一、背景 

當(dāng)前，能源已經(jīng)成為國(guó)際社會(huì)共同關(guān)注的重大問(wèn)題，光伏發(fā)電由于其可再生和清潔等特點(diǎn)越來(lái)越受到重視。歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨額資金進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，并制訂相關(guān)的法律法規(guī)，積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，培育和扶持應(yīng)用市場(chǎng)。近年來(lái),我國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也十分迅速，但存在嚴(yán)重的不平衡現(xiàn)象。2007年我國(guó)的光伏電池年產(chǎn)量已躍居世界第一，與之相比,光伏市場(chǎng)的發(fā)展大大落后，僅占全球市場(chǎng)的0.71%，90%以上的光伏產(chǎn)品出口，造成在國(guó)內(nèi)高耗能和大排放、為國(guó)外節(jié)能的尷尬局面。
 

正是由于我國(guó)光伏系統(tǒng)的應(yīng)用剛剛起步，市場(chǎng)狀況尚不明朗，嚴(yán)重影響了企業(yè)開(kāi)發(fā)相關(guān)控制器和系統(tǒng)產(chǎn)品的積極性，目前普遍存在產(chǎn)品技術(shù)落后、工藝粗糙等問(wèn)題。另外，由于全球金融危機(jī)的影響，光伏電池的海外市場(chǎng)停滯萎縮，中國(guó)的光伏電池企業(yè)受到嚴(yán)重沖擊，所以迫切需要各級(jí)政府的大力支持，我們呼吁政府在擴(kuò)大內(nèi)需、刺激經(jīng)濟(jì)的措施中加強(qiáng)對(duì)整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)的支持。 
 

借鑒歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的做法，建議政府的支持不應(yīng)該只注重對(duì)相關(guān)企業(yè)的資助和支持，更應(yīng)該在應(yīng)用市場(chǎng)的扶持方面下功夫。由于光伏系統(tǒng)的成本高，早期的市場(chǎng)開(kāi)拓必須依靠政府的政策支持和資金補(bǔ)貼。有了活躍的市場(chǎng)，產(chǎn)品才能在實(shí)際應(yīng)用中不斷完善和提高,企業(yè)的經(jīng)營(yíng)才能有生機(jī)，真正形成良性循環(huán)。 
 

二、市場(chǎng)定位 

光伏系統(tǒng)與其它普通商品不同，不是普通個(gè)人或家庭的消費(fèi)品，如果僅以節(jié)約的電費(fèi)來(lái)考核其投資效益，目前沒(méi)有任何市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，所以政府對(duì)市場(chǎng)的扶持應(yīng)該注重以下幾個(gè)方面： 

    1.應(yīng)用系統(tǒng)能夠結(jié)合社會(huì)需求，具有綜合考核指標(biāo)。 

    2.支持國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)和銷(xiāo)售。 

    3.幫助國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品的驗(yàn)證與完善，有利于技術(shù)積累。 

    4.貼近市民的生活，發(fā)揮切實(shí)的環(huán)保及宣傳作用。 

    5.支持農(nóng)業(yè)灌溉、解決農(nóng)業(yè)的水利建設(shè)需求。 

    6.解決荒漠治理問(wèn)題，達(dá)到改善和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。 

在具體應(yīng)用方案上，雖然并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是發(fā)展的趨勢(shì)，但目前在國(guó)內(nèi)的推廣使用還面臨許多問(wèn)題，尤其是與電力公司的協(xié)調(diào)比較困難，能否并網(wǎng)賣(mài)電以及電價(jià)都不能確定，國(guó)產(chǎn)控制器產(chǎn)品也難以介入。我們認(rèn)為光伏揚(yáng)水系統(tǒng)是一個(gè)很好的備選方案，系統(tǒng)與電網(wǎng)沒(méi)有直接關(guān)系，立項(xiàng)手續(xù)簡(jiǎn)便，示范性強(qiáng)。而且根據(jù)實(shí)際需求，系統(tǒng)容量可大可小，能夠參與的相關(guān)企業(yè)較多。 
 

1.城市水景?？梢耘浜?011年世界大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)比賽場(chǎng)館的建設(shè)，利用太陽(yáng)能揚(yáng)水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水景的水循環(huán)和水質(zhì)保證。作為更大的潛在市場(chǎng)，能夠應(yīng)用于居民小區(qū)的水景系統(tǒng)中。深圳商報(bào)曾經(jīng)圍繞住宅小區(qū)人造水景因維護(hù)成本過(guò)大而干涸、變成“雞肋”擺設(shè)的問(wèn)題，進(jìn)行了相關(guān)的報(bào)道和熱烈的討論（圖1）。如果在小區(qū)設(shè)計(jì)階段就引入了光伏揚(yáng)水系統(tǒng)，既能起到很好的宣傳作用，又能避免物業(yè)管理公司為節(jié)約水電費(fèi)而經(jīng)常關(guān)停景觀和噴水系統(tǒng)。 
 

        

2.農(nóng)業(yè)灌溉。目前全國(guó)18.5億畝耕地，有灌溉條件的只有8.3億多畝，其他55%的耕地完全靠天吃飯，而且大部分灌溉標(biāo)準(zhǔn)不高，灌溉設(shè)施老化失修嚴(yán)重，真正旱澇保收的只有2億多畝。目前國(guó)家投入巨資進(jìn)行農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施和耕地開(kāi)拓，抓住這個(gè)機(jī)會(huì)，加強(qiáng)抗擊旱澇災(zāi)害和灌溉的綜合能力，解除農(nóng)民的危難。應(yīng)用光伏揚(yáng)水系統(tǒng)，建立一套新能源水利體系，從災(zāi)害發(fā)生-救災(zāi)-災(zāi)害再次發(fā)生-再救災(zāi)的惡性循環(huán)解脫出來(lái)，防患于未然，才是根本。采用光伏揚(yáng)水系統(tǒng)建設(shè)綠色能源的全自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，既推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，又提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，把農(nóng)業(yè)人口解放出來(lái)，把社會(huì)福利全面覆蓋，內(nèi)部需求必將長(zhǎng)足增長(zhǎng)，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入良性循環(huán)，實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)，我國(guó)才能發(fā)展為一個(gè)社會(huì)和諧、環(huán)境和諧的國(guó)家。       
   

                     

3.荒漠治理。目前，全球荒漠化正以每年50萬(wàn)公頃的速度擴(kuò)展，6大洲100多個(gè)國(guó)家和占1/5的世界人口受到荒漠化的威脅。我國(guó)是世界上荒漠化較為嚴(yán)重且發(fā)展速度較快的國(guó)家之一，全國(guó)荒漠化總面積為268萬(wàn)平方公里?；哪瘜?dǎo)致可利用土地資源銳減，土地生產(chǎn)能力衰退，沙塵暴等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，加深荒漠化地區(qū)貧困，威脅人類(lèi)生存，嚴(yán)重影響了我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展、社會(huì)的穩(wěn)定和人民生活富裕。 
 

荒漠化防治是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，“種樹(shù)、種灌、種草”是其中的重要內(nèi)容，是改造環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候的重要措施，還是生產(chǎn)木材、發(fā)展產(chǎn)業(yè)化的重要資源。植被的培育、生長(zhǎng)離不開(kāi)水，我國(guó)荒漠化地區(qū)降水產(chǎn)流量較低，徑流資源少，而地下水較豐富，因此需要采用經(jīng)濟(jì)、合理的手段利用地下水資源。在無(wú)電的荒漠化地區(qū)，架設(shè)配電線路，驅(qū)動(dòng)機(jī)電井的水泵，初期投資過(guò)高；采用柴油發(fā)電機(jī)，雖然初期投資低，但運(yùn)行和維護(hù)成本高。而充分利用荒漠化地區(qū)豐富的太陽(yáng)能資源的光伏揚(yáng)水系統(tǒng)就是一個(gè)很好的解決方案。 

以沙漠高速公路防沙林為例。 

位于新疆南部的塔克拉瑪干沙漠是世界上第二大流動(dòng)沙漠，人們常常稱(chēng)它為“死亡之海”。為了開(kāi)發(fā)豐富的石油和天然氣于1996年建成了舉世聞名、貫穿塔克拉瑪干沙漠南北走向，全長(zhǎng)520公里的世界上最長(zhǎng)的流動(dòng)沙漠公路。為了防止風(fēng)沙對(duì)公路的侵蝕，沙漠公路建成初期全線均采用草方格來(lái)保護(hù)沙漠公路的正常通行，這種護(hù)路工程，費(fèi)時(shí)、費(fèi)人工，成本高且使用壽命短，因此在沙漠公路沿線建立永久的綠色防護(hù)林就成為沙漠公路防沙治沙的最佳方案。 

    要建沙漠防護(hù)林帶，水的供給就顯得特別重要，水從哪里來(lái)？揚(yáng)水的能源從哪里來(lái)？塔克拉瑪干沙漠地下不僅是一個(gè)大油氣田，同時(shí)它的表層還是一個(gè)大水庫(kù)，達(dá)1150億立方米，相當(dāng)于兩條黃河的年水量，埋深一般在幾米到幾十米，在沙漠公路沿線的108個(gè)探測(cè)點(diǎn)，水位埋深2-12米有50個(gè)點(diǎn)，13-35米有41個(gè)點(diǎn)，大于35米有17個(gè)點(diǎn)。另一方面，塔克拉瑪干沙漠地上有著豐富的太陽(yáng)能資源，年日照時(shí)數(shù)在3200小時(shí)，年總?cè)照漳芰空酆蠟?800度電/平方米，地下有豐富的水資源，地上有巨大的太陽(yáng)能資源，為開(kāi)發(fā)地下水提供了資源保證。 
 

利用太陽(yáng)能揚(yáng)水不失為最佳選擇，光伏水泵具有“天大旱它大干”的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，具有與植被生長(zhǎng)同步的一致性提水功效，它能高效的把地下水提升到地面來(lái)供種植使用。
 

天源新能源有限公司的光伏揚(yáng)水逆變器應(yīng)用于沙漠高速公路的光伏揚(yáng)水系統(tǒng)，該系統(tǒng)于2001年9月建成，位于沙漠公路離北端起點(diǎn)116公里哈德公路路口，至今運(yùn)行穩(wěn)定，作物長(zhǎng)勢(shì)良好（圖3），具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。 
 

          
 

三、產(chǎn)品狀況 

深圳市天源新能源有限公司與清華大學(xué)深圳研究生院電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室深圳研究室合作開(kāi)發(fā)了PB系列太陽(yáng)能揚(yáng)水專(zhuān)用逆變器（圖4），產(chǎn)品中綜合應(yīng)用了電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)，并有多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。采用專(zhuān)用化設(shè)計(jì)，控制方法獨(dú)特，功率、揚(yáng)程及流量范圍大，直接驅(qū)動(dòng)通用的大功率水泵，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)如此完整的同類(lèi)系列產(chǎn)品。產(chǎn)品已在實(shí)際系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行中得到了驗(yàn)證（圖5、6）。 
 

四、系統(tǒng)應(yīng)用 

天源新能源的“光伏揚(yáng)水系統(tǒng)”由太陽(yáng)能電池陣列、光伏揚(yáng)水專(zhuān)用逆變器及水泵組成（圖7）。系統(tǒng)遵循完全環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，省卻掉難于降解處理的鉛酸電池儲(chǔ)能裝置，大幅降低了系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)成本，采用動(dòng)態(tài)VI最大功率點(diǎn)跟蹤控制法，完全自動(dòng)化運(yùn)行。光伏揚(yáng)水系統(tǒng)廣泛適用于生活用水、農(nóng)業(yè)灌溉、林業(yè)澆灌、沙漠治理、草原牧野、海島供水、水處理工程等。隨著新能源利用的不斷提升，在市政工程、城市廣場(chǎng)、公園游覽、旅游勝地、賓館飯店、以及住宅社區(qū)的景觀及水景系統(tǒng)中可望得到更多的應(yīng)用。 
 

五、推廣方式 

根據(jù)項(xiàng)目的性質(zhì)，可采用不同的方式。對(duì)于市政工程中的應(yīng)用項(xiàng)目，可由相關(guān)部門(mén)統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計(jì)，進(jìn)行招投標(biāo)。對(duì)于普通民用工程項(xiàng)目，可由企業(yè)和用戶聯(lián)合立項(xiàng)，向政府有關(guān)部門(mén)申請(qǐng)補(bǔ)貼，政府負(fù)責(zé)項(xiàng)目的審核和驗(yàn)收，保證補(bǔ)貼資金不流失，對(duì)于沙漠治理和農(nóng)業(yè)灌溉項(xiàng)目，需要政府、產(chǎn)業(yè)、企業(yè)等共同完成。