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1、青海省经济委员会 青海省财政厅2010年青海省中小企业发展专项资金项目动态智能最大功率跟踪控制太阳能多功能系统开发应用可行性研究报告2010年4月26日目 录一、立项理由51、国内外背景情况52、青海省项目背景83、光伏水泵技术的可行性94、公司光伏水泵国际市场运作105、能源资源概况11 、水资源可利用量11 、内陆流域可利用量12 、内陆流域可利用量12 、水资源可利用量136、草场灌溉需求及规划 147、牧区饲草料灌溉工程建设采用光伏水泵提水灌溉数量158、项目目标16二、项目产品创新性、先进性161、该项目产品的技术在国内外的发展情况及主要特点162、现有项目产品技术研发力量状况分析1
2、82、企业技术创新情况213、与现有产品、技术和装备的对比分析224、要达到的技术性能指标和参数245、采用的技术标准25三、实施方案261、技术特点、关键技术和关键工艺262、产品结构图和原理图283、实施的具体内容和技术路线31四、项目产品预计的经济效益及社会效益321、项目形成的生产能力392、采用量-本-利分析法，找出盈亏平衡点，根据市场需求及生产能力，求得最大收益（仅限研发项目）403、财务分析：464、预计年产量、成本、市场销售额、利税、创汇475、社会效益48五、项目资金概算及使用合理性491、项目总资金概算和年度资金预算492、资金使用明细表503、贷款偿还金额、年度和期限52
3、六、项目承担单位财务状况521、项目财务分析522、财务分析说明及结论543、项目承担单位财务状况554、社会效益55七、项目承担单位及项目协作单位能力561、公司现有专业高级技术人员5名，562、各自承担的主要工作563、技术力量和人员结构574、完成项目所具备的技术创新条件575、已具有的技术专利576、已完成的主要成果58八、其他需要说明的问题58九、项目申报单位签章58本可行性研究报告分析了项目立项的意义和必要性，通过对国际和中国国内太阳能水泵市场和晶体硅太阳能电池市场的分析，结合本项目具体情况制定了本可行性研究报告的产品研发方案、生产规模与产品销售、生产技术及项目实施进度等方案，对环
4、境保护与节能等方面进行了分析与归纳，最后对项目投资估算、注册资本与资金筹措、生产成本等对本项目作了财务效益、社会效益与项目风险分析和测算。一、立项理由1、国内外背景情况、随着环境保护的呼声不断高涨，新能源发电技术的应用受到世界各国的普遍关注。科学技术的发展和高新技术的推广应用，使得新能源发电的技术性能和经济性能有了很大突破。光伏水泵系统是“光、机、电一体化”系统，它涉及太阳能、电力电子、电机、机械、计算机控制等多学科的高新技术。采用光伏水泵系统既缓解了一次能源危机，叉大大改善了生态环境。特别是我国西部地区，由于气候干旱、少雨，年平均降水量约145mm，可视为极端干旱地区 由于水的缺乏。导致土地
5、以每年2500平方公里的速度沙化、盐碱化，生态环境El益恶化。在一些严重干旱地区，至今连饮水问题都还役有彻底解决，严重阻碍着农村经济和社会的发展。推广应用光伏水泵技术，把丰富的太阳能和地下水资源利用起来，解决这些地区的人畜饮水和农牧业用水问题，是一条经济可行的途径。 “十五”开局以来，在经济快速增长的拉动下，中国能源的生产和消费持续高幅增长。目前，我国能源消费总量已经位居世界第二，约占世界能源消费总量的11。2003年我国能源消费总量为16.8亿吨标准煤，比2002年增加了2.9亿吨，增幅为20.86。其中煤炭占67.1，原油占22.7，天然气占2.8，可再生能源占7.3。我国政府已经明确提出
6、了全面建设小康社会的奋斗目标，将在优化结构和提高效益的基础上，使国内生产总值到2020年力争比2000年翻两番，综合国力和经济竞争力将明显增强。即到2020年，人口达到14.8亿，GDP要达到35.8万亿元。2000年中国一次能源消费总量为13亿吨标准煤，按照这个基数计算，即使能源年均增长率控制在3%以内，每万元国内生产总值的能耗低至0.66吨标准煤，届时全国共需消费23.5亿标准煤，比2000年增加约10亿吨标准煤。由于我国是全球人口最多的国家，而我国的化石能源资源却相对贫乏，人均资源占有量不足世界人均值的1/2；按照这样的能耗速度，可以肯定：我国将在全球率先面临化石能源枯竭的挑战！、中国环
7、境现状和发展趋势大规模、无节制的开发利用化石燃料不仅加速了这些宝贵资源的枯竭，而且造成日益严重的环境问题。随着我国经济的高速发展，能耗的大幅度增加，环境压力将越来越大，目前过度依赖煤炭的结构必须改变！ 中国持续增长的化石燃料消耗使中国在2010年成为世界上最大的温室气体生产国。1990年中国的温室气体排放量为254万吨CO2当量，占全球当年排放的6.9%。如不采取措施，按此趋势发展，预计到2020年中国的排放将超过660万吨CO2当量，届时中国将成为全球首席排放大户，占全球总排放的28%。这决不仅仅是全球对我们排放的舆论压力问题！我们的环境状况已经警示我们：我国所能拥有的排放空间已经十分有限了
8、，再不加大清洁能源和可再生能源的份额，我国的经济和社会发展就将被迫减速!、开发利用可再生能源是必由之路面对我国能耗高速增长的形势，考虑到我国已探明的煤炭资源将在81年内开采殆尽；石油将在15年左右枯竭；天然气资源也将在30年内用尽。因此，从现在开始必须加速开发可再生能源，以取代日益减少的化石能源，做到未雨绸缪。面对世界强国拼命争夺石油资源的局面，留给我国开发、使用可再生能源技术的时间已经非常紧迫。大力开发利用可再生能源是保证我国能源供应安全和可持续发展的必然选择！勿庸置疑，加速开发可再生能源这不仅仅是中国的必由之路，也是全世界的必由之路。、世界光伏组件生产成本下降历程大规模的光伏发电市场吸引了
9、投资，有力地推动了技术进步和产业发展，从而使国际上光伏组件的生产成本以70年代的$80/W，80年代的$13/W，90年代的$4/W，下降到2001年的$2.1/W，发电成本达到$0.245/KWh的水平。2002年开始，德国可再生能源法率先确定以0.57欧元/KWh的高价，收购光伏屋顶电站的电能，引发了欧洲安装光伏屋顶的热潮，继而引发了全球太阳级硅材料抢购，使原本13美元/kg的高纯硅猛增到80美元/kg，由此引起晶体硅太阳电池成本非正常地回升至3.2美元/W。随着全球万吨级太阳能级硅的扩产，预计到2012年以后，晶体硅太阳电池的成本，将迅速回落到1.2美元/W左右，并继续向1美元/W的价格
10、发展。由此为光伏发电系统进一步降价奠定基础。2、青海省项目背景青海是一个阳光资源非常丰富的大省，日照时间长，且地处三江源头， GDP多年来一直以两位数速度增长，化石燃料（煤、油）都是靠外地运输供应，造成环境污染也较严重，环保要求越来越紧迫。根据青海的情况，省政府在制定“11.5”规划时将可再生能源定位为支柱产业，大力推进光伏发电系统的应用即符合国家的产业政策又能带动相关产业发展，同时增加绿色GDP的所占比重，实现省政府的战略目标。在我国可再生能源法刚刚实施之际，率先在青海研发并推广“动态智能最大功率跟踪控制太阳能提水节水灌溉系统开发应用”，并最先推出高寒牧业区新能源提水灌溉系统是非常合适的。这
11、将为青海广大牧业区的长期发展带来深远意义。2004年至今，生态移民工程在青海省相关州县逐步展开，取得了一系列显著的成效，包括保持了典型自然生态系统的完整性和自然性、缓解了草场压力，遏制了生态环境不断恶化的趋势、改善了农牧民生产生活条件，推动了社会主义新牧区建设、加速了牧区城镇化建设，推动了区域经济发展、节省了公共设施建设投资，节约了政府行政管理成本等。青海省是我国的四大牧区之一幅员辽阔地广人稀，经济欠发达，能源一水的问题是制约牧区畜牧业经济发展的重要因素之一。采用光伏提水技术，把青海丰富的太阳能和地下水资源利用起来解决远离电网牧区的人畜饮水和小规模草库仑灌溉水问题实现传统水利向现代水利转化既能
12、缓解牧区能源危机，又可改善生态环境是牧区经济可持续发展的基础性保障。采用太阳能提水节水灌溉系统具有显著的减排效益、遏制草场退化及节能环保效益。3、光伏水泵技术的可行性光伏水泵技术是利用太阳能电池将太阳能直接转换成电能，然后通过控制器驱动电机带动水泵从井抽水。它具有无噪音、无环境污染、不消耗常规能源、全自动、高可靠性的独立系统。近几年来，光伏水泵系统的数量在世界范围内迅速增长，特别是非洲、南美、澳洲及亚洲各国，其增长幅度相当大。世界银行和联合国共同推荐光伏水泵系统作为解决边远地区人畜饮水、农田灌溉的首选技术。我国的光伏水泵经过“八五”、“九五”科技攻关，光伏水泵技术日趋成熟起来。光伏水泵技术对于
13、解决边远地区及分散居民人口的生活用电、生活用水及农田草场灌溉的重要作用也被越来越多的人所认识。项目光伏水泵其技术水平可以和国外发达国家的产品水平相媲美。光伏水泵系统其技术关键为：高效控制逆变器、MPPT（最大功率跟踪器）、高效长寿命、少维护交流或直流电机及泵体装置、高效长寿命太阳能电池组件（效率17%）。国际上，光伏水泵主要生产国家为美国、德国等，美国公司光伏水泵市场应用主要在南美诸国，年销量千台，德国光伏水泵产品以劳伦斯公司为代表，主市场在欧洲，目前正在开发亚洲市场，国际范围内，亚洲市场前景极好。国内代表性产品在同功率条件下其价格是我公司同类产品的2倍以上，且售后技术服务难度较大。上述公司均
14、没有技术扩展计划。4、公司光伏水泵国际市场运作公司目前正在开展与国际的合作，已初有成效。我们有信心与国际间有关机构形成密切合作，为我省的新能源普及、推广和环境保护贡献力量。公司已与缅甸、巴基斯坦、土耳其等国开展商务协作。2010年出口多功能太阳能光伏电源、光伏水泵系统等多种产品计划100万美元。 本公司应巴基斯坦农业部要求，首批出口的光伏水泵系统样机产品已发至该国。其中缅甸客商需求主要为太阳能多功能电源系列产品、小型光伏水泵系统等。巴基斯坦是一以农业为主的国家，由于电力紧缺，严重影响了农业及经济作物生产，规模化解决农作物灌溉问题极为紧迫，而该国政府已初步认识到光伏水泵应用的现实性和实用性，同时
15、，依据京都议定书及哥本哈根环境大会等对于全球环境方面的关注，其项目在国际间融资也具有极好的机会和立项条件。该国利用光伏水泵等新能源灌溉技术规模化解决农业灌溉问题其市场潜力极大，约为1万套以上（以25KW系统容量计）。我公司已同该国政府农业委员会进行了多次密切洽谈，实施前景良好。公司已开展动态智能最大功率跟踪控制太阳能提水节水灌溉系统开发，技术成熟。国内相关产品与技术现状，国内已取得的最新阶段成果和达到的技术水平，国内开展相应工作的主要单位及情况国内近10年来，光伏水泵应用处于示范实验阶段，尚未有批量应用，据我公司最新市场调查，虽然，宣称具有光伏水泵产品的公司较多，但大部分是代理商或低水平搭配，
16、专业化生产厂家为数极少，仅两到三家，如深圳天源、珠海兴业。而上述公司光伏水泵产品均为出口，国内应用极少，未形成市场。我公司立项实施，首先是依据国际市场需求及良好的市场潜力，其次，我公司已具有巴基斯坦、土耳其等国际市场需求，与此同时，我公司具有生产和装配高效智能化控制光伏水泵系统的经验与能力。5、能源资源概况青海省可利用水资源现状【1】青海省水资源可开发利用量潜力大、水资源可利用量黄河流域地表水资源量为206.8亿m3，地表水可利用量为62.3675. 29亿m3，不重复地下水资源量1.74亿m3，总可利用量为64. 177.03亿m3。 长江流域和澜沧江流域外调水量加上本地少量耗水不应超过径流
17、量的20%。长江流域35.8844.85亿m3，澜沧江流域总水资源可利用量均为21.7827.23亿m3。 、内陆流域可利用量 青海湖：青海湖19592000年多年平均水面蒸发量40.5108m3，地表水资源量16.03108m3，平均入湖的地下水资源量6.03108m3，湖面降水量15.61108m3，多年平均国民经济各部门的耗水量0.77108m3，多年平均缺水量3.60108m3。根据青海湖流域用水现状和社会经济发展趋势，在现有耗水量0.7732亿m3的基础上，到人口高峰时估计再增加40%的耗水量（0.31亿m3），即人均耗水量基本保持不变、生产生活总耗水量达到1.08亿m3，是可以满足
18、社会的发展要求的。、内陆流域可利用量 茶卡-沙珠玉盆地水资源总量2.46108m3，生态需水量0.79108m3，可利用量1.69108m3。柴达木盆地目前生产生活耗水量7.5108m3左右。考虑格尔木城市发展和香日德地区农业开发等需要，应允许用水量略有增加，未来水资源可利用量按9.5-11.5108m3计（比现状增加2-4108m3），其余作为生态需水量。河西内陆区青海省部分水资源量很丰富，属于水源保护区，除了当地生产生活消耗很少量的水（近年实际耗水量不足1000万m3）之外，用水的地方不多，因而当地可利用量很小。考虑为将来经济社会发展提供水资源储备，当地可利用量按水资源量的10-15%考虑
19、，为2631939479万m3。 、水资源可利用量青海省水资源可利用总量为136.66167.33108m3，其中外流流域121.76149.11108m3，内陆盆地14.9018.22108m3。外流流域地表水可利用量120.03147.37108m3，不重复地下水可利用量1.74108m3。内陆盆地的水资源可利用量不区分地表水与地下水。 青海省水资源可利用总量为136.66167.33108m3，目前只利用了17.09108m3。由于三江源区水资源开发利用程度很低，因此，各流域的可利用水资源量能够满足草原节水灌溉的水资源要求。由水文地质资料初步得到：青海省广大牧区均赋存浅层地下水，地下水位
20、一般在20米50米左右。这就为我们推广实施光伏提水灌溉技术提供了良好的水源保障。注【1】青海省水资源评价 王浩（院士）6、草场灌溉需求及规划【2】 2010年牧区饲草料灌溉工程建设规模 （单位：公顷） 省（区）名 称2010年新增饲草料灌溉面积饲草料灌溉面积总规模饲草料灌溉总面积新建灌溉饲草料地种植结构调整人工改良草场灌溉面积合计其中：采用新能源灌溉的面积小计其中灌溉农田合计其中：采新能源灌溉的面积小计独立灌溉照明兼灌溉小计独立灌溉照明兼灌溉全国牧区2537333108233332466725973464933720667298000733333146667123000146673560666
21、六省合计22587349882662968862374925937456380024666706666141334127200141343112401内蒙古495400340600101667813342033315480066667新疆44666730413392800742401856060200600008233316467148201647新疆兵团1066672833383336666166745667400003266765335880653青海38000012066736200289607240750003333318433336867331803687西藏374667553331
22、63331306632674933327100054000486005400甘肃19000037667112008960224065333133338700017400156601740四川2653331015333033324266606711346733333503331006790601007资料来源：水利部呼和浩特牧区水利科学研究所；内蒙古水利厅农牧水利处；内蒙古畜牧厅草原处；新疆牧区草原生态保护水资源保障规划；新疆兵团办公室；青海省水利厅农牧水利处；青海水利水电科学研究所；四川省水利厅；西藏自治区水利厅；7、牧区饲草料灌溉工程建设采用光伏水泵提水灌溉数量 单位：公顷地 区2010年新
23、增饲草料灌溉面积（公顷）采用光伏水泵灌溉面积合计光伏需求计算新建灌溉饲草料地采用光伏水泵灌溉面积种植结构调整采用光伏水泵灌溉面积人工改良草场采用光伏水泵灌溉面积每口井平均灌溉面积（公顷）平均需建井数量（口）每口井平均所需光伏数（kW）光伏总需求（kW）全 国259734-1320003922681.52615121261512六省区合计237492-1272003650681.52433791243379内蒙古81334-815481.554366154366甘 肃8960-15660246741.516449116449新 疆74240-14820891141.559409159409新疆兵
24、团6666-5880125461.5836418364青 海28960-33180621941.541463141463西 藏13066-48600616661.541111141111四 川24266-9060333261.522217122217资料来源：1，水利部呼和浩特牧区水利科研所； 2，内蒙古自治区水利厅；新疆自治区水利厅；甘肃省水利厅；青海省水利厅；四川省发改委；西藏自治区发改委；注：（1）统计采用光伏水泵提水灌溉数量时，没有将种植结构调整新增饲草料灌溉面积计算在内，这样更客观；（2）每口井平均可灌溉面积和每口井平均所需光伏数是根据典型调查确定的；（3）四川为其西部：阿坝州、甘孜
25、州、凉山州、攀枝花市注【2】国家发改委-世界银行-全球环境基金-中国可再生能源发展项目-技术进步研究报告8、项目目标、研发高效智能控制光伏水泵系统系列产品 、100W级小型高效智能控制光伏水泵系统。 、2000W级节水灌溉高效智能控制光伏水泵系统。、项目首年创汇$20万（美金） 、系统销售收入：200万元。、形成光伏水泵系统产品的批量生产能力。、形成光伏水泵系统检测能力及实验室。、从巴基斯坦、土耳其等国开始实施，三年内达到批量生产及批量出口的目的，计划年均增长率为20%。、青海省三江源牧业区草场节水灌溉应用推广。二、项目产品创新性、先进性1、该项目产品的技术在国内外的发展情况及主要特点、该项目
26、产品的技术在国内外的发展情况及主要特点光伏水泵与柴油机水泵相比具有相当良好的经济性。世界银行在盛产石油的中东地区出了具有明确结论的经济性比较，就其每立方米的水价而言，光伏水泵的水价与柴油机水泵水价持平的系统功率约在40kW。由于近几年太阳电池及其它电子控制器件的降价，两者水价持平的功率在75kW左右。德国西门子公司基于近年在世界各地安装、试验、销售各种规格光伏水泵经验的基础上，得出的结论是：柴油机水泵初期投资低是其优点，但随着运行年数的增加，其运行维护费用将不断增加，每立方米水的成本将因此而逐年增长。光伏水泵与柴油机水泵的比较：、性能比较光伏水泵系统是靠太阳能提供能量，不需要消耗燃料，而柴油机
27、则要消耗大量的燃料。光伏水泵输出功率不随海拔高度的变化而变化，而柴油机的输出功率则随海拔高度的增加而逐步下降，在平均海拔4000米的青藏高原，其输出功率只有平原地区的60%,。光伏水泵的主要部件太阳电池组件具有负温度系数，环境温度每降低1可提高电池板输出功率0.45%。光伏水泵在高寒的青藏高原比在平原温暖地区输出功率要高出许多，而柴油机恰恰相反。太阳电池组件使用寿命长达20年，而柴油机在青藏高原特殊的气候条件下，平均无故障使用时间仅为500h，运行维护费用高。光伏水泵结构简单，性能稳定，操作方便，基本上可实现免维护。光伏水泵应用领域：对于农业是重要经济组成但同时却面临能源短缺乏的国家, 如何有
28、效的灌溉农田是一个非常重要的问题. 光伏水泵提供一种有竞争力的解决方案. 不需要汽油,不需要柴油, 不需要电力消耗, 不需要敷设电线, 只要有阳光,我们就可以实现农业灌溉。喷泉景观造成大量浪费,光伏水泵可以对景观用水进行循环利用泵水, 杜绝浪费。对于生活在偏远地区的人民来说, 因为无法连接电网, 所以获取生活用水是一个很困难的问题. 使用光伏水泵, 可以方便有效的获取清洁的地下水, 无须依赖电力。低绿化率和荒漠化是包括许多发展中国家所面对的共同的环境问题, 光伏水泵解决方案在治沙造林等环保领域可以发挥关键作用。光伏水泵无须看护,维护成本低, 使用期限可长达20年(注: 须定期检修水泵), 虽然
29、短期投资大,但长远收益好, 是环保经济高效的供水解决方案。、经济性比较光伏水泵与柴油机水泵相比具有良好的经济性。柴油机水泵初期投资低是其优点，但随着运行年数的增加，其运行维护费用将不断增加，每立方米水的成本将因此而逐年增长。光伏水泵的初期投资偏大是其缺点，但此后由于它的运行费用低和少维护或免维护等特点，其水的成本上升非常缓慢，10年以后，柴油机水泵的水成本将是光伏水泵水成本的两倍还多，两者的盈亏平衡点约在3年左右。从柴油机水泵运行成本分析看，燃料消耗占其运行成本的绝大部分，随着对石油开采和柴油提炼成本的不断增加，柴油发电机的运行成本还将不断上升。由此可以断言，两者的成本比例将进一步拉大。我国西
30、部地区的实践证实了这一结果。2、现有项目产品技术研发力量状况分析公司概况承担法人概况项目申请单位简介：青海天普太阳能科技有限公司是从事太阳能发电,环保能源产品的研究、开发、生产、经营的高科技企业。成立于1998年。公司通过ISO9001:2000质量管理体系认证。通过ISO14001:2004环境管理体系认证。公司获得国家光伏产品金太阳认证。具有青海省科技型企业；青海省高新技术企业资质。国家发改委/世界银行/全球环境基金可再生能源发展项目执行单位。法人单位注册号：632900102902411法人单位名称： 青海天普太阳能科技有限公司法定代表人： 杨志刚（研究员）（电话：13519709111
31、）地址：青海省西宁市经济技术开发区（国家级）创业园电话：09718216733、8817719 传真：09718226401 邮编：810007电子信箱： qhtpyzg公司网址：开业时间：1998年08月03日登记注册类型：有限责任公司注册资金： 壹仟万元人员总数：58人（其中60为下岗工人，残疾职工6名）大学本科学历以上学历人员9人，大专学历人员：12人，高级技术职称人员：5人，中级技术职称人员：6人（其中高级技师3人），初级技术职称人员：7人。公司已于2001年纳入国家发改委/世界银行中国可再生能源发展项目执行单位。公司已制定中长期计划，立足于青海，专心致志地以青海为基地发展新能源技术和
32、市场，力求为广大的青海少数民族地区做出毕生的贡献。公司目前正在开展与国际的合作，已初有成效。我们有信心与国际间有关机构形成密切合作，为我省的新能源普及、推广和环境保护贡献力量。公司已与缅甸、巴基斯坦、土耳其等国开展商务协作。本公司应巴基斯坦农业部要求，首批出口产品已发至该国。公司已在缅甸、巴基斯坦建立销售服务网点，以求业务迅速扩展。十年以来，公司已完成世界银行中国光伏发展项目、农业部光伏书屋项目、青藏铁路道班太阳能电源项目以及西部各省区政府新能源研发、建设及太阳能电源推广项目五十余个。十年以来，公司主要产品太阳能光伏电源及其主要部件在国内外的销售量已逾10万台套。公司管理层中拥有高级工程师、研
33、究员、副研究员以及硕研、博士等高级管理人员及技术人员多名，技术力量强劲。公司工程技术人员学科结构合理、全面，其中数人拥有多项新技术、新产品国家专利，有多人从事太阳能光伏技术事业十年以上，具有丰富的理论和实践经验。项目负责人基本情况及主要技术负责人的概况：项目负责人：公司法人代表、研究员、总经理杨志刚，是青海天普太阳能科技有限公司的发起人，公司的创立人。公司组织结构图公司目前生产能力：年产太阳能电池组件2MWp，光伏发电系统年产20000套。2、企业技术创新情况公司近三年以来，每年投入技术进步及新品研发等技术创新方面的资金约100万元。公司自有专利技术8项，有效专利6项（见附件）近年来公司已完成
34、研发及技术进步项目：公司实施并完成的重大项目： 国家发改委/全球环境基金组织/世界银行-中国可再生能源发展项目 完成青藏铁路道班太阳能光伏信号电源项目 完成农业部青海三江源地区太阳能温暖工程项目 完成格尔木机场路太阳能亮化工程公司现有专业高级技术人员5名，具有一支实践经验丰富，专业知识扎实，学科搭配合理的研发、生产技术团队，有能力承担该项目的研发、生产转化。国际市场营销方面公司借助于现有力量，有计划发展营销队伍及逐步建立国外经营服务网点。我公司长期以来与国内业界院校、研究所、专业企业间均有良好的协作关系。项目技术支撑协作单位拟为（均有协作意向）：上海交大能源研究所中科院北京自动化研究院安徽科光
35、新能源有限公司国内可提供光伏水泵所需高效能水泵企业已有合作意向的有：威乐劳伦斯开利3、与现有产品、技术和装备的对比分析项目完成后，其产品完全可达到国内领先水平，国际先进水平。智能化高效控制逆变器是光伏水泵系统的关键技术环节，国内外技术现状简述如下：国内现在很多场合使用的还是第一代工频变压器逆变器，体积庞大笨重，变换效率低仅85%87%，浪费大量宝贵电能，发热量大温升高；部分采用第二代高频逆变器，因为还是采用变压器，体积减小重量减轻比例有限，其电能转换效率虽有所提高，也仅能达到87%-92%。在太阳能电池矩阵发电效率每提高一个百分点都很艰难的情况下，采用全新设计理念研制的第三代无变压器高效率逆变
36、控制器，逆变效率可以提高到95%以上，体积大幅度减小，重量减轻近半。采用本项目新技术开发的第三代无变压器高效率逆变控制器，不仅以较低投入大大提高了太阳能发电系统的整体效率，而且运输、安装、维护都更加方便、快捷。目前国内主要主流逆变厂商的技术尚处于第一代工频变压器逆变技术状态；而国外的主流厂商除了德国的SMA能够提供第三代逆变技术外，其余基本尚处于第二代逆变（高频变压）技术，其中包括奥地利的Fronius等。其次，最大功率跟踪器同样是光伏水泵系统的关键技术，项目采用的此项技术具有国内外领先优势。以硅为基本材料的太阳能电池在不同的照射强度和温度下其-特性曲线各不相同，而输出与-特性相应存在一个最大
37、功率输出点，因此对太阳能电池最大输出功率点的追踪，即MPPT（Maximum Power Point Trace）成为提高整个系统效率的关键点之一。由于最大功率是动态的，因此如何在最快的时间内找到其最大功率点，是整个技术的关键。本装置使用了“缩小步长法”来寻找和跟踪太阳能电池的最大功率点。比起普通的MPPT算法来，寻找和跟踪速度更快。在实现最大功率点跟踪的时候，本装置时刻对输出电压和工作电流进行监控和保护。输出电压不能太高或太低，工作电流不能太大。当输出电压过低时，关闭整个设备；当输出电压过高时，跳出最大功率点跟踪状态，实行恒压供电模式，控制输出电压不超过逆变装置输入电压的上限。工作电流过高时
38、，跳出最大功率点跟踪状态，实行恒流供电模式，使得工作电流始终不会超过整个装置能够随的上限。4、要达到的技术性能指标和参数主要技术指标： 、太阳电池组件： 组件效率17%标称功率Pm：175Wp； 最大功率电压Vm：35.4V； 最大功率电流Im：4.95A； 开路电压Voc：44.4V； 短路电流Isc：5.4A； 最大系统电压 : 1000V； 一块电池板尺寸为：157.5cm82.6 cm； 、水泵选型技术指标：选择的光伏水泵的主要性能参数为： 扬程 m 060最大流量m/h3.6最大效率%64系统电压7296V DC最大开路电压200V DC所配光伏阵列Wp4801200、控制逆变器效率
39、：90%、MPPT增加提水率：15%、光伏水泵含沙量：2%5、采用的技术标准 GB/T19064-2003 太阳能家用电源技术条件 Q/TYN002-2008太阳能光伏电源产品技术条件GB/T9535-1998地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型 GB-T2817-1991 井用潜水泵技术条件 GBT3214-2007 水泵流量的测定方法 SN/T0960-2000 进出口水泵检验规程 SL317-2004 水泵安装及验收规范三、实施方案1、技术特点、关键技术和关键工艺光伏水泵的特点： 、利用随处可得的太阳能作为水泵的驱动动力，节约传统能源，既环保又节省电力费用； 、系统根据水泵工作的特点，设计
40、有最大功率点跟踪（MPPT或VI动态最大功率跟踪器）功能，最大程度地利用了光伏组件的转换能量，使用户的投资得到最大回报；如果用户选用跟踪日照支架将获得更长的日照时间（适用于小型系统），从而增加日取水量； 、无需专人看管的自动系统。水泵每天自行在日照达到要求时开始取水，在日照不足时停止工作，而在井水干涸和水箱注满时均会自动停止取水；不需要取水时只需扳动控制器上的开关，即可停止水泵工作； 、适用于不同的水井构造（如水泥井壁、钢管型井壁、砖壁或泥底水井）和水深，输水管与水泵连接方便可靠；安全绳能使水泵处于合适的水下深度，保护坠落或低于设计采水位置，只需将安全绳在井口拴接牢固即可；电缆连接有专用防水接
41、头和套管，防水性好； 、特别选用的水泵电机，针对光伏供电条件且不受太阳能供电电压和电流不稳的影响高效取水。我们的电机虽然浸入水中，但由于电机绕组采用的是防水形式，因水泵暴露在水中工作，长时间连续工作时也不会因电机温度过高，影响水泵寿命； 、专门设计的控制器适用于螺杆泵、离心泵、等多种泵型，只要根据不同需要匹配不同的控制器，更换方便，能适应不同的水质，井深和取水量要求。关键技术：、逆变器的高效率对提高太阳能发电系统的总体效率十分关键，是投入少、见效快的最优方案，逆变器的可靠性对提高太阳能光伏水泵系统的可靠性十分关键，降低逆变器的低成本对减少太阳能发电系统的总成本起着十分关键的作用。、以硅为基本材
42、料的太阳能电池在不同的照射强度和温度下其-特性曲线各不相同，而输出与-特性相应存在一个最大功率输出点，因此对太阳能电池最大输出功率点的追踪，即MPPT（Maximum Power Point Trace）成为提高整个系统效率的关键点之一。由于最大功率是动态的，因此如何在最快的时间内找到其最大功率点，是整个技术的关键。本装置使用了“缩小步长法”来寻找和跟踪太阳能电池的最大功率点。比起普通的MPPT算法来，寻找和跟踪速度更快。、在实现最大功率点跟踪的时候，本装置时刻对输出电压和工作电流进行监控和保护。、水泵优选及系统优化匹配。关键工艺：太阳能电池组件工艺流程： 项目电器平衡部件工艺流程：2、产品结
43、构图和原理图光伏水泵原理图 光伏水泵系统结构流程图 上述工作方法：用于不带蓄电池，加大前端电池板的容量，经过汇流盒后直接耦合给变频逆变器，带动水泵工作，要求逆变器直流输入电压范围宽，变频启动带动水泵工作。配电系统原理图光伏水泵系统结构图3、实施的具体内容和技术路线具体内容：、高效智能化控制光伏水泵系统研发、产品实验、测试、装调、检测、运行实验、数据采集、技术文件编制、工艺文件编制、产品出口、项目验收技术方案及基本配置：、由于光伏水泵在工作时，太阳能辐射强度一天中在不断变化，方阵输出功率、电压在不断变化，影响系统整体效率，故采用VI动态MPPT电子调节器或带蓄电池装置的光伏水泵应用系统。100W
44、系统主要配套：光伏电池板：功率200Wp；系统直流电压为：DC24V；蓄电池组电压等级：24VDC/100AH；直流变频逆变器功率150W；电机（潜水泵功率：0.1KW/1-2立方/H/10-20M扬程）。2KW系统主要配套：光伏电池板：功率5KWp；系统直流电压为：DC220V；蓄电池组电压等级：220VDC/300AH；直流变频逆变器功率3KW；电机（潜水泵功率：2KW/10立方/H/50M扬程）技术路线：研发实验检测系统装调系列化生产转化4、实施方式（自主开发、消化吸收、国际合作）自主开发、消化吸收5、进度与完成期限2010年3月至2011年3月30日。四、项目产品预计的经济效益及社会效益经济效益分析： 、光伏水泵与柴油机水泵经济性比较光伏水泵系统设备投资与运行费用（10年）项目设备投资(元)运行费用(元)太阳电池1600Wp28800支架3500光伏水泵5000控制逆变器10000水箱2200管路5003000设备投资总计50000元，10年运行费用约3000元。柴油机水泵系统的设备投资与蓬行费用项目单价、元使用寿命（小时）十年内需要的台数设备投资合计（元）运行费用（元）备注水泵
