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不同扬程小型太阳直流水泵的性实验对比研究

发布时间:2018-1-15 9:53:37  浏览:

    太阳能电磁泵是利用太阳电池供电,带动电磁泵从水源提水的设备,具有噪声低、无污染、简单、经济等诸多优点。电磁水泵具有良好的经济效益和环境效益,其免维护较柴油机更显示出优越性。

 

一、太阳直流电磁泵的结构

 

    该电磁泵能方便地调整太阳电池组件的最佳倾角,使太阳电池的输出功率达到最大,而无需采用跟踪器。该系统主要部件为太阳电池组件(功率分别为40W及80助,此外还包括支杆、底部有带刻度的1/4圆弧(与水平尺能准确读出a的大小,可在0~90i之间变化)、水平尺(始终处在水平面上,与电池板形成a角)、螺钉(固定支杆、水平尺);微型直流电磁泵(功率分别为16W和45W)以及进水端、出水端(图1)。对于不同功率的电磁泵,之所以配备电磁泵功率两倍左右的光伏组件,主要是考虑电磁泵能在较低的太阳辐射下就开始工作,如一般正午时太阳辐照度接近1kW/m2,这样在400W/m2左右的实际辐照度下电磁泵就可以工作,电磁泵在昆明晴天的工作时间约为8h。

 

二、太阳直流电磁泵的安装方法

 

    实验前需对太阳电池组件进行调节,如图1所示。安装时,首先计算或查出当地太阳电池组件的最佳安装角,通过调节支杆及水平尺,使a角与最佳倾角一致;组件输出端与电磁泵的输入端正确连接(实验前把电磁泵灌满水再接上水管,避免空气阻力影响电磁泵的流量及提水高度)。

 太阳电池组件进行调节

三、系统测试及分析

    1、实验方案

    本实验对配置好的不同扬程太阳电池电磁泵进行实际测试研究。倾角朝正南方向,在不同的提水高度处,均提起一桶水(合14.5功。在保持组件输出功率一定的条件下,由实验数据分别做出提水高度与时间及辐照度与时间的关系,为今后电磁泵的工作提供参考。

    2、实验结果与分析

    不同电磁泵提水高度与时间的变化关系如图2所示。当抽取一定量的水(实验中的提水量为14.5功时,提水高度越高,所需时间越长。从图2看出,系统1的提水高度为0~30m,系统2的提水高度曲线在。0~55m内变化缓慢,近似为一条直线,说明在此范围内提水较为理想。此外系统1的提水高度曲线在30~40m, 40~50m时比0~30m时更陡峭,系统2提水高度曲线在55~60m, 60~70m时比。0~55m时陡峭,表明两系统分别在30~50m及55~70m范围内提水可满足一定的抽水量,也具有一定的使用价值;但当提水高度分别达到50m及70m以后,特别是接近扬程时曲线变化更加陡峭,近乎与横轴垂直,即时间为无限,说明此时用来抽水已没有实用意义。

 不同电磁泵提水高度与时间的变化关系

    从图2也可以看出,电磁泵实际扬程与理论扬程之间的比值为0.75~0.85,而系统的提水高度在实际扬程的2/3左右时较为适用。

    图3显示了辐照度与时间的关系曲线图。从图3中可看出,当辐照度大于450W/m2时即可满足该电磁泵的抽水工作;而当辐照度小于200W /m2时电磁泵将不再抽水。

辐照度与时间的关系曲线图

    对光伏组件(太阳电池用量计算)和电磁泵功率的选择进行了相关研究,最终使能量损失减少。

 

    本文从微型电磁泵的设计到实验,得出了满足该电磁泵工作的最小辐照度,并得到提水高度与时间、辐照度与提水时间之间的关系,为今后电磁泵的工作提供参考。

   (1)配置的不同扬程的小型太阳能直流电磁泵,装置简单、实用,无需跟踪器,能方便地让太阳光直入射太阳电池组件,使效益得到提高。当辐照度大于450W/m2时运行良好,而当辐照度小于200W/m2时电磁泵将不再抽水。

   (2)系统的提水高度在实际扬程的2/3时较为适用。

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