海南首个农业太阳能光伏扬水节水灌溉系统建成

人气 1004   2011-1-11 10:10

前不久,在昌江县昌化镇杨咸地区我省第一个日供水200吨太阳能光伏扬水节水灌溉系统建成,开创了海南省在农业领域太阳能光伏应用的新途径。

昌江县昌化镇是昌江县种植瓜菜面积较大的地区,也是昌江县和我省重点传统农业基地之一。该镇杨咸地区气候暖和,多年年均日照2300小时, 年均气温23.9℃,光热资源丰富,属热带区域,发展反季节果菜条件十分优越。但本地区又是我省最干旱的地方之一,多年平均降雨量仅1000mm,径流深仅200mm,多年平均蒸发量1900mm,因此冬、春季十年九旱。杨咸地区杨柳、咸田二个村委会地处昌化江流域出海口的沙洲上,三面环江,一面临海。土地面积3200亩,基本上没有水利设施,不但经常遭受台风、洪水、暴潮的袭击,而且每年冬春都不同程度遭受干旱的威胁,干旱缺水制约着农业生产的发展。

为有效解决杨咸地区的生产用水问题,2010年,昌江县安排投资556万元, 在杨咸建成一个现代农业微灌工程示范基地,进行节水灌溉试验, 项目总灌溉面积2500亩。本工程建大水井11口,作为主要供水水源,兴建11座蓄水池,单池蓄水容量200立方米。安装水泵电动机组11台,每口井有一间水泵房,建筑面积6平方米。变压器4台。10kV配电线路1.73千米,380V低压线路2.15千米。田间道5.526千米。管道30060米。

昌江县水务局采纳了海南省可再生能源协会和省水利学会有关专家的建议,在该基地11个独立供水大区中, 将11#井的灌溉系统规划建设为一个太阳能光伏扬水节水灌区, 作为我省水利工程利用太阳能抽水灌溉的试点。

该系统由省水利电力建筑勘测设计院设计,深圳市天源新能源有限公司提供解决方案及系统设备。整个系统由太阳能发电系统、光伏扬水逆变器控制系统和制水系统三部份组成。

采用太阳能电池板供电,选用40块210瓦的太阳能电池板,总功率为8.4千瓦,配置型号为PB7500H,功率7.5千瓦的逆变器将太阳能电池阵列发出的直流电转换为380~440V的交流电,驱动5.5千瓦的三相交流水泵从水井中抽水,注入蓄水池或直接灌溉。水泵运行频率范围为30~50赫兹,现场总扬程为20米,在睛天条件下每天工作时间约8个小时,日供水量为200立方米,可灌溉面积100亩,通过地埋管道为高效反季节瓜菜种植提供节水灌溉水源。

据系统的技术支持单位12月20日实测数据,当天为多云天气,光伏水泵从上午9时开始运行到下午4点半,当天抽水总流量为220立方米,扬程为15米。

该系统的特点是: 光伏发电系统全自动运行,无须人工值守;省却掉储能装置蓄电池,以蓄水替代蓄电,直接驱动水泵扬水,可靠性高,可大幅降低系统的建设和维护成本; 光伏扬水逆变器可根据日照强度的变化调节水泵转速,使输出功率接近太阳电池阵列的最大功率;当日照很充足时,保证水泵的转速不超过额定转速;当日照不足时,根据设定最低运行频率是否满足,否则自动停止运行。

据测算,该光伏扬水系统可年均发电15000千瓦时左右,能够长时期为灌区提供灌溉用水,节能、减排和农业综合效益都很明显。

海南省可再生能源协会的有关专家认为,我省具有丰富的太阳能资源,根据海南省气象局组织的全省太阳能资源调研评估报告,海南各地区太阳能资源利用价值均较高,其中东方、三亚、陵水、昌江及白沙太阳能资源更具利用价值。昌江县昌化镇杨咸地区光伏扬水灌溉系统的建成,是水利工作拓展农村经济发展模式的一个新的创新点,为我省西部干旱地区,特别是无电地区的农业、林业领域推广应用太阳能光伏发电提供了一个可资借鉴的样板,该试点具有很好的推广价值。光伏扬水技术在农林业灌溉、沙化土地治理、禽畜养殖、生活供水、城市水景、海水淡化等领域,都具有良好的推广应用前景。

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