我国农业生产用水短缺,节水灌溉具有重要的战略地位。太阳能喷灌具有绿色无污染、无需外部供电等优点,能达到节能减排和节水灌溉的双重效果。但光伏技术与节水灌溉技术的结合度仍不够,关于光照强度与太阳能喷灌系统水力特性参数变化的关系研究并不多见。本文通过试验分析、理论计算与性能评价相结合的方法,对固定式太阳能喷灌系统在不同光强范围下的水力特性进行深入研究,提出不同光照强度范围下的喷头优化配置措施。本文主要研究内容与结论如下:(1)以光照强度为影响因素,以固定式太阳能喷灌系统泵出口流量、泵出口压力、喷洒射程、水量分布及组合喷灌均匀系数CU为评价指标,进行了水力性能试验研究,探寻了不同光照强度下的系统喷洒水力性能变化规律。结果表明:当光照强度在200-900 W/m2时,随着光照强度的增大,泵出口流量和压力大致呈现指数形式增长,喷头的喷洒射程稳定在9.2m左右,CU大于76%。当光照强度大于900 W/m2时,系统的泵出口流量、压力、射程和水量分布基本保持不变,且CU大于88%。因此,在光照强度大于200 W/m2时太阳能喷灌系统可以正常运作,当光照强度大于900 W/m2时,该系统达到最佳工作状态。(2)采用激光雨滴谱仪对固定式太阳能喷灌系统进行室内水滴分布试验,获得了固定式太阳能喷灌系统喷洒水滴分布规律,并提出了系统能量转换效率的测量及计算方法。结果表明:1)在距喷头距离4m后,随着光照强度的增大,距喷头相同距离处水滴平均直径变小,变化幅度也逐渐减小。当光照强度为225.7W/m2时水滴平均直径最大。2)随着光照强度的增大,相同测点处水滴平均速度减小。水滴速度最大点距喷头距离随着光照强度的增加而增大。3)在距喷头距离3m后,随着光照强度的增大,单位体积动能呈现先增加后减小并趋于稳定的过程。4)单个水滴动能随着水滴直径增大而增大,增大的幅度逐渐减小;太阳能喷灌系统中光照强度对单个水滴动能的影响主要集中在距离较近处的小直径水滴。5)动能强度在光照强度300.8-1018.8 W/m2时波动幅度较小;在光照强度为225.7 W/m2和1145 W/m2时,射程末端动能强度变化幅度较大,不够稳定。6)固定式太阳能喷灌系统能量转换效率在24.59%-37.21%之间。光照强度在225.7W/m2到416 W/m2时,能量转换效率最高,为36%左右。(3)模拟了5种光照强度范围,采用二维视频雨滴谱仪,测量并计算了固定式太阳能喷灌系统搭配3种不同型号喷头时的水力特性。以光照强度范围为影响因素,以喷头射程、组合喷灌均匀系数、水滴单位体积动能、组合喷洒动能强度均匀系数和太阳能能量转换效率为评价指标,通过主成分分析法,对固定式太阳能喷灌系统的3种喷头进行综合评价,筛选出在不同光照强度范围下,评分最高的喷头。为不同光照强度地区提供了固定式太阳能喷灌系统的喷头优化配置方案。本文的创新点在于探究了固定式太阳能喷灌系统的水力性能和水滴分布规律,提出了系统能量转换效率的测量和计算方法,为不同光照强度地区提供了固定式太阳能喷灌系统的喷头优化配置方案。