廣西地處祖國西南部，社會經(jīng)濟發(fā)展比較落后，是“老、少、邊、山、窮”地區(qū)，農(nóng)村人口眾多，零星分散，農(nóng)村水利的能源問題、環(huán)境問題在廣西表現(xiàn)十分突出，利用太陽能技術(shù)解決農(nóng)業(yè)灌溉或邊遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)村人飲提水問題，是一條既經(jīng)濟又可行的途徑。它不僅對改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境和節(jié)約能源起到一定的促進(jìn)作用，還對廣西能源可持續(xù)發(fā)展、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、改善農(nóng)民生產(chǎn)生活條件、提高農(nóng)民生活質(zhì)量起到很好的作用。

1太陽能光伏技術(shù)在廣西水利領(lǐng)域的需求分析

1.1農(nóng)村人飲工程太陽能提水泵站

廣西地處云貴高原東南邊緣，地形以中山、丘陵為主，占廣西總面積的68.30%，石灰?guī)r分布很廣，特別是桂西北巖溶地區(qū)，巖石裂隙、溶洞極為發(fā)育，地下水比降較大，埋藏較深，河谷深切，多呈“V”型峽谷，山體巖石裸露，土地分布零星，土壤覆蓋層薄且多為砂壤土，保水性差，降雨大部分通過巖溶裂隙和石灰?guī)r漏斗流入地下，地表水資源十分有限。加上地域覆蓋范圍廣，耕地分布零星，農(nóng)民群眾居住分散，都是造成廣西農(nóng)村飲水不安全的主要原因。根據(jù)《廣西農(nóng)村飲水安全工程“十二五”規(guī)劃》，在“十二五”期間，廣西計劃總投資1321780萬元，解決廣西農(nóng)村飲水不安全人口1506.90萬人（含農(nóng)場13.20萬人、林場9.40萬人），解決農(nóng)村學(xué)校飲水不安全人口272.74萬人。修建提水工程是解決農(nóng)村飲水安全問題的主要措施之一，提水的關(guān)鍵是動力，但在缺電無電邊遠(yuǎn)地區(qū)，交通不便，10kV以上供電線路造價超過10萬元/km，通過牽線引電提水成本較高，這種小負(fù)荷、長距離的輸電方式顯然是不合理和不經(jīng)濟的。廣西農(nóng)村年日照時間在2000h左右，太陽能資源相對豐富，加之采用太陽能水泵提水可日出而作、日落而歇，無需專門人員看管，可提高農(nóng)村飲水安全工程自動化管理水平，節(jié)約能源，對促進(jìn)廣西“資源節(jié)約型”及“環(huán)境友好型”社會建設(shè)具有深遠(yuǎn)影響和重大意義。

1.2農(nóng)業(yè)灌溉太陽能提水泵站

根據(jù)調(diào)查，結(jié)合《2010年廣西統(tǒng)計年鑒》、《廣西農(nóng)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃大綱》以及廣西多年來實施高效節(jié)水灌溉的經(jīng)驗，廣西適宜發(fā)展高效節(jié)水灌溉的主要農(nóng)作物有糖料蔗、玉米、蔬菜、水果等，其中水果主要有香蕉、葡萄、柑桔、芒果等，廣西適宜發(fā)展高效節(jié)水灌溉面積1761萬畝。根據(jù)《廣西壯族自治區(qū)高效節(jié)水灌溉項目“十二五”實施方案》，廣西在“十二五”期間計劃發(fā)展高效節(jié)水灌溉面積300萬畝，其中，大田糧食作物高效節(jié)水灌溉面積65.2萬畝，甘蔗高效節(jié)水灌溉面積141.0萬畝，設(shè)施農(nóng)業(yè)53.3萬畝，水果高效節(jié)水灌溉面積40.5萬畝。發(fā)展高效節(jié)水灌溉工程要依賴水泵提水加壓提供足夠的水壓，加上廣西高效節(jié)水灌溉主要集中在坡耕地，離鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊比較遠(yuǎn)，采用變壓器從電網(wǎng)接電難度大、成本高。相對而言，通過采用光伏提水系統(tǒng)把太陽能轉(zhuǎn)換成電能提水，是解決高效節(jié)水灌溉工程能源問題是有效手段之一。

1.3應(yīng)急抗旱提水泵站

廣西多年平均降雨量為1537mm，但由于地形起伏和大氣環(huán)流的影響，降雨時空分布極不均勻，降雨多集中在4-9月，占全年總降雨量的80.9%。因此，春秋易旱、夏澇冬干的特點十分明顯，素有十年九旱之稱。據(jù)比較完整的資料記載，廣西1700-1945年共發(fā)生大小旱災(zāi)152次，全自治區(qū)性的大旱有12次。根據(jù)建國后的統(tǒng)計資料顯示，廣西受旱面積1000萬畝以上的旱災(zāi)，1951-1980年平均4.3年發(fā)生一次，1981-2000年平均1.7年發(fā)生一次，2001-2007年平均1.4年發(fā)生一次。特別是大石山區(qū)，群眾居住零星分散，用電用水比較困難，遇到干旱年份，更是無電無水可用。旱災(zāi)的出現(xiàn)，往往導(dǎo)致災(zāi)民無水可飲，農(nóng)作物無水可灌，通過修建移動式應(yīng)急抗旱提水泵站，可以因地制宜、及時地解決群眾的生活生產(chǎn)用水問題。

2推廣的可行性分析

2.1太陽能光伏技術(shù)在水利應(yīng)用現(xiàn)狀

太陽能提水泵站已在我國西藏、新疆、甘肅、青海、寧夏、海南、內(nèi)蒙古、河南等省份推廣應(yīng)用，廣西桂林市興安縣修建了2座農(nóng)村飲水工程和灌溉工程的太陽能提水泵站，其中農(nóng)村飲水工程太陽能提水泵站已成功運行。根據(jù)其他省份的研究成果，結(jié)合廣西實際情況，廣西年日照小時數(shù)1063-2263h，桂南沿海和桂東南在2000h以上，桂北則在1400h左右；年太陽輻射總量為90-110kcal/cm2，即年均太陽能輻射總量4190-5016MJ/m2•a。1kW太陽能光伏提水一般出水時間為8:50-17:50，以揚程110m為標(biāo)準(zhǔn)，平均出水流量為4m3/h，冬季最大流量5m3/h，夏季最大流量達(dá)到12m3/h，最小流量3m3/h。從出水量指標(biāo)看，推廣光伏提水技術(shù)可行。據(jù)調(diào)查，目前太陽能光伏技術(shù)在廣西水利領(lǐng)域主要應(yīng)用在桂林市興安縣的農(nóng)村人飲提水泵站和農(nóng)業(yè)灌溉提水泵站。2010年興安縣嚴(yán)關(guān)鎮(zhèn)馬頭山村飲水工程采用了太陽能輔助抽水系統(tǒng)，該工程解決農(nóng)村人口346人的飲水不安全問題，總投資21.30萬元（其中，中央預(yù)算內(nèi)資金14萬元，自治區(qū)配套資金2萬元，縣配套5.3萬元）；其中太陽能輔助抽水系統(tǒng)投資7.2萬元，人均投資208元。2011年，桂林市興安縣界首鎮(zhèn)興田村柑桔滴灌工程也應(yīng)用了太陽能光伏技術(shù)。該工程設(shè)計灌溉面積300畝，主要作物是柑桔，工程總投資61.1萬元，即畝均投資2037元/畝；其中太陽能輔助抽水系統(tǒng)6.5萬元，即畝均217元。另外，廣西水利廳計劃在南寧市上林縣，桂林市興安縣、全州縣、永福縣以及河池市都安縣，選取8個村屯開展農(nóng)村飲水安全工程太陽能水泵試點工作，計劃總投資279.17萬元，項目受益人口3126人。

2.2太陽能光伏技術(shù)發(fā)展日臻成熟

太陽能光伏產(chǎn)品主要由太陽能電池板、控制系統(tǒng)、應(yīng)用端器具等部件組成。單晶硅太陽能電池板壽命最高達(dá)10-25年以上，控制系統(tǒng)無故障使用期為5-7年，經(jīng)維修可用15年，水泵可用15年。目前，廣西生產(chǎn)的太陽能電池板光電轉(zhuǎn)化率已達(dá)到17%-18%、雖然與世界先進(jìn)水平的25%的轉(zhuǎn)化率還有一定的差距，但技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟；對提高系統(tǒng)效率、可靠性、系統(tǒng)壽命、降低成本起關(guān)鍵作用的核心部件——控制器、逆變器也已實現(xiàn)自行生產(chǎn)。另外，廣西發(fā)展太陽能光伏有著得天獨厚的優(yōu)勢：一是廣西硅礦儲量居全國之首，占全國總儲量的50％，地下硅礦儲量在2億噸以上，而且資源稟賦較好，大部分礦體類型簡單、純度高、礦脈大、開發(fā)便利、價值高；二是廣西地處低緯度，屬副熱帶季風(fēng)氣候，長夏短冬，陽光充足，太陽輻射強烈，日照時間較長。