光伏提水直驱节水灌溉技术研究

利用光伏提水进行灌溉在很多无常规能源地区得到了广泛的应用,但太阳能辐射量的日变化造成光伏提水直接驱动节水灌溉设备存在不能稳定工作和灌溉均匀度差的问题。利用自动控制技术,通过PLC监测主管压力,控制每条支管上的电磁阀,来控制正常工作的灌水器数量,保证所有灌水器都能正常工作;通过PLC给正常工作的灌水器计时,来控制每条支管的灌水量,使所有支管在正常工作条件下的灌水量相近,从而保证灌溉的均匀度。试验结果表明:自动控制的光伏提水节水灌溉系统不仅能够保证灌溉系统稳定均匀工作,高效利用水资源和太阳能资源,而且与常规的储水、储能方法相比,大大减少了系统的建设和运行成本,是实现无电牧区天然草场灌溉的重要技术手段。     

光伏提水技术研究与应用

光伏提水是涉及太阳能采集与变换、电力电子、电机、水泵等多门学科专业综合配套的一门新兴技术,因其符合新能源战略发展的需要而备受关注和重视。基于研究和推广应用需要,在回顾了光伏提水技术发展历程的基础上,介绍了近年国内出现的几种有代表性的光伏提水装置,对它们的类型和系统结构进行了分析,探讨了光伏提水技术在我国特别是西部干旱缺水地区推广应用的前景和价值。     

太阳能光伏提水技术在广西大石山区灌溉工程的应用

依托广西田东县思林镇真良村太阳能提水灌溉试验区,分析了大石山区太阳辐射及光电板输出功率、光伏水泵出力情况,集成了太阳能光伏与蓄水系统、太阳能光伏与灌溉系统,分析了太阳能光伏提水灌溉火龙果的效益。结果表明:太阳能光伏提水技术在广西大石山区灌溉效果好,前景广阔。     

风光互补发电提水灌溉系统的组成及应用

风光互补发电智能提水灌溉系统利用风机及太阳能板提供的电量通过泵站从山脚下水源提水至山顶高位蓄水池,并对农田作物进行智能节水灌溉。该电站是集风能及太阳能两种能源发电技术、系统智能控制技术及节水灌溉技术为一体的复合可再生能源发电灌溉系统,实现了新型发电技术与智能监控技术的全面整合。该文对系统的组成与功能进行了阐述。     

太阳能光伏提水在非耕地设施农业中的成本和效益分析

通过对太阳能光伏提水系统的成本和效益分析,得出基于集雨灌溉的太阳能光伏提水系统可有效解决缺水少电西北半干旱地区非耕地设施农业灌溉问题,具有一定的经济效益,社会和生态效益显著。     

太阳能光伏提水系统与传统提水系统成本对比分析

光伏提水是以太阳能作为动力,带动水泵提水的应用系统,是缺水、缺电地区解决农业灌溉问题及促进农业生产发展的重要方式。提水成本是其技术推广时的重要指标,通过分析与对比光伏泵与各类提水系统的提水成本可知,光伏提水相对于市电和柴油取水,设备购置成本较高,但运行成本明显较低,最终使得多年分担的吨提水成本较低,相关数据可为推广光伏提水提供依据。     

新型中高扬程大流量水锤泵结构技术改进研究

水锤泵提水技术作为新型清洁能源提水灌溉技术,被列入高效节水灌溉技术主要内容。旧式水锤泵难以满足高效节水灌溉供水中高扬程、大流量要求,在介绍满足山丘地区的新型中高扬程大流量水锤泵技术改造背景的基础上,分析了结构技术改进、性能和使用情况。通过实验验证,新型水锤泵技术成熟,可以切实解决山坡地区分散供水的提水动力问题,适合推广应用。     

太阳能光伏提水灌溉装置比较优势研究

太阳能光伏提水灌溉装置具有不依赖电网、机动灵活适应性强的优势。同时具有高度依赖太阳光,电力输出不稳定、灌溉保证率低、建设投资大等劣势。以浙江省灌溉试验中心站太阳能光伏提水灌溉泵站为例,通过对建设投资、运维费用计算和节能、减排效益分析,论证太阳能光伏泵站全生命周期的经济、节能、减排优势。提出鼓励建设光电互补泵站及金融支持的政策建议。     

牧区户使用光伏提水系统经济性分析

随着我国解决农村牧区饮水安全工程的不断深入,太阳能光伏提水技术在牧区也逐步得到了推广和应用。文章从太阳能光伏提水工程的组成、工程投资、提水效益等方面对其经济性进行了分析。     

高扬程多梯级泵站提水灌区用水管理调度技术

高扬程多梯级泵站提水灌区灌溉用水管理信息处理关键技术包括灌溉管理及灌溉预报技术、优化管理技术、Ｇ２模拟仿真开发系统。灌区灌溉用水管理控制系统主要是渠道太阳能自动控制关键设备及技术。使用这项技术，可以避免因信息不灵、调度不便而造成的水量浪费，同时可以适时适量地满足作物用水需求，节约灌溉水量，减少渠系维修、管理费，可节水２０％，扩大灌溉面积２５％左右。使我国大中型提水灌区的水管理水平在短时间内接近发达国家水平。（摘自《中国水利报》）高扬程多梯级泵站提水灌区用水管理调度技术     

Optimization of Irrigation with Photovoltaic Pumping System

The usual methods for optimal sizing of photovoltaic (PV) irrigation water pumping systems, which separately considered the demand for hydraulic energy and possibilities of its production from available solar energy with the PV pumping system, are not optimal. However, by systematic approach to the problem, taking into account all relevant elements, from the PV water pumping system, water intake, local climate, soil, crops to method of irrigation, it is possible to optimize the determination of nominal power of the PV generator and obtain quality solutions. This paper presents one such method for optimal sizing. For the purpose of testing the proposed model for optimal sizing, in order to show to what extent it describes the system and to obtain corresponding research results, two areas were selected, in typical climate regions of Osijek and Split, as patterns of continental and coastal Croatia. By variation of certain values in the system, their effects on calculation of the optimal electric power of PV generator were observed.     

Artificial Water Inflow Created by Solar Energy for Continuous Green Energy Production

This paper presents the artificial water inflow created by the photovoltaic (PV) or solar thermal (ST) generator which pumps it into the upper water/energy storage of pump storage hydroelectric (PSH) for continuous green energy production. Formulas have been derived for the calculation of artificial water inflow created by the PV and ST generator, as well as the general formula for calculating the artificial water inflow created by solar energy and formulas for calculating the corresponding energy, all in order to assess the site location suitability for solar hydro system applications. In order to verify the obtained formulas, two sites were observed at typical climate areas, i.e. Mediterranean (Vis, 1575 kWh/m²y) and Continental (Osijek, 1262 kWh/m²y) climate of Croatia, and as expected, the PV generator provides more stable time series in both climates than the ST generator that creates high energy dissipation and therefore less reliable energy production, particularly in the areas with Continental climate. Compatibility analysis of natural and artificial water inflows, with the use of a small water reservoir, showed that the PV-PSH system can ensure a continuous supply of energy throughout the whole year, while winter energy shortages in the ST-PSH system can be solved by using a larger reservoir. The obtained results show that the integrated solar-hydro system is efficient and desirable in terms of achieving goals related to the increase of green energy production.     

日光温室膜面集雨水肥耦合技术集成与示范研究

以日光温室膜面作为集雨面,采用＂日光温室膜面集雨＋水窖＋微灌施肥系统设备＂的应用模式进行了试验研究。研究结果表明：利用日光温室膜面集水、集雨池蓄水、棚内微灌施肥,形成以集（蓄）、微灌、施肥为一体的集雨微灌施肥集成技术,该技术可有效提高水肥的利用和转化效率。在干旱、半干旱地区发展日光温室膜面集雨集蓄技术,为解决温室蔬菜的灌溉用水问题提供了一条行之有效的途径;也为发展节水灌溉农业,实现温室蔬菜产业化发展提供了科学依据和技术支撑。     

嵌套短期弃电风险的水光互补中长期优化调度研究

传统水光互补中长期调度模型未考虑光电的短期随机波动性,忽略了短期弃电风险,由此制订的调度规则难以有效协调光电消纳与流域水资源综合管理。本文提出嵌套短期弃电风险的水光互补中长期优化调度方法。首先,分析水电与光电联合运行过程中可能产生的弃电情形,并对弃电损失进行量化;其次,基于日调度模型的多情景分析制订中长期弃电损失函数,以定量表征水电出力与光伏弃电率之间的关系;最后,将弃电损失函数嵌套在中长期优化调度模型中,推导互补系统的适应性调度规则,识别水库年末消落水位关键控制因子。以龙羊峡水光互补工程为实例,研究表明:(1)弃电损失函数呈S形,水电出力过低或过高均不利于光电消纳;(2)月末水位/库容为输出变量、可用能量为输入变量的调度函数能较好地指导水光互补中长期调度;(3)互补情景下水库年末消落水位受年初水位、当年水流入能和当年水电站发电量显著影响,而受光伏年发电量影响较小。     

去区域气候变异的农业水资源利用效率研究

农业水资源利用效率可用作物耗水量与总供水量(包括灌溉输水量和降水量)的比值表示。气象因子直接影响着作物耗水量和总供水量,但是气象因子对两者的影响程度不同,因此区域的气候差异造成的作物耗水量和总供水量的差异,在一定程度上影响着农业水资源利用效率。提出了一种去区域气候变异的农业水资源利用效率指标,以2004年为基准年,计算了全国的农业水资源利用效率,并分析了其主要影响因素。研究结果显示全国的水资源利用效率总体上从北至南呈下降的趋势。水资源利用效率随着农业水资源亏缺度和节水灌溉面积的增加而增加,随着灌溉水量的增加而降低。     

水面漂浮式光伏电站浮式基础动态稳定性分析

传统地面光伏电站开发受土地资源稀缺限制,极大阻碍了光伏发电技术的发展,如何有效解决光伏发电领域土地资源短缺的限制,成为光伏行业亟需解决的问题。水面漂浮式光伏电站可布置于江河海域的水面,摆脱了传统光伏发电受制于土地资源的影响,日益成为竞相投资的领域。活式基础作为水面漂浮式光伏电站中最为重要的部分,如何保证浮式基础在不同风浪载荷下的动态稳定性显得尤为关键。采用有限元分析软件分析了在不同风浪载荷下浮式基础的动态稳定性。分析结论与实际运行情况表明,漂浮式基础在波浪荷载作用下4个角属于荷载集中区,在设计中应予以加强。相关分析成果已成功应用于某实际项目中,验证了分析方法的可行性。     

我国水利水电发展的新理念

当前我国各项建设进展神速,估计在不长的时间内,较好的水资源站点将开发殆尽,会影响水资源的持续开发。本文提出:(1)水利水电要与其他资源一道和谐相处、共谋发展,抽水蓄能作为水利水电的补充,在电网中形成了新的循环链,即利用电网中非峰荷剩余电能抽水,可供峰荷时再次发电或供水灌溉,故水资源、能源和其他资源是可以相互转换,相互支持,以丰补欠,循环再生利用,在促进和发展循环经济中作用很大;(2)我国水利水电的开发特点和前景;(3)在开发各河流上中下游的同时还应重视入海口附近水域和上游河源段的开发利用。从以上新理念出发,我国水利水电将呈现出一些新的发展空间。     

温室膜下滴灌甜瓜茎流变化规律研究

以＂一品天下208＂甜瓜为试验品种,在日光温室内进行了灌溉试验研究,采用φ20蒸发皿的日水面蒸发量为灌溉水量控制指标,设置了不同蒸发量系数（Kp=0.45;0.6;0.75;0.9）的供水处理,研究表明：（1）在具有典型代表天气条件下晴天时,T2、T3、T4处理茎液流在15：00—17：00期间均达到峰值,趋势为T4〉T3〉T2,在20：00基本降至极低值,阴天液流的变化没有明显的最大值状态界限,但变化波动较大。（2）各处理条件下的茎流通量密度在不同的生育阶段有所不同,在果实膨大期阶段局均大于果实成熟期。（3）通过对温室甜瓜土壤含水量的资料分析,发现温室小型甜瓜日茎流量的变化与0—30cm的土壤水分的变化具有良好的相关性,相关系数为0.4356。     

牧区水利研究进展跟踪调研

本文从牧区水利的基础地位和重要作用出发,针对牧区草原发展中存在的突出问题,论述了牧区水利研究的重要性,明确了牧区水利研究的方向与内容,进一步明确牧区水问题、草问题、生态问题是牧区水利迫切需要解决的重大问题,并对牧区水利研究特别是牧区水资源、草地节水灌溉、牧区新能源与人畜饮水、草地水土保持与生态修复等方面所取得的进展进行了述评。同时结合国家及行业发展需求以及牧区水利发展中的迫切需求,探讨了牧区水利研究的未来发展趋势。