逆变器|古瑞瓦特分享：关于光伏水泵逆变器几个冷知识
古瑞瓦特分享：关于光伏水泵逆变器几个冷知识
光伏扬水逆变器 ， 英文为Solar Pumping Inverter ， 对光伏扬水系统(太阳能水泵系统)的运行实施控制和调节 ， 将光伏阵列发出的直流电转化成交流电 ， 驱动水泵 ， 并根据日照强度的变化实时调节输出频率 ， 实现最大功率点跟踪 (MPPT) 。 
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光伏水泵逆变器是逆变器诸多分类的一种 ， 和我们常见的并网逆变器主要功能是一样的 ， 都是把光伏直流电转化为交流电 。 但水泵逆变器做了很多改进措施 ， 为系统节省了大量的成本 ， 拓展了光伏应用范围 。
光伏水泵逆变器是离网逆变器 ， 不依赖于电网 ， 可以独立带负载工作 ， 但常规的离网逆变器需配置蓄电池才能工作 ， 而铅酸蓄电池价格贵 ， 成本占系统的30%左右 ， 寿命短 ， 只有3-5年 ， 影响系统的投资收益 。 光伏扬水系统无需配置蓄电池 ， 有阳光就工作 ， 在高处建一个水塔 ， 需要用水时从水塔取水即可 ， 逆变器本身也会配水位开关 ， 非常方便实用 ， 其功能相当于离网系统中的蓄电池 ， 但水塔的成本要比蓄电池低很多 。 
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电动机是离网系统最难带的负载 ， 因为电动机启动需要很大的能量 ， 常规电动机启动功率是额定功率的3倍左右 ， 而水泵电机需要把水抽到高处 ， 启动功率是额定功率的5倍左右 ， 常规的离网逆变器如果要带水泵电机 ， 需放大5倍 ， 如2kW的水泵电机 ， 需要10kW的离网逆变器才可带动 ， 正常运行时 ， 直流端输入也要大于2kW ， 电动机才能持续运行 。 这就增加了系统成本 ， 而光伏水泵逆变器加入了特殊算法 ， 一般只增加20%的功率即可 ， 如4kW的水泵电机 ， 用5kW扬水逆变器就可以启动 。 运行过程中 ， 光伏输入功率也不需要4kW才能持续运行 ， 1kW左右也能让水泵运行 。 
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为什么水泵逆变器能有如此逆天的功能 ， 这要从交流电的原理谈起 ， 交流电有三个元素 ， 电压、电流和频率 ， 正常情况下 ， 频率都是不变的50Hz ， 电机启动 ， 每秒转50次 ， 功率随电流电压而变化 ， 所以我们一般都是用电压和电流来计算功率 。 但是电动机不一样 ， 其功率和频率有关系 ， 正常额定功率是在频率为50Hz下的功率 ， 当频率下降时 ， 功率也会下降 。 电机的额定功率=额定转矩×额定转 ， 只要额定转矩不变 ， 电机就能运行 ， 这样频率、电压下降时 ， 额定功率与转速或者说频率成正比下降 。 水泵逆变器在逆变器里加入了变频器功能 ， 可以改变交流电输出的频率 ， 在启动的时候 ， 把频率降低 ， 以速度换功率 ， 电机启动后 ， 再提升频率 ， 增加转速 。 频率还可随光照而变化 ， 这样 ， 即使1kW的光伏输入 ， 也可以带动4kW的水泵运行 ， 是不是很神奇 。 
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水泵逆变器的功能既然这么逆天 ， 那么能不能拓展他们应用范围呢 ， 答案是否定的 ， 由于水泵逆变器的输出电压、电流、相位、频率都在随着光照而变化 ， 很多场合都不能使用 。
1、受到技术限制 ， 水泵逆变器尚不能多台并联使用 ， 必须是一台逆变器配一台电机 ， 因此最大功率会受到限制;目前还没有支持储能的水泵逆变器 ， 直流耦合在一些冬天低温地区 ， 外面的水塔会结冰 ， 光伏扬水系统也会受到限制;水泵逆变器不能并到电网 ， 因为电网要求频率和电压同步 。
2、水泵逆变器能带的负载很有限 ， 目前除了水泵电机外 ， 凡是功率稳定 ， 对电压和频率有要求的负载均不能带 ， 如水泵逆变器不能直接带电灯、冰箱、电脑、洗衣机、甚至变频空调也不能带 ， 只能带纯电阻性负载热水器 。
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