由于缺水,我国西部和西北地区的国土正以每年2500平方公里的速度被沙化,那里的人民往往不得不放弃家园向东迁移。我国西北部地区的缺水是否不可避免地必然严重到这种程度。这是值得探讨的。相关的水资源材料表明,仅我国新疆地区水资源的蕴藏量就达到1150亿立方米(大部分是地下水),这相当于两条黄河的径流量,消极盲目地开发地下水资源实际上是对资源的极大浪费,相反,合理并可持续地开采、利用这些水资源就有可能重绿那片国土,非但丝毫无损那里的生态平衡,而且必定会带来巨大的生态和经济效益,必定会逐步良性地改变那里的面貌。
“光伏水泵系统”亦称“太阳能光电水泵系统”,其基本原理是利用太阳电池将太阳能直接转换为电能,然后驱动各类电动机带动水泵从深井、江、河、湖、塘等水源提水。它具有无噪声、全自动(日出而作,日落而停)、高可靠、供水量与蒸发量适配性好(“天大旱,它大干”)等许多优点。联合国国际开发署(UNDP)、世界银行(WB)、亚太经社会(ESCAP)等国际先后充分肯定了它的先进性与合理性,目前在这些国际组织的支持下,全世界已有数万台不同规格的光伏水泵在不同地区和国家运行,特别是在亚、非、拉及中东等发展中国家,已为许多贫困地区的人民带来相当可观的经济效益,加速了这些地区的脱贫步伐。由于光伏水泵系统从技术上说是一个比较典型的“光、机、电一体化”系统,它涉及太阳能的、变换及电力电子、电机、水机、计算机控制等多个学科的,因此已被许多国家列为优先发展的高新技术和进一步发展的方向,中东、非洲有不少国家更是期望依藉太阳能水泵及省水微灌、现代化农业等新技术在地下水资源比较充裕的干旱地区把家园改造为绿洲。
负载的特性
在设计太阳能光伏发电系统和进行系统设备的配置、选型之前,要充分了解用电负载的特性。如负载是直流负载还是交流负载,负载的工作电压是多少?是冲击性负载还是非冲击性负载?是电阻性负载、电感性负载还是电力电子类负载等。其中电阻性负载如白炽灯、电子节能灯、电熨斗、电热水器等在使用中都是无冲击电流的。而电感性负载和电力电子类负载如日光灯、电动机、电冰箱、电视机、水泵等启动时都有冲击电流,且冲击电流往往是其额定工作电流的5~10倍。因此,在容量设计和设备选型时,往往都要留下合理余量。
太阳能电池方位角的选择
在我国,太阳能电池的方位角一般都选择正南方向,以使太阳能电池单位容量的发电量大。如果受太阳能电池设置场所如屋顶、土坡、山地建筑物结构及阴影等的限制时,则应考虑与他们的方位角一致,以求充分利用现有地形和有效面积,并尽量避开周围建、构筑物或树木等产生的阴影。只要在正南±20°之内,都不会对发电量有太大的影响,条件允许的话,应尽可能偏西南20°之内,使太阳能发电量的峰值出现在中午稍过后某时,这样有利于冬季发电。有些太阳能光伏建筑一体化发电系统设计时,当正南方向太阳能电池铺设面积不够时,也可将太阳能电池铺设在正东、正西方向。