傳統(tǒng)直接驅(qū)動(dòng)的SPVWPS常因太陽(yáng)輻射波動(dòng)而導(dǎo)致效率不高。為解決這一問(wèn)題，該研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了新系統(tǒng)，將SCM永久連接到光伏(PV)模塊，并通過(guò)電子開(kāi)關(guān)定期連接到帶有離心泵(CP)的無(wú)刷直流電機(jī)(BLDCM)。該開(kāi)關(guān)操作的算法旨在確保PV模塊的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)，從而提高系統(tǒng)整體效率。
為了驗(yàn)證這一新設(shè)計(jì)的有效性，研究團(tuán)隊(duì)在Matlab/Simulink環(huán)境中進(jìn)行了模擬測(cè)試。他們比較了傳統(tǒng)SPVWPS與兩種新穎設(shè)計(jì)的性能。在所有模擬中，均使用了四塊功率為500W、效率為20.3%的PV板，以及電機(jī)功率為1.5kW、角速度為2,800rpm的CP和額定電壓為1.6kW、效率為90%的BLDCM。模擬結(jié)果顯示，在特定模擬研究案例(烏克蘭7月)中，與傳統(tǒng)配置相比，新開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)在相同組件和運(yùn)行條件下日產(chǎn)水量提高了64%。
除了模擬結(jié)果外，研究團(tuán)隊(duì)還構(gòu)建了新系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置，并進(jìn)行了實(shí)證研究。他們發(fā)現(xiàn)，在日照減少的條件下，新系統(tǒng)的CP及其電力驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行效率比基本配置高25%，這進(jìn)一步證實(shí)了所提出CP脈動(dòng)運(yùn)行的有效性。
該研究成果已發(fā)表在《e-Prime——電氣工程、電子學(xué)和能源領(lǐng)域的進(jìn)展》期刊上，題為“基于中間超級(jí)電容器緩沖器的脈動(dòng)泵運(yùn)行提高獨(dú)立太陽(yáng)能光伏水泵系統(tǒng)的效率”。這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)有望為太陽(yáng)能光伏水泵系統(tǒng)的發(fā)展帶來(lái)新的突破。
