课程设计说明书题目：太阳能光伏发电技术课程设计二级学院新能源科学与工程学院年级专业2011级光伏发电（2）班学号 1103030215学生姓名丁朝阳指导教师李玲教师职称讲师新余学院课程设计（论文）任务书二级学院：新能源科学与工程学院学号1103030215 学生姓名丁朝阳专业（班级）光伏发电设计题目太阳能光伏水泵产品的设计设计技术参数1、设计产品前期市场调研报告：主要包括市场现状、目前市场上该系列产品的设计特点及缺陷、优化改进的措施、市场开发前景等内容（含必要图片）。
2、光伏产品设计书：内容包括题目名称、正文、心得体会（,设计者对本设计的评述及通过设计的收获体会）、参考文献。
设计的光伏系统包括容量设计、各种关键设备的选型、及性价比分析（含必要设计图片）。
3、课程设计答辩：市场调研报告及设计书自我阐述3分钟，回答问题2分钟。
设计要求1、设计产品前期市场调研报告：逻辑清晰，层次分明，能够该反映光伏产品市场开发现状，与自身的专业知识紧密联系。
2、光伏产品设计书：能够用简洁的文字或清晰的图表来表达自己设计思想的能力；树立既考虑技术上的先进性又考虑经济上的合理性正确设计思想，并能够这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力；3、课程设计答辩：自我讲述条理清晰，重点突出，表现出良好的语言表达和组织能力；答辩思路清晰，反应敏捷，回答问题正确，知识面教宽。
工作量1.设计产品前期市场调研报告2.光伏产品设计书3.课程设计答辩工作计划参考资料指导教师签字教研室主任签字说明：此表一式叁份，学生、指导教师、二级学院各一份。
2013年 6 月 28 日新余学院课程设计评审意见表指导教师评语：成绩：（设计产品前期市场调研报告/满分20+光伏产品设计书/满分50）指导教师：2013年6月27 日答辩小组评语：成绩：（课程设计答辩成绩/满分30）评阅人：2013年6月28日项目课程总成绩：（设计产品前期市场调研报告+光伏产品设计书+课程设计答辩成绩）答辩小组成员签字：2013年6月28日新能源科学与工程学院太阳能光伏发电技术课程设计学院：新能源科学与工程学院专业班级： 11级光伏发电（2)班学生姓名：丁朝阳学号： 1103030215 指导教师：李玲实施时间：2013.6.17—2013.6.28项目课程成绩：（设计产品前期市场调研报告/满分20+光伏产品设计书/满分50）一、课程设计目的：课程设计是《太阳能光伏发电技术》课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。
在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。
课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出设计和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。
所以，课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。
通过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养：1. 查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力；2. 树立既考虑技术上的先进性又考虑经济上的合理性正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力；3. 用简洁的文字或清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
二、课程设计日程安排：实施时间实习内容安排地点2013年6月17日讲座：如何查阅相关文献课程设计安排、要求等相关事项。
C多媒体2013年6月18日分小组布置设计产品前期市场调研主A教室2013年6月20日专业讲座：如何设计光伏系统C多媒体2013年6月21日上交光伏设计产品市场调研报告主A教室2013年6月21日分小组优化系统设计方案主A教室2013年6月27日上交光伏系统设计书，指导教师评定成绩主A教室2013年6月28日课程设计答辩主A教室三|、课程设计任务：1、设计产品前期市场调研报告2、光伏产品设计书3、课程设计答辩四、课程设计成绩本课程设计成绩的评定为百分制，其中设计产品前期市场调研报告满分20、光伏产品设计书满分50满分、课程设计答辩30分。
课程设计的总成绩=设计产品前期市场调研报告+光伏产品设计书+课程设计答辩成绩目录引言第一章太阳能光伏水泵的概述1.1 研究背景及意义1.2 太阳能光伏水泵的组成1.3 本章节所研究的内容1.4 设计产品的参数范围1.5 光伏水泵投资的经济预算与分析第二章太阳能直流水泵的计算2.1 25w直流水泵的相关计算数据2.2 蓄电池的选取及相关设计计算2.3 控制器的选取及相关计算2.4 太阳能电池的选取及相关计算2.5 产品设计成本的预算第三章太阳能水泵系统的保护功能设计3.1 过流和短路保护3.2 低日照保护总结参考文献：引言太阳能是一种取之不尽且清洁无污染的新能源，当前针对光伏并网和离网以及应用的产品越来越多地出现了，人们对光伏产品的认知度有了空前的提高，特别是当前光伏电池组件性价比到了非常合适的地步相关发电技术也在应用中日臻，系统建设成本显著的降低；然而，由于受限于相关政策的约束，光伏并网系统从建设到并网许可以及发电上网收费等环节都遇到很多困难，而离网或光伏应用产品则可以避开相关政策限制，光伏水泵系统就是其中伏应用产品，是将太阳能电池阵列产生的直流电转换成机械能再转换为水功率，最后通过管道和储水系统将地下或地表水搬运到人们需要的地方，为缺电、无电地区，提供人畜饮用水以及草原、牧场或其它作物的灌溉用水；或为在人居密集区域的供水设施供水或提供动力，因此具有巨大的推广应用意义和社会价值。
第一章太阳能光伏水泵的概述1.1 研究背景及意义近年来，随着全球“粮食问题”、“能源问题”的严重性不断提升，逐步被誉为解决有效耕地提高产量和用清洁能源替代化石能源的最为有效的产业整合产品。
成为把光伏产业与农业水利、荒漠治理、生活用水、城市水景等传统产业综合发展的新兴经济模式。
光伏水泵利用来自太阳的持久能源，日出而作，日落而歇，无需人员看管，不需要柴油、不需要电网，可与滴灌、喷灌、渗灌等灌溉设施配套应用，节水节能，可大幅降低使用化石能源电力的投入成本。
是全球“粮食问题”、“能源问题”综合系统解决方案的新能源、新技术应用。
光伏产品的应用：图 1.1图 1.21.2 太阳能光伏水泵的组成一、光伏水泵原理系统利用太阳电池阵列将太阳能直接转变成电能。
经过DC／DC升压，和扬水逆变器后输出三相交流电压驱动交流异步电机和水泵负载，完成向水塔储水功能。
二、光伏水泵组成“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。
其可用于家庭供水、水处理系统、滴灌、游泳池水循环、池塘进排水、农业灌溉、喷泉景观等。
光伏水泵系统全自动运行，无需人工值守，系统主要由光伏阵列、控制器、扬水逆变器和水泵等组成。
1、光伏阵列太阳能光伏阵列（也叫太阳能电池板）是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。
其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
2、最大功率点跟踪控制器最大功率点跟踪控制器也是整个系统的重要部分。
由于光伏阵列输出特性的非线性，其输出受光照强度、环境温度和负载情况影响，在一定的光照强度和环境下，光伏阵列可以工作在不同的输出电压，但只有在某一输出电压时，光伏电池的输出功率才能达到最大值。
因此在太阳能光伏水泵系统中，要提高系统效率，必须实时检测光伏阵列的输出功率并调整光伏电池的工作点，使之始终工作在最大功率点附近，满足在不同太阳光照条件下，使太阳能尽量多的转化为电能，使水泵能高效和稳定的工作。
3、光伏扬水逆变器光伏扬水逆变器，英文为Solar Pumping Inverter，对太阳能光伏扬水系统（太阳能光伏水泵）的运行实施控制和调节，将太阳能阵列发出的直流电转换为交流电，驱动水泵，并根据日照强度的变化实时地调节输出频率,使输出功率接近太阳电池阵列的最大功率。
当日照很充足时，保证水泵的转速不超过额定转速；当日照不足时，根据设定最低运行频率是否满足，否则自动停止运行。
4、水泵：常规的为交流水泵和直流水泵，是将电能转换成机械能再到水势能的核心部件；1.3 本章节所研究的内容根据本学院对学生课程设计的要求，我们将在李玲老师的带领和指导下，设计出25W光伏水泵产品，并通过所学知识对该产品进行改进。
通过改进前后实验数据的变化，分析影响光伏水泵效率的因素。
1.4 设计产品的参数范围1 输出电压范围：12至24V2 额定输出功率：24W3 工作效率： 80%4 工作温度：25摄氏度5 功率因数：0.8左右1.5 太阳能光伏水泵经济投资预算随着各地政府的重视和推广，光伏水泵在山村供水、牲畜饮水、农田灌溉、草原畜牧、沙漠治理、生活用水及景观喷泉等已被广泛应用。
在一些没有电网覆盖的地区，饮水可以用太阳能水泵来保证。
其不但适用于各种地形，更因其维护简便、无需值守的特点受到青睐。
被人们称为“死亡之海”的塔克拉玛干沙漠地下有丰富的水资源，地上有丰富的太阳能资源。
利用光伏水泵来实施种植、养殖，实现变荒漠为良田，变沙漠为绿洲，复兴昔日的“丝绸之路”。
在经济上能实现持续发展的情况下，“再造楼兰”已不再是梦。
近年来，随着对新能源利用的不断提升，光伏水泵在市政工程、城市广场、宾馆饭店以及住宅社区的景观喷水系统中，得到了越来越多的应用，体现出新能源环保价值观，成为城市和企业的形象名片.第二章太阳能直流水泵的计算2.1 25W直流水泵的相关计算实验中水泵的主要参数：额定电压：12V额定电流：1A最大流量：3.0L/min水泵功率Pn=25W额定电压U=12V，设水泵的功率因数为cos φ=0.8效率η=80%电机的电阻0.5aR，，假定水泵按每天工作时间t=8h 连续工作时间T=1周计算，1千瓦时（KWh）=3.6兆焦（MJ）对于工作电压为12V的直流系统用Ah数表示一天八小时的耗电量E 则有以下计算：W=Pt (1)Pn=UnInηn (2)由1、2可得总功率：W1=Pt=25w×8h=0.2kwh=7.2×10^5j额定电流：In=Pn／Unηn=25W／12V×80%=2.604A查阅资料可知环境温度为30℃时明敷的BXL_500型截面为2.55mm的铝芯橡皮线的Ial=25A>In=2.604A,满足发条件。
因此导线截面积选择为A=2.5mm设输入功率为W2 则：W2=W1／cosaηn=72000／0.8×80%=1.125MJ用E表示水泵的日耗电量则有：E=8p／12=8×25=16.7ah／d水泵采用的是无刷直流电动机一台电动机要带动水泵工作，首先接通电源，从静止转动状态到稳定状态，这是电动机的启动过程。