DB15 T 1811—2020 大棚集雨光伏提水技术规程.pdf

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1、ICS 27.160 F 12 DB15 内 蒙 古 自 治 区 地 方 标 准 DB15/T 1811 2020 大棚集雨光伏提水技术规程 Technical specification of greenhouse rainwater harvesting with photovoltaic water pumping unit 2020-01-03发布 2020-02-03实施 内蒙古自治区市场监督管理局 发布 DB15/T 1811 2020 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 大棚集雨系统 . 2 5 光伏供电系统 .

2、 4 6 光伏提水系统 . 5 附录 A（资料性附录） 太阳能资源修正系数 . 8 附录 B（ 资料性附录） 光伏阵列跟踪太阳方式修正系数 . 9 附录 C（资料性附录） 流量修正系数 . 10 DB15/T 1811 2020 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009给出的规则起草。 本标准由内蒙古自治区水利厅提出并归口。 本标准起草单位：水利部牧区水利科学研究所、内蒙古自治区水利科学研究院。 本标准主要起草人：李和平、郑和祥、付卫平、鹿海员、王 军 、曹雪松、李 亮、侯诗文、朱俊 峰、佟长福、邬佳宾、白巴特尔、杨燕山、畅利毛、高文慧、陈雅楠 . DB15/T 1811 2020

3、 1 大棚集雨光伏提水技术规程 1 范围 本标准规定了大棚集雨光伏提水的技术要求，包括大棚集雨工程技术参数、光伏供电系统、光伏提 水系统。 本标准适用于内蒙古自治区多年平 均降水量大于 250 mm的地区 。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 22473 储能用铅酸蓄电池 GB 50011 建筑抗震设计规范 GB 50017 钢结构设计规范 GB 50205 钢结构工程施工质量验收规范 GB/T 50596 雨水集蓄利用工程技术规范 3

4、术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 光伏提水 solar pumping water 将太阳辐射能转变成电能，再由电能驱动光伏水泵提水。 3.2 大棚集雨 rainwater collection in greenhouse 利用温室棚面的不透水性及倾斜坡度条件蓄集和贮存雨水。 3.3 光伏阵列 photovoltaic array 将太 阳能电池组件以一定的排列方式组合起来形成的阵列。 3.4 最大功率跟踪 maximum power point tracking 控制器通过实时侦测太阳能板的发电电压追踪最大功率值的过程。 DB15/T 1811 2020 2 3.5 光伏方阵

5、额定功率 rated power of photovoltaic array 在额定的工作条件下，太阳电池组件方阵在额定电压下所规定的输出功率。 3.6 光伏阵列的额定电压 rated voltage of photovoltaic array 在规定的工作条件下，依据同一类型太阳电池组件的特性选定其输出电压，使这 一类太阳电池组件 的输出功率都接近于最大功率，这个电压叫额定电压。 3.7 光伏阵列的峰值功率 peak power of photovoltaic array 太阳电池组件方阵，在标准测试条件下的额定最大输出功率。 3.8 网式过滤器 mesh filter 利用滤网直接拦截水中

6、、油中等液体的杂质，去除水体、油体中悬浮物、颗粒物，降低浊度，净化 水质和油质，减少系统污垢、菌藻、锈蚀等产生，保护设备正常工作的设备。 3.9 砂石过滤器 sandy filter 通过均质等粒径石英砂形成砂床作为过滤载体进行立体深层过滤的设 备。 4 大棚集雨系统 4.1 集雨系统 4.1.1 集流面 大棚集雨工程集流面包括温室大棚塑料棚膜、温室后墙和棚间道路。 温室大棚塑料棚膜铺设结构、材料优先满足大棚结构荷载、光照、保温等性能要求。温室后墙作为 集流面应铺设棚膜进行防渗及利于雨水汇流，棚膜材料可采用温室大棚棚膜材料。棚间道路宜采用混凝 土地面、固化土、石板等人工材料对地面进行防渗，根据

7、当地实际情况进行技术、经济比较后确定，根 据地形条件设定一定横向坡度，利于雨水汇集。 混凝土地面用不小于 4 cm的 C20F50W6现浇混凝土铺设，设置伸缩缝；固化土采用预制砌块或干硬性 固化 土砌筑，厚度不小于 5 cm，固化剂含量为 7 % 12 %，干硬性固化土施工夯实密度不小于 1.8 t/m3； 石板道路铺砌在水泥砂浆垫层上，进行填缝和勾缝处理。 4.1.2 汇流沟 在大棚棚膜地面、后墙地面及棚间道路两侧设置汇流沟，汇集温室大棚塑料薄膜、温室后墙和棚间 道路集留的雨水，汇流沟断面形式采用凹槽型或 U型，使用 3 cm 5 cm厚混凝土抹平，塑料薄膜铺底形 DB15/T 1811 2

8、020 3 成防渗层。断面尺寸根据当地平均降雨量及集流面投影面积计算集雨量确定，要求汇流沟槽口宽度一般 大于 15 cm，深度 10 cm，坡度 3 5。 4.1.3 输水渠 将汇集的雨水引 流至蓄水系统，输水渠可采用现浇混凝土、预制混凝土等结构，断面可采用矩型或 U型，纵向坡度应根据地形确定，衬砌渠（沟）不宜小于 1/100，断面尺寸应按照汇流量计算确定。 4.2 蓄水系统 4.2.1.1 净水设施 在进水前池进水口处设置拦污栅，拦截汇集雨水中的漂浮物。棚间道路采用土质道路时，在进水口 前设置沉砂池。在提水系统首部设置砂石过滤器和网式过滤器，以保证水质满足节水灌溉系统水质要求。 4.2.2

9、进水前池 在储水系统前应设置进水前池，利于集蓄雨水水流均匀进入储水系统中。 进水前池结构包括：池身及渐变段，前池需设渐变段将引水渠道加宽加深，保证 压力水管进口水流 平顺，水头损失小，不产生旋涡；压力水管进口，采用岸塔式进水口；泄水道，常采用侧堰，也可采用 虹吸式泄水道，将暴雨等产生的多余水量泄放。 4.2.3 蓄水工程 根据当地土质、建筑材料和施工条件并考虑温室滴灌灌水要求采用水窖或水池，为保护水质和人身 安全设置有盖水池。 综合考虑便于取水与管理、降低施工成本、减少占地等因素确定水窖或水池的建设地点，可建设在 大棚内部或外部，修建在寒冷地区的蓄水工程，可考虑修建在棚内保温或采取其他防冻措施

10、。 根据集蓄雨水量及大棚种植作物需水量，综合考虑其他用水、补充水源情况及水量损耗 情况确定水 窖或水池的容积。 水窖和水池设计要求参见 GB/T 50596。 4.2.4 堵泄水设施 在水窖或水池的进水口设置堵水设施。在蓄水工程的正常蓄水位处应设置溢流管（口）。 4.3 过滤系统 4.3.1 砂石过滤系统 4.3.1.1 滤层介质：滤层常选用坚硬、耐磨的石英砂做为过滤介质，尺寸大小根据过滤精度要求填 充，一般为 1 mm 4 mm。 4.3.1.2 滤层厚度：滤层的厚度依水的混浊度而定，滤层总厚度一般 30 cm 50 cm。 4.3.1.3 设计滤速：设计滤速根据过滤器接管口径和外形尺寸，一

11、般在 5 m3/h 400 m3/h 之间。 4.3.1.4 反清洗：当进出口压力降高于 0.05 MPa 0.07 MPa 时就应进行反冲洗 ,应进行反冲洗。反清 洗强度 10 L/sm2 15 L/sm2，冲洗历时可根据杂质状况，一般反洗 15 25 分钟，正洗 15 25 分钟。 4.3.1.5 进口压力：过滤器进水水压一般 0.25 Mpa，反冲洗进水水压一般 0.20 Mpa。 4.3.2 网式过滤系统技术参数 4.3.2.1 公称压力：过滤器运行所需的进口处的最大静水压力，一般 1.0 MPa； DB15/T 1811 2020 4 4.3.2.2 损坏前临界压降：过滤器每个过滤元

12、件损坏前允许加在它两端的最大压差，受过滤器材质而 定； 4.3.2.3 推荐流量范围：过滤器能正常运行的流量范围，一般在 5 m3/h 300 m3/h 之间； 4.3.2.4 过滤器安装尺寸：过滤器两个螺纹接口端之间的长度，或两个连接法兰端面之间的距离，以 及两个平行的进口和出口 (螺纹或法兰 )中心线之间的距离，根据过滤器大小一般在 30 cm 1500 cm 之 间； 4.3.2.5 过滤器目数：过滤器在 1 英寸 1 英寸的面积内有多少个网孔数，目数越大，说明物料粒度 越细，目数越小，说明物料粒度越大，一般在 5 目 2000 目之间； 4.3.2.6 最大安全压降：过滤元件堵塞到需要

13、清洗或更换时，过滤器进口和出口之间的最大允许压 差，一般超过 0.07 MPa 需要对过滤元件堵塞到需要清洗或更换。 5 光伏供电系统 5.1 一般要求 5.1.1 太阳能资源条件 光伏阵列直接驱动的提水机组全年日照时数应不小于 2200 h；全年太阳总辐射量应不小于 1000 kW h/（ m2a）。 蓄电池（组）储能的提水机组全年日照时数应不小于 2000 h；全年太阳总辐射量应不小于 800 kW h/（ m2a）。 5.1.2 环境条件 考虑的环境条件包括： 温度， 0 C +50 C； 湿度，最湿月份月平均最高相对湿度为 90 %； 海拔高度，低于 2000 m的地区。 5.1.3

14、技术性能要求 光伏供电系统参数应满足如下要求： 峰值功率：标称峰值功率 3 % ； 寿命：光伏组件正常条件下 的使用寿命应不低于 25 年。 5.2 光伏支架 5.2.1 光伏组件安装应采用螺栓背板下固定方式，固定在支架框架上 ,螺栓、螺母材质为镀锌材料。 5.2.2 光伏组件固定式支架的设计风载抵抗应不小于当地最大阵风风速，光伏阵列风荷载和基本风压 应按以下公式计算。 阵列风荷载应按公式（ 1）计算： WW AqCW . (1) 式中： W 风荷载， N； WA 受风面积， m 2。 DB15/T 1811 2020 5 风荷载风 力系数 WC 顺风时按公式（ 2）选取，逆风时按公式（ 3）

15、选取。 0 .0 0 90 .6 5C W . (2) 0 .0 1 60 .7 1C W . (3) 基本风压 q 应按公式（ 4）计算： 2 0V21q . (4) 式中： 空气密度， kg/m3； 0V 设计用基准风速， m/s，地面上 10 m 处， 50 年一遇最大瞬时风速。 5.2.3 碳钢支撑结构系统的变形量应满足 GB 50017 和 GB 50205 的要求。 5.2.4 光伏支架系统抗震等级参考 GB 50011 丙类建筑规定要求。 5.2.5 光伏支架与支架基础预埋件的联结采用焊接 (或螺栓连接 )形式，安装完成后应做防腐处理。 5.3 光伏阵列容量 按公式（ 5）计算：

16、 21 pfkkNN . (5) 式中： N 光伏阵列的容量， W； 1k 太阳能资源修正系数 ， 1k 的值按附录 A 选取； 2k 光伏 阵列跟踪太阳方式修正 系数 ， 2k 的值按附录 B 选取 。 6 光伏提水系统 6.1 光伏提水系统分类 6.1.1 按电能传递路线应分为以下两类： a） 光伏阵列直接驱动的提水机组； b） 蓄电 池（组）储能的提水机组。 6.1.2 按水泵驱动电机的电流形式应分为以下两类： a） 由直流电动机驱动光伏水泵的提水机组； b） 由交流电动机驱动光伏水泵的提水机组。 6.1.3 按水泵工作原理应分为以下两类： a） 离心泵提水； b） 容积泵提水。 6.2

17、 光伏提水机组技术要求 DB15/T 1811 2020 6 6.2.1 光伏阵列最大峰值水功率 按公式（ 6）计算： HgQ3 .61N m a xsf . (6) 式中： sfN 峰值水功率， W； 水密度， kg/m3； g 重力加速度， m/s2； maxQ 水泵峰值流量 ， m3/h； H 系统总扬程 ， m。 6.2.2 光伏提水系统水泵峰值功率 按公式（ 7）计算： 543 sfpf kkkNN . (7) 式中： pfN 提水系统峰值水功率， W； 3k 流量修正系数 ， 3k 的值按附录 C 选取； 4k 提水机具形式修正系数 ； 对于容积泵：流量大于等于 5 m3/h 时，

18、 4k 取 0.75 0.85；流量小于 5 m3/h 时， 4k 取 0.65 0.75。 对于离心泵：流量大于等于 5 m3/h 时， 4k 取 0.85 0.95；流量小于 5 m3/h 时， 4k 取 0.70 0.85。 5k 电力传动形式修正系数 。 对于直流传动系统， 5k 取 0.80 0.90；对于交流传动系统， 5k 取 0.70 0.80。 6.3 光伏 水泵 6.3.1 水泵效率应不小于 45 %。 6.3.2 在正常使用条件下，水泵的平均无故障工作时间应不少于 2500 h。 6.3.3 防水电缆应满足下列要求： 电缆对水的绝缘电阻应不低于 100 M ； 常温下（

19、20 25 ），电流为额定值，电缆的电压降应不大于额定电压的 5 %。 6.4 蓄电池 6.4.1 光伏提水机组配套的蓄电池 应符 GB/T 22473 的规定。 6.4.2 配备蓄电池的容量应至少满足用户两天的用水量。 6.4.3 蓄电池应设置保温、防水、防盗、防液体渗漏等功能的保护设施 DB15/T 1811 2020 7 6.5 控制系统 6.5.1 光伏提水机组控制系统应具备以下功能： 最大功率跟踪； 机组启动与停止； 调节光伏阵列输出电流、电压、功率； 显示主要运行参数； 防雷； 安全保护。 6.5.2 控制系统应设置合适的开关装置，以便满足维护、实验、故障检测、修理等需要。 6.5.3 控制系统在发生故障时应能保护光伏组 件、水泵及其他电气元件不受损坏，应提供由于超载和 短路时的过电保护。 6.5.4 应考虑安装和运行期间导线所能承受的机械应力。 6.5.5 应保护人和牲畜避免因直接或间接接触机组带电部件而可能引起的危险。 DB15/T 1811 2020 8 A A 附 录 A （资料性附录） 太阳能资源修正系数 表 A.1 太阳能资源修正系数 项目 太阳能资源（ kWh/ （ m2a ） ） 1740 1400 1740 1160 1400 10 流量修正系数 0.70 0.75 0.80 0.85 _