光照强度对光伏抽水灌溉系统性能的影响

为掌握光照变化对无蓄电池光伏灌溉系统运行特性的影响,搭建光伏灌溉系统开式试验台,试验测量了不同光照强度下的系统性能.试验结果表明:较低光照强度下喷头工作压力、射程随光照强度增大而增大,较高光照强度下随光照强度上下波动,射程变化趋势与工作压力变化趋势一致,但旋转周期变化趋势与工作压力呈相反规律;喷头工作压力变化趋势与光伏水泵出口压力、光伏组件输出功率变化趋势一致;光照强度1000 W/m^(2)附近系统运行参数达到阈值,喷头射程与工作压力最大值分别为9.8 m和0.44 MPa,水泵流量与出口压力最大值分别为1.68 m^(3)/h和0.45 MPa;未达到阈值前,影响水泵与喷头运行的主要因素是光照强度,运行参数变化幅度较大,达到阈值后影响因素主要为光照强度和温度,运行参数变化幅度较小;较低光照强度下,组合平均喷灌强度随着光照强度增大而增大;较高光照强度下,组合平均喷灌强度随着光照强度上下变化,与光伏组件输出功率的变化趋势一致;随着光照强度增大,喷头喷灌均匀系数和分布均匀系数逐渐趋近最高值,喷灌均匀系数最高达到88%.

喷头数量对光伏喷灌系统运行特性的影响

【目的】探讨喷头数量对无蓄电池光伏灌溉系统运行特性的影响。【方法】搭建光伏灌溉系统试验台,采用试验测量的方法获得不同喷头负载数量下的系统性能。【结果】①不同负载下的喷头压力均随着光照强度变化而变化,变化幅度随着光照强度区间增大而降低,2负载的饱和光照强度比4负载低了300 W/m^(2);②随着系统负载喷头数量增大,喷头饱和工作压力逐渐降低,2负载饱和压力约为450 kPa,4负载饱和压力约为435 kPa,喷头达到饱和压力所需光照强度逐渐升高;③随着喷头数量增大,喷头径向降水量逐渐减少,喷头各段之间降水量差值逐渐减小,2负载的径向水量分布结构为较差的“梯形分布”,4负载的径向水量分布结构为较好的“三角形分布”;④喷灌均匀系数随着负载喷头数量增加而增大,4喷头最大均匀系数比2喷头大2%。【结论】随着喷头负载数量增大,系统饱和光照强度增大,喷头饱和压力减小,泵扬程、转速、流量随光照强度瞬态变化的幅度逐渐减少,泵流量-扬程曲线与管路特性曲线的交点右移,系统在较大流量工况下运行,喷头工作压力降低,喷灌均匀性更好。

基于正交试验的光伏水泵性能优化

以光伏水泵为研究对象,基于试验测试和理论分析建立光伏水泵出水量计算预测方法。采用正交试验设计优化方案,选取泵叶轮结构参数为优化变量,通过数值模拟和试验研究的方法,对该光伏水泵的性能进行优化和试验验证。结果表明:经优化后,光伏水泵系统的最低出水值下降至330 W/m^(2),水泵每日工作时长提升;光照辐射强度稳态时的泵出口压力脉动相较优化前有小幅提升,光照辐射强度瞬态变化时泵出口压力脉动波动幅度更平稳;优化后的模型泵叶轮进口低压区面积明显减小,叶轮出口压力显著增加,同时叶轮流道内速度分布更为均匀。