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用于泵送应用的混合光伏-热电发电机驱动同步磁阻电机

DOI：10.1109/access.2019.2945990 期刊：IEEE Access 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 光伏（PV）水泵系统的关注度日益提升，尤其在无电网覆盖的农村地区。然而该系统整体性能与成本仍是制约其广泛应用的主要障碍。本文研究了一种用于抽水应用的混合光伏（PV）-热电发生器（TEG）系统。其电动驱动系统采用同步磁阻电机与逆变器构成，通过控制策略实现两大功能：1）驱动电机达到每安培最大转矩状态；2）在不同天气条件下最大化光伏系统输出功率。这意味着本系统未采用传统DC-DC转换器，同时避免了使用寿命短、更换成本高的蓄电池。研究表明，相比单纯使用光伏阵列，混合PV-TEG阵列可使电机输出功率提升约9.5%，水泵流量提升约12%，从而改善系统性能、降低成本并简化结构。实验平台测量数据验证了本研究的理论成果。
作者： MOHAMED N. IBRAHIM，HEGAZY REZK，MUJAHED AL-DAHIFALLAH，PETER SERGEANT
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究混合光伏（PV）-热电发生器（TEG）系统在抽水应用中的性能，重点通过消除对直流-直流转换器和电池的需求来提高系统性能并降低成本与复杂性。

研究成果

与仅使用光伏阵列相比，该混合光伏-热电发生器系统在不需直流-直流转换器或电池的情况下，显著提升了电机输出功率和泵流量。这使得系统性能得到改善，同时降低了成本与复杂度。实验测量验证了仿真结果，证明了该系统在偏远地区抽水应用中的潜力。

研究不足

该研究假设光伏组件上的辐照度水平分布均匀且环境温度恒定，但实际应用中未必总是如此。热电阵列的性能并非在所有辐照度水平下都能达到最大化，这表明存在潜在的优化空间。

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