一、情況背景介紹：

　　中國(guó)經(jīng)濟(jì)在迅速發(fā)展的同時(shí)也面臨著巨大的環(huán)境挑戰(zhàn)，北方的沙漠化便是眾多問題之一。位于北方地區(qū)的城市，屬于中國(guó)沙漠化最嚴(yán)重的地區(qū)之一。由于北京、遼寧等地處在內(nèi)蒙古沙源地下風(fēng)方向，因此深受沙塵暴的影響。雖然國(guó)家各級(jí)政府出臺(tái)了多種有效措施以及大力度的政策支持，但要完全遏止沙塵暴的步伐，還需要全社會(huì)的廣泛參與。

　　我國(guó)北方地區(qū)多處于沙漠化地帶，嚴(yán)重的沙漠化不但影響到交通運(yùn)輸線路的運(yùn)行穩(wěn)定性和正常的使用周期，還嚴(yán)重影響到周邊地區(qū)特別是北京的環(huán)境。希望我公司能夠幫助地方政府聯(lián)手開展的防沙治沙林工程，能有效改善沙漠地區(qū)交通運(yùn)輸線路等經(jīng)濟(jì)命脈的運(yùn)行環(huán)境，建設(shè)防沙林為北京和北方地區(qū)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)打造一道‘綠色屏障’。

　　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最佳的首選方案。

　　因?yàn)樵谏衬吘?，氣候及環(huán)境都是非常惡劣，栽下去的樹得到長(zhǎng)期有效的灌溉，成活率不足以30%，消耗大量人力及物力。本文著重介紹太陽(yáng)能提水系統(tǒng)應(yīng)用沙漠邊緣林木灌溉。

　　深圳市天源新能源有限公司是‘光伏水泵專用逆變器’和‘光伏揚(yáng)水系統(tǒng)集成應(yīng)用’技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)制造公司。經(jīng)在中國(guó)南北地區(qū)的不同氣候下的系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試、獨(dú)立光伏揚(yáng)水系統(tǒng)能夠滿足沙漠公路防沙林的種植要求，不對(duì)環(huán)境的造成任何污染。深圳市天源新能源有限公司擁有包括研發(fā)、制造、銷售和服務(wù)等全方位的業(yè)務(wù)活動(dòng)。公司技術(shù)帶頭人徐政博士，早在2001年，就幫助地方政府建設(shè)了新疆哈德地區(qū)高速公路防沙林光伏揚(yáng)水灌溉系統(tǒng)工程，系統(tǒng)運(yùn)行至今，狀態(tài)良好。

　　二、系統(tǒng)介紹：

　　深圳市天源新能源有限公司的‘光伏揚(yáng)水系統(tǒng)’的結(jié)構(gòu)由太陽(yáng)電池板、光伏揚(yáng)水逆變器和水泵構(gòu)成，簡(jiǎn)單易用。為了降低建設(shè)和運(yùn)行成本，減少運(yùn)行維護(hù)工作，提高系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)擯棄了常規(guī)光伏系統(tǒng)中必須應(yīng)用卻對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的蓄電池，以蓄水替代蓄電，直接驅(qū)動(dòng)水泵揚(yáng)水，達(dá)到了環(huán)境零污染的標(biāo)準(zhǔn)。

　　光伏揚(yáng)水系統(tǒng)對(duì)于解決偏遠(yuǎn)地區(qū)人畜飲水、農(nóng)業(yè)及防護(hù)林灌溉等生態(tài)問題具有廣闊的應(yīng)用前景。本項(xiàng)目結(jié)合新疆哈德地區(qū)沙漠高速公路防沙林太陽(yáng)能揚(yáng)水滴灌試驗(yàn)系統(tǒng)的研究，歷時(shí)八年的運(yùn)行結(jié)果表明：該系統(tǒng)具有很好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和最大功率點(diǎn)跟蹤效果;揚(yáng)水專用逆變器各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良，性能穩(wěn)定，可靠性高。至目前，國(guó)內(nèi)外未見同類產(chǎn)品，產(chǎn)品技術(shù)處世界領(lǐng)先位置。

　　三、目標(biāo)工程概況

　　針對(duì)于草坪種植、高速公路防沙林養(yǎng)護(hù)、沙漠治理等用途，現(xiàn)結(jié)合2001年在新疆哈德地區(qū)沙漠高速公路防沙林太陽(yáng)能揚(yáng)水滴滲灌系統(tǒng)的真實(shí)案例數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。及其多年來在新疆塔克拉瑪干沙漠公路生態(tài)工程中的運(yùn)行情況和成功應(yīng)用效果，給出了太陽(yáng)能光強(qiáng)和每天揚(yáng)水時(shí)間與逆頻器頻率和流量等的測(cè)試曲線和多副沙漠生態(tài)滲灌種植的圖片，并對(duì)太陽(yáng)能揚(yáng)水做出了簡(jiǎn)要的經(jīng)濟(jì)分析。

　　1.2001年在新疆哈德地區(qū)沙漠高速公路防沙林太陽(yáng)能揚(yáng)水滴滲灌系統(tǒng)

　　1). 太陽(yáng)能揚(yáng)水站設(shè)計(jì)與建設(shè)

　　為了解決沙漠防護(hù)林種植用水問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了單機(jī)容量15KW的太陽(yáng)能揚(yáng)水系統(tǒng)。

　　PS15000光伏水泵揚(yáng)水系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)如下：

　　太陽(yáng)能電站總功率 15KW

　　揚(yáng)程 85m 太陽(yáng)能方陣技術(shù)參數(shù)

　　流量 36m3/h 開路電壓 DC 685V

　　工作電壓 DC 556V 短路電流 DC 28.8A

　　啟動(dòng)光照強(qiáng)度 410W/m2 工作電壓 DC 556V

　　停止光照強(qiáng)度 360W/m2 工作電流 DC 26.4A

　　每日揚(yáng)水時(shí)間 6~7.5h 占地面積 200m2

　　每日揚(yáng)水量 135 m2 澆灌面積 70畝(46,200m2)

　　2).種植效果

　　基于塔里木沙漠公路沿線的自然環(huán)境，植物種選擇要特別關(guān)注植物的耐鹽、耐旱、耐寒、耐高溫、耐風(fēng)蝕沙埋等特性。根據(jù)前期的研究成果，并借鑒已建工程的成功經(jīng)驗(yàn)，植物種選用沙拐棗、檉柳和梭梭三類優(yōu)良固沙灌木樹種，但在檉柳屬植物種類選用時(shí)，要特別注意不同種耐鹽能力和對(duì)土壤適應(yīng)性的差異，在高大沙丘上選用多枝、多花等生長(zhǎng)迅速的檉柳種類，在土壤含鹽高和地下水礦化度高的地段選用鋼毛、短毛等耐鹽能力強(qiáng)的檉柳種類。

　　3).灌溉模式的比較

　　灌溉模式分漫灌，通常土地400m3/畝左右，沙漠肯定不宜漫灌，也無每畝耗水量數(shù)據(jù)。滴灌120m3/畝左右，滲灌80 m3/畝左右，灌溉周期5-7天。滲灌蒸發(fā)量小，不僅供水與作物根系發(fā)育同步，相對(duì)于滴灌節(jié)水1/3，系統(tǒng)管道不易老化、裂變、遭受人為和其它鼠類破壞，使用壽命為滴灌系統(tǒng)的三倍，且地表不結(jié)板，綜合指標(biāo)均高于滴灌系統(tǒng)。

　　4).經(jīng)濟(jì)分析

　　根據(jù)運(yùn)行初期四年統(tǒng)計(jì)資料，如果設(shè)備折舊期定為20年，以成本價(jià)計(jì)，沙漠林帶用水每年約50元/畝左右，0.4元/平方米左右。

　　大家都知道沙漠植物根系常共生一種極具藥物價(jià)值的菌類，如肉蓯蓉，如果將防沙林建設(shè)與藥材種植相結(jié)合起來將產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益，非常有利于防護(hù)林建設(shè)的持續(xù)發(fā)展。

　　5).簡(jiǎn)短的結(jié)論

　　多年來太陽(yáng)能揚(yáng)水站設(shè)備運(yùn)行情況良好，設(shè)備穩(wěn)定性、可靠性高，未發(fā)生任何故障，從作物長(zhǎng)勢(shì)來看也充分證明了太陽(yáng)揚(yáng)水站運(yùn)行情況非常良好。太陽(yáng)能揚(yáng)水種植是非常成功的，具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值，完全可以替代傳統(tǒng)燃油水泵，降低燃油和專業(yè)維護(hù)職守人員成本，做到環(huán)境零污染。

　　2.2009年建于陜西省榆林國(guó)家勞動(dòng)英雄牛玉琴荒漠生態(tài)治理基地

　　本項(xiàng)目是依托11萬畝封沙育林的生態(tài)治理成果和未治理沙地，應(yīng)用新能源光伏揚(yáng)水農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)，將防治荒漠化基地與科技生態(tài)農(nóng)業(yè)項(xiàng)目的結(jié)合應(yīng)用，是沙產(chǎn)業(yè)理論應(yīng)用的典型案例，也是治沙女英雄牛玉琴繼30年沙漠治理以來，在毛烏素沙漠區(qū)域建設(shè)的防沙治沙與促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合;科技措施、工程措施和農(nóng)耕措施相結(jié)合;防沙治沙與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和農(nóng)民脫貧致富相結(jié)合;生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合;生態(tài)建設(shè)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展、結(jié)構(gòu)調(diào)整和改進(jìn)生產(chǎn)方式相結(jié)合的重大生態(tài)農(nóng)業(yè)示范帶動(dòng)項(xiàng)目。

　　該系統(tǒng)使用光伏揚(yáng)水滴灌系統(tǒng)施肥，可減少肥料和農(nóng)藥用量，減少環(huán)境污染;光伏揚(yáng)水重力滴灌與地面洪灌相比，可節(jié)水70%，把種樹成活率由30%提升到90%以上。系統(tǒng)每年可以發(fā)電7500千瓦時(shí)，灌溉面積105畝，在其25年的使用年限內(nèi)，可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤70噸，減排二氧化碳31噸，二氧化硫1.4噸，煙塵1.1噸，灰渣18噸。