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，实现上限功率点跟踪 (MPPT)。

  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基本功能是一样的，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，十分便捷实用，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。

  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。

  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，一般的情况下，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，能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，是否很神奇。

  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，因此上限功率会受到限制；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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