一、情況背景介紹：

　　中國經濟在迅速發(fā)展的同時也面臨著巨大的環(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，屬于中國沙漠化最嚴重的地區(qū)之一。由于北京、遼寧等地處在內蒙古沙源地下風方向，因此深受沙塵暴的影響。雖然國家各級政府出臺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，還需要全社會的廣泛參與。

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

　　為了防止風沙對公路的侵蝕，沙漠公路建成初期全線均采用草方格來保護沙漠公路的正常通行，這種護路工程，費時、費人工，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林就成為沙漠公路防沙治沙最佳的首選方案。

　　因為在沙漠邊緣，氣候及環(huán)境都是非常惡劣，栽下去的樹得到長期有效的灌溉，成活率不足以30%，消耗大量人力及物力。本文著重介紹太陽能提水系統應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‘光伏揚水系統集成應用’技術領域的專業(yè)制造公司。經在中國南北地區(qū)的不同氣候下的系統運行測試、獨立光伏揚水系統能夠滿足沙漠公路防沙林的種植要求，不對環(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、銷售和服務等全方位的業(yè)務活動。公司技術帶頭人徐政博士，早在2001年，就幫助地方政府建設了新疆哈德地區(qū)高速公路防沙林光伏揚水灌溉系統工程，系統運行至今，狀態(tài)良好。

　　二、系統介紹：

　　深圳市天源新能源有限公司的‘光伏揚水系統’的結構由太陽電池板、光伏揚水逆變器和水泵構成，簡單易用。為了降低建設和運行成本，減少運行維護工作，提高系統的可靠性，系統擯棄了常規(guī)光伏系統中必須應用卻對環(huán)境污染嚴重的蓄電池，以蓄水替代蓄電，直接驅動水泵揚水，達到了環(huán)境零污染的標準。

　　光伏揚水系統對于解決偏遠地區(qū)人畜飲水、農業(yè)及防護林灌溉等生態(tài)問題具有廣闊的應用前景。本項目結合新疆哈德地區(qū)沙漠高速公路防沙林太陽能揚水滴灌試驗系統的研究，歷時八年的運行結果表明：該系統具有很好的動態(tài)響應特性和最大功率點跟蹤效果;揚水專用逆變器各項技術指標優(yōu)良，性能穩(wěn)定，可靠性高。至目前，國內外未見同類產品，產品技術處世界領先位置。

　　三、目標工程概況

　　針對于草坪種植、高速公路防沙林養(yǎng)護、沙漠治理等用途，現結合2001年在新疆哈德地區(qū)沙漠高速公路防沙林太陽能揚水滴滲灌系統的真實案例數據進行分析。及其多年來在新疆塔克拉瑪干沙漠公路生態(tài)工程中的運行情況和成功應用效果，給出了太陽能光強和每天揚水時間與逆頻器頻率和流量等的測試曲線和多副沙漠生態(tài)滲灌種植的圖片，并對太陽能揚水做出了簡要的經濟分析。

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

　　1). 太陽能揚水站設計與建設

　　為了解決沙漠防護林種植用水問題，我們設計了單機容量15KW的太陽能揚水系統。

　　PS15000光伏水泵揚水系統主要技術參數如下：

　　太陽能電站總功率 15KW

　　揚程 85m 太陽能方陣技術參數

　　流量 36m3/h 開路電壓 DC 685V

　　工作電壓 DC 556V 短路電流 DC 28.8A

　　啟動光照強度 410W/m2 工作電壓 DC 556V

　　停止光照強度 360W/m2 工作電流 DC 26.4A

　　每日揚水時間 6~7.5h 占地面積 200m2

　　每日揚水量 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注植物的耐鹽、耐旱、耐寒、耐高溫、耐風蝕沙埋等特性。根據前期的研究成果，并借鑒已建工程的成功經驗，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，要特別注意不同種耐鹽能力和對土壤適應性的差異，在高大沙丘上選用多枝、多花等生長迅速的檉柳種類，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，也無每畝耗水量數據。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，相對于滴灌節(jié)水1/3，系統管道不易老化、裂變、遭受人為和其它鼠類破壞，使用壽命為滴灌系統的三倍，且地表不結板，綜合指標均高于滴灌系統。

　　4).經濟分析

　　根據運行初期四年統計資料，如果設備折舊期定為20年，以成本價計，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值的菌類，如肉蓯蓉，如果將防沙林建設與藥材種植相結合起來將產生很好的經濟效益，非常有利于防護林建設的持續(xù)發(fā)展。

　　5).簡短的結論

　　多年來太陽能揚水站設備運行情況良好，設備穩(wěn)定性、可靠性高，未發(fā)生任何故障，從作物長勢來看也充分證明了太陽揚水站運行情況非常良好。太陽能揚水種植是非常成功的，具有極大的推廣應用價值，完全可以替代傳統燃油水泵，降低燃油和專業(yè)維護職守人員成本，做到環(huán)境零污染。

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

　　本項目是依托11萬畝封沙育林的生態(tài)治理成果和未治理沙地，應用新能源光伏揚水農業(yè)灌溉技術，將防治荒漠化基地與科技生態(tài)農業(yè)項目的結合應用，是沙產業(yè)理論應用的典型案例，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)域建設的防沙治沙與促進經濟社會可持續(xù)發(fā)展相結合;科技措施、工程措施和農耕措施相結合;防沙治沙與當地經濟、社會發(fā)展和農民脫貧致富相結合;生態(tài)效益和經濟效益相結合;生態(tài)建設與產業(yè)發(fā)展、結構調整和改進生產方式相結合的重大生態(tài)農業(yè)示范帶動項目。

　　該系統使用光伏揚水滴灌系統施肥，可減少肥料和農藥用量，減少環(huán)境污染;光伏揚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。系統每年可以發(fā)電7500千瓦時，灌溉面積105畝，在其25年的使用年限內，可節(jié)省標準煤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。