傳統(tǒng)直接驅(qū)動的SPVWPS常因太陽輻射波動而導致效率不高。為解決這一問題，該研究團隊設(shè)計了新系統(tǒng)，將SCM永久連接到光伏(PV)模塊，并通過電子開關(guān)定期連接到帶有離心泵(CP)的無刷直流電機(BLDCM)。該開關(guān)操作的算法旨在確保PV模塊的最大功率點跟蹤(MPPT)，從而提高系統(tǒng)整體效率。
為了驗證這一新設(shè)計的有效性，研究團隊在Matlab/Simulink環(huán)境中進行了模擬測試。他們比較了傳統(tǒng)SPVWPS與兩種新穎設(shè)計的性能。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，新開發(fā)的系統(tǒng)在相同組件和運行條件下日產(chǎn)水量提高了64%。
除了模擬結(jié)果外，研究團隊還構(gòu)建了新系統(tǒng)的實驗裝置，并進行了實證研究。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)動的運行效率比基本配置高25%，這進一步證實了所提出CP脈動運行的有效性。
該研究成果已發(fā)表在《e-Prime——電氣工程、電子學和能源領(lǐng)域的進展》期刊上，題為“基于中間超級電容器緩沖器的脈動泵運行提高獨立太陽能光伏水泵系統(tǒng)的效率”。這一創(chuàng)新設(shè)計有望為太陽能光伏水泵系統(tǒng)的發(fā)展帶來新的突破。
