后期运行成本，将利益予之贫困山区群众，电网供电作为备用电源，有效提髙供水 保证率。结合国家对清洁能源的补贴政策，太阳能丰富地区，光伏发电是解决贫困山区人畜 饮水安全重要措施之一，值得在山区推广。参考文献孙春敏.光伏提水在雷州半岛抗旱应用中的可行性探讨广东水利水电，2017(4):89-90.2邓波.光伏提水技术研究与应用.前沿,2011(16):16-18.程荣香.光伏提水工程技术设汁初探.理论研究,2011:56-58.