《光伏大規(guī)模應(yīng)用的新領(lǐng)域——光伏水利》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了光伏水利的基本概念和產(chǎn)業(yè)技術(shù)，闡述了其對(duì)解決人類社會(huì)發(fā)展問(wèn)題的重要意義,探討了在我國(guó)西部大開發(fā)和一帶一路建設(shè)中的應(yīng)用,分析了可預(yù)期的綜合效益,并對(duì)潛在市場(chǎng)規(guī)模進(jìn)行了展望。引言糧食和生態(tài)是人類社會(huì)生存與發(fā)展的重大問(wèn)題。世界人口持續(xù)增加，從1990年的53億z到2011年突破70億，2025年將達(dá)到80億，地球的資源不堪重負(fù)，能源、糧食和水資源危機(jī)日趨嚴(yán)重，加上人類活動(dòng)造成的環(huán)境污染、土地荒漠化、耕地減少、牧場(chǎng)退化等，迫切需要重新審視人類社會(huì)發(fā)展的模式，采取行之有效的可持續(xù)發(fā)展策略和措施。近年來(lái),我國(guó)

2、在相關(guān)領(lǐng)域不斷加大投入”但是由于各個(gè)方面和環(huán)節(jié)缺乏有效的結(jié)合與協(xié)調(diào)，未能取得預(yù)期的效果。多年的實(shí)踐證明，光伏水利產(chǎn)業(yè)技術(shù)，不僅能夠促進(jìn)光伏行業(yè)的健康發(fā)展、保證節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，而且在農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、糧草肉增產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境改善、荒漠治理以及邊防強(qiáng)化等方面，能夠取得良好的綜合效益，具有巨大的應(yīng)用市場(chǎng)。二光伏水利的概念和技術(shù)光伏水利，就是利用光伏揚(yáng)水系統(tǒng)，為邊遠(yuǎn)無(wú)電或缺電地區(qū)的農(nóng)林灌溉、荒漠治理、草原畜牧、生活用水、苦咸水淡化等提供動(dòng)力電源和系統(tǒng)解決方案。光伏揚(yáng)水系統(tǒng)，主要由光伏陣列、光伏揚(yáng)水逆變器、水泵構(gòu)成，與灌溉設(shè)備

3、結(jié)合又組合成光伏節(jié)水灌溉系統(tǒng)。光伏陣列接受太陽(yáng)輻射能，并將其轉(zhuǎn)化為電能;逆變器將直流電能轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)水泵的交流電能，并實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤;水泵則將地下水或河水從低位提至高位，并向灌溉設(shè)備加壓?；谛铍姴蝗缧钏脑O(shè)計(jì)理念，系統(tǒng)中通常不含儲(chǔ)能裝置，既降低了建設(shè)和運(yùn)行成本，也提高了系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，為了保證水資源的高效利用,與微噴灌、滴灌和滲灌等節(jié)水灌溉技術(shù)相結(jié)合。光伏水利產(chǎn)業(yè)技術(shù)以太陽(yáng)能為動(dòng)力源，不僅解決了邊遠(yuǎn)地區(qū)架設(shè)電網(wǎng)所存在的距離遠(yuǎn)、工期長(zhǎng)、投入大和利用效率低等問(wèn)題，而且無(wú)需運(yùn)行電費(fèi)，長(zhǎng)期運(yùn)行的總投入也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于柴油發(fā)

4、電機(jī)，在國(guó)家政策的扶持下，用戶樂于接受。光伏揚(yáng)水系統(tǒng)就地取水用水，易于規(guī)劃和建設(shè)，而且免去了輸水渠道建設(shè)，提高了水利用系數(shù)。光伏水利綜合解決方案具有系統(tǒng)集成化、運(yùn)行智能化和操作簡(jiǎn)單化的特點(diǎn)，保證了在缺乏專業(yè)技術(shù)人員的邊遠(yuǎn)地區(qū)系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全與高效運(yùn)行。光伏節(jié)水,經(jīng)歷了由設(shè)備到系統(tǒng)的發(fā)展歷程。其中，光伏組件、水泵和灌溉設(shè)備為通用產(chǎn)品，而具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能和變頻逆變的光伏揚(yáng)水逆變器為專用產(chǎn)品,是系統(tǒng)的核心，額定功率從數(shù)百瓦至近百干瓦，產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被業(yè)界采納并形成行業(yè)通用規(guī)范。系統(tǒng)集成的核心是實(shí)現(xiàn)優(yōu)化匹配，即根據(jù)揚(yáng)

5、程和日需水量選定最佳類型和規(guī)格的水泵，根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際功耗和當(dāng)?shù)厝照諚l件選定光伏陣列的容量,從而組成高性價(jià)比的系統(tǒng)。光伏水利的概念和技術(shù)也經(jīng)歷了被逐漸認(rèn)知和認(rèn)可的過(guò)程。上世紀(jì)九十年代,由于系統(tǒng)成本很高，只有少量的小功率光伏提水系統(tǒng)，主要解決邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)的生活用水問(wèn)題;2001年9月，光伏揚(yáng)水系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于新疆沙漠公路防護(hù)林太陽(yáng)能滴灌系統(tǒng)，光伏陣列的峰值功率為14kW,開啟了大功率光伏提水系統(tǒng)在農(nóng)林灌溉和荒漠治理中的應(yīng)用。系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)十多年在全球100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的示范應(yīng)用，推動(dòng)了光伏水利在全球的快速發(fā)展，基于對(duì)全球生

6、態(tài)環(huán)境恢復(fù)的創(chuàng)新貢獻(xiàn),2014年聯(lián)合國(guó)全球人居環(huán)境論壇授予天源新能源綠色科技最佳范例獎(jiǎng)。國(guó)家已開始關(guān)注光伏水利技術(shù)及其應(yīng)用。青海、新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古等地方政府和水利部門先后開展光伏水利應(yīng)用的可行性研究，建立示范系統(tǒng)，確認(rèn)運(yùn)行特性與效果;2013年9月”水利部首次舉辦了光伏提水技術(shù)研討會(huì)，探討國(guó)家在政策和規(guī)劃中如何給予支持;目前，相關(guān)產(chǎn)品已進(jìn)入國(guó)家農(nóng)機(jī)產(chǎn)品目錄，國(guó)家水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《牧區(qū)草地節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿）也將光伏提水工程設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)重要內(nèi)容。三、光伏水利的前景和效益光伏水利的推廣應(yīng)用尤其符合我國(guó)

7、國(guó)情。我國(guó)是水資源較貧乏的國(guó)家，水資源總量居世界第6位，但人均水資源量?jī)H為世界人均水平的1/4,居世界第88位;旱地面積為332萬(wàn)平方公里，其中荒漠化面積為262萬(wàn)平方公里,人均耕地面積僅有1.2畝，受荒漠化影響的人口高達(dá)4億，且集中在西北邊遠(yuǎn)地區(qū)，迫切需要解決生活和生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境改善和荒漠治理的供水問(wèn)題。這些地區(qū)地表嚴(yán)重缺水，但地下水資源較為豐富，新疆、青海、甘肅、陜西、寧夏和內(nèi)蒙古的地下水資源總量超過(guò)1千億立方米很卩使在水資源管理〃三條紅線〃控制指標(biāo)范圍內(nèi)，仍有相當(dāng)大的開發(fā)利用空間。作一個(gè)保守的估算，如果僅對(duì)我國(guó)

8、1%的旱地面積（約5千萬(wàn)畝）采用光伏揚(yáng)水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)每年300m3/畝的灌溉,則開發(fā)利用的水資源總量約為150億立方米，市場(chǎng)需求約為1250億元。如果分10年進(jìn)行建設(shè),則每年的投入為125億元。根據(jù)國(guó)家財(cái)政部頒布的《2014年全國(guó)一般公共預(yù)算支出決算表》，在農(nóng)業(yè)、林業(yè)和水利上的支岀分別為5816.6、1348.8和3478.7億元;在荒漠治理、退