長期以來，如何在能源層面解決山區(qū)、旱區(qū)、草原牧場、荒漠化地區(qū)的提水供水，一直是困擾國內(nèi)外農(nóng)牧業(yè)發(fā)展和生態(tài)建設(shè)的一道技術(shù)性難題。而光伏水泵系統(tǒng)迎合了大規(guī)模的農(nóng)田、草場、荒漠等需求市場，可廣泛應(yīng)用于邊遠(yuǎn)無電、缺電地區(qū)人畜用水、農(nóng)田灌溉、荒漠治理。系統(tǒng)在無需任何外來能源的情況下可以機(jī)動靈活地用于農(nóng)田灌溉、提供潔凈人畜飲水、發(fā)展庭院經(jīng)濟(jì)、美化園區(qū)、構(gòu)造彩色噴泉、為養(yǎng)魚、養(yǎng)蝦池增氧、海濱鹽場供排水等。太陽能水泵系統(tǒng)的應(yīng)用無需蓄電池，節(jié)省了電池更換的費(fèi)用，減少了電池對環(huán)境造成的污染，也符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。
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太陽能水泵又叫做光伏水泵，基本原理是利用太陽能電池板構(gòu)成陣列后，把太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，然后?qū)動各類電動機(jī)帶動高效節(jié)能水泵從深井和江、河、湖、塘等水源提水。廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉，生活供水，荒漠治理等。全球由于缺水而不能開墾的土地面積占了一大部分，另外水泵產(chǎn)品的耗能站所有耗能的20%以上，因此太陽能水泵不用化石能源，還不受地域和空間限制，只要有太陽照射的地方均可以利用，因此其未來的應(yīng)用前景非常廣闊。目前已經(jīng)有幾十萬臺光伏水泵在全球各地運(yùn)轉(zhuǎn)，并以每年幾萬臺的數(shù)量增加， 國內(nèi)應(yīng)用總體數(shù)量不多，主要在西南和西北地區(qū)。
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太陽能是一種取之不盡、用之不竭的自然能源，其能量極大，兩秒鐘輻射的能量相當(dāng)于燃燒13×1016t標(biāo)準(zhǔn)煤所產(chǎn)生的全部能量，其釋放的能量只有1/60億到達(dá)地球大氣的比較高層，相當(dāng)于地球每年產(chǎn)生的2.0934×1018MJ能量，約為發(fā)電量5.8×107kWh。太陽輻射是地球上一切自然現(xiàn)象的主要能源，地球表層99.8%的能量來源于太陽。太陽輻射與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)有密切關(guān)系，太陽輻射的時空分布及其變化規(guī)律、氣候條件對于光熱利用系統(tǒng)的成本、價值及經(jīng)濟(jì)效益有巨大的影響。
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1、光伏陣列：由多塊太陽電池組件串并聯(lián)而成，吸收日照輻射能量，將其轉(zhuǎn)換為電能，即太陽能發(fā)電，為整個系統(tǒng)提供動力電源。
2、太陽能水泵逆變器：對系統(tǒng)的運(yùn)行實時控制和調(diào)節(jié)，當(dāng)日照充足時保證系統(tǒng)額定運(yùn)行，當(dāng)日照不足時，設(shè)定比較低運(yùn)行頻率滿足，確保太陽能電力的充分應(yīng)用。
3、水泵：從深井或江河湖泊等水源中提水，注入水箱水池，或直接接入灌溉或噴泉等系統(tǒng)，直流泵、交流泵、離心泵、軸流泵、混流泵、深井泵等均可使用。
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能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料：單晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅，形成P－N結(jié)。晶體硅為基本的電池材料。以晶體硅材料制備的太陽能電池主要包括：單晶硅太陽電池，鑄造多晶硅太陽能電池，非晶硅太陽能電池和薄膜晶體硅電池。單晶硅電池具有電池轉(zhuǎn)換效率高，穩(wěn)定性好，但是成本較高；非晶硅太陽電池則具有生產(chǎn)效率高，成本低廉，但是轉(zhuǎn)換效率較低，而且效率衰減得比較快；鑄造多晶硅太陽能電池則具有穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換的效率，而且性能價格比比較高；薄膜晶體硅太陽能電池處在研發(fā)階段。硅系列太陽能電池中，單晶硅和多晶硅電池繼續(xù)占據(jù)光伏市場的主導(dǎo)地位，單晶硅和多晶硅的比例已超過80%。
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干旱缺水導(dǎo)致草場受災(zāi)嚴(yán)重，牧草大面積干枯，牧業(yè)生產(chǎn)受到嚴(yán)重沖擊。牧區(qū)牲畜因缺草缺水死傷乏弱， 目前草場灌溉主要依賴地下水，而地下水的利用又受兩個因素的制約，其一是水資源的限制，其二是能源動力的限制。因這些地區(qū)人居分散、交通不便、能源供給困難，而電網(wǎng)建設(shè)又因線損高、跨度大等原因造成能源短缺，致使提水動力無法解決。太陽能水泵供(提)水系統(tǒng)結(jié)合草場太陽能源豐富，日照時間普遍較長等特點，有效的利用太陽能板將太陽能轉(zhuǎn)為電能，驅(qū)動水泵抽取地下水，將天然草場改造為人工草場。
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