1. 项目背景
1.1 提水灌溉现状
近年来在全球气候变化的影响下,全国的降雨量越来越不均匀,干旱地区比较普遍,在无市电或市电紧张的偏远地区,人蓄饮用水多年以来一直依靠从居住周边的水源处人工提水或柴油机提水来解决用水需要,较为不便且费用较高,限制了水资源的开发利用。
目前绝大部分农田、牧场是没有电网覆盖的,基本上是靠天下雨或人工从河井里取水进行灌溉,但由于浇灌配套设施不齐备,灌溉水资源的利用效率较低,重新架设电网的建设成本较高且建设后的利用率较低,农田、牧场得不到有效灌溉,农作物、牧草产量很低,另外在高温干旱时节用电量大造成电压不稳定,所以在降雨量少的年头,直接导致农作物减产甚至绝收,严重制约了国民经济和农业发展的瓶颈,粮食安全、水安全和生态环境环境日益突出,农牧业的可持续发展面临严峻的挑战。
2. 系统设计
2.1 工作原理
风能供电提水灌溉系统采用升力型高效风轮驱动永磁发电机,通过电气传动与潜水电泵相连接构成新型的风力提水系统。风能供电提水灌溉系统采用电磁耦合,无需蓄电池,将风力发电机所发的变频变压的交流电能通过专用控制器直接
供给异步电动机驱动水泵提水,由专用控制器可实时控制风力发电机组的运行状态,实现风能发电的最大功率捕获。
2.2 设备选型
2.2.1 风力发电机组
系统采用上海致远自主研发生产的10kW 风力发电机组,该风力发电机组具有额定风速底、发电量大、多种保护措施,安全可靠等特点,同时考虑到土地资源的宝贵以及交通不便等因素,具有占地面积小、安装方便等优点。
2.2.2 控制器
系统采用上海致远自主研发生产的与风力发电机组和水泵相匹配的专用控制器,控制器可直接驱动水泵,无需接蓄电池组、逆变器等其他设备,提高了系统利用效率,同时控制器可实时控制风力发电机组的运行状态,实现风能发电的最大功率捕获。
2.2.3 潜水电泵
选择与风能供电系统相匹配的7.5kW 的潜水电泵,额定流量17m3/h,额定扬程98m。使用维护方便简单,占地面积小,可直接放于水中,不需建设泵房。