致富路上好帮手 借得阳光取雨露——记光伏提水技术

本刊记者|王雯慧

致富路上好帮手 借得阳光取雨露
——记光伏提水技术

本刊记者|王雯慧

图为光伏水泵工程

我国西南边陲的山区，因其特殊的地质构造形成了山高坡陡，人和耕地在半山腰、河流在山脚下的情况，贫困山区人们饮用水和生产用水十分困难。光伏提水技术用太阳能这种清洁可再生能源解决了近旁水源丰富的贫困山区“有水用不上”问题，通过高科技实现“水往高处流”，将贫困村打造成为“发展可持续、逐步致富、环境得保护”的科技示范村。

2017年5月，在全国科技活动周科技扶贫精准脱贫成果展的展厅里，记者第一次了解到光伏提水系统：以太阳能为动力，以光伏发电驱动水泵，由光伏阵列、控制器、水泵等3部分组成，其中，光伏阵列由光伏组件串并联而成，它将太阳能转换成直流电；控制逆变一体机则将直流电变为交流电，驱动水泵抽水，同时对水泵进行自动控制。

据现场工作人员介绍，光伏水泵和传统的水泵(汽柴油机水泵、电网水泵)一样，可以应用于各种抽提水的场合。但光伏水泵以太阳能为动力，不像电网水泵受电网限制，不需架设电网，不消耗电网交流电和汽柴油，可以随水源安装，全自动运行，不需人随时看守。天气越干旱，对水的需求就越大，太阳光照越强，只要有水源，光伏水泵提水越多。

技术攻关 一台水泵的改变

自古以来，水与人类的生存息息相关，人们总是逐水而迁、择水而居。水是人类生存发展的基本要素，对于农业生产、城市建设、经济发展和文明进步有着深远的影响。

云南省从2009年到2012年经历了史无前例的四年连续旱灾，旱情十分严重。根据云南省农业厅2010年4月发布的数据，自2009年旱情开始到次年4月，云南因旱灾造成的农业直接经济损失达120亿元以上，灾情十分严重。农民收入也受到严重影响，仅秋冬作物减产，已经使全省农民人均减少一百元以上。

同时，云南因其特殊的地质构造形成了山高坡陡，人和耕地在半山腰、河流在山脚下的现象。丰富的水资源由于无法到达需要的高度，生产用水无法保障，当地村民只能种植低经济价值的作物，加重了贫困的负担。

令人揪心的“有水用不上”问题和多年的连旱，催生驱赶“旱魃”的科学措施。

云南卓业能源有限公司与云南师大师范大学合作自2010年开始研发光伏水泵技术，在核心技术上取得了一系列的突破：率先实现的动态最大功率跟踪、极大提升了应对阳光激变的能力，率先将大型高压柱塞泵等多种类型的水泵应用到光伏水泵系统中，率先实现了远程监控、远程水位，率先实现了光交并行、非连续滑道取水，显著提高了防雷技术，发明了移动支架、冬季管道防冻技术、大小泵技术、多泵控制技术、多级多泵控制技术、串联泵技术等。在云南、四川和贵州等地完成了100多个项目，多次刷新了国内外光伏水泵单级扬程、总扬程及规模的世界纪录。

云南省楚雄州元谋县姜驿乡是一个集贫困、边远、民族、宗教为一体的山区乡。年均降雨724.5～900mm，没有任何天然水源，仅靠二个小型水库和几个小坝塘将雨季的降水蓄积起来使用，群众饮用水及生产用水非常缺乏。云南卓业能源有限公司经过 6 个月的建设，于2017年1月23日在姜驿乡初步试提水成功，结束了姜驿乡没有水的历史。

光伏水泵的构成图

据悉，该项目总扬程达到1067m，管道总长约9700m。光伏组件装机达到1350kW，水泵功率1.125Mw(75*15）晴天日提水1300m3以上，流量达到240m3/h。目前该工程光伏提水净扬程、装机规模均名列世界第一，在控制模式方面也采用了多级多泵全新的控制模式，刷新了世界光伏水泵总扬程及规模的记录，是世界上首个兆瓦级的光伏水泵系统，也是金沙江上目前规模最大的光伏水泵系统。

推广示范 为贫困旱区的农民带来及时雨

大型光伏水泵系统在云南和四川等多个地方稳定运行，获得了当地政府和用户的一致好评，尤其是在云南省抗旱中发挥了积极的作用。建设完成后的项目通过提水改善农业生产条件后，带动农民增收1.2亿元以上。像寻甸县河口镇水冒天村光伏提水系统：18.5kW水泵、24kW光伏组件，管道距离3km，翻过两座山，总投资66万元。解决了全村364户的人畜饮水问题，还解决了4800亩烤烟种植的保苗水问题，使得烟叶的产出时间提早、品级提高，年直接经济效益达到1000万元以上。

2014年2月，云南卓业能源有限公司领军的太阳能光伏提水技术被云南省科技厅及新华社云南分社评为“2013年云南省十大科技进展”。

2014年6月，云南卓业能源有限公司的光伏水泵智能控制技术被联合国工业发展组织评为“2014年全球可再生能源领域最具投资价值的领先技术蓝天奖”。

谈及光伏取水的发展前景，云南省科技特派员、云南卓业能源有限公司总经理刘祖明表示，目前已经安装了百套光伏水泵系统，累计解决近十万人的饮水困难问题和上万亩农田的灌溉用水问题，促进农民增收超过1.2亿元，在保障和促进民生方面取得了显著的社会和经济效益。随着光伏水泵技术在云南省及全国的影响进一步扩大，光伏提水工程的安装量还会不断增加。