Чи оснащені сонячні водяні насоси Demax інтелектуальними системами керування?

Сонячні системи водопідйому працюють за принципом перетворення сонячного світла на механічну енергію за допомогою трьох основних компонентів: фотогальванічної (ФГ) панелі, контролера насосної установки та двигуна водопідйому. Під впливом сонячного світла панелі генерують постійний струм (ПС), який керується контролером насоса. Для керування потоком енергії вони використовують технологію відстеження точки максимальної потужності (MPPT), що забезпечує отримання максимально можливої вихідної потужності від фотоелементів незалежно від інтенсивності сонячного світла. Насоси розраховані на роботу від постійного струму, а контролер оптимізує потік енергії, щоб забезпечити її передачу проти енергетичного споживача (тобто води) для ефективного використання енергії. Така комбінована система ідеально підходить для роботи з двома базовими типами насосів, які ми детально розглянемо найближчим часом. Глибинні насоси, що встановлюються у вертикальних свердловинах глибиною понад вісім (8) метрів, є найкращим варіантом для застосувань, що вимагають високого або низького об’ємного витрати й підйому. Поверхневі насоси найбільш придатні для застосувань, пов’язаних із низькою або високою об’ємною витратою при зрошенні. Ці насоси встановлюються на поверхні й забирають воду з-під поверхні (глибина до 7 метрів) струмка, ставка або річки. Вибір між поверхневим і глибинним насосами залежить від конкретних гідрологічних умов та вимог до напору на ділянці. У випадках мілких водойм поверхневі насоси забезпечують на 20–30 % більшу об’ємну витрату, тоді як глибинні насоси забезпечують кращу стабільність тиску у ситуаціях з глибокими свердловинами.

Ефективність перетворення енергії: постійний струм (DC) проти змінного струму (AC) у сонячних водяних насосах

Насоси постійного струму (DC) підключаються безпосередньо до сонячних панелей. Це додаткова перевага, оскільки немає потреби в перетворенні струму, а втрати енергії мінімізуються; тому щоденна ефективність у середньому становить близько 92 %. У системах змінного струму (AC) ефективність може бути на рівні 78–85 % через додатковий етап перетворення за допомогою інвертора. Крім того, для завдань водопідйому на глибину понад 50 м підводні насоси постійного струму мають енергетичну перевагу приблизно на 15 % на кВт·год порівняно з еквівалентними підводними насосами змінного струму. Системи змінного струму мають перевагу сумісності з резервним (мережевим) електропостачанням, але для використання в віддалених місцях, де електроенергія недоступна, насоси постійного струму є найекономічнішими й надійнішими у довготривалій експлуатації.

Переваги використання сонячних водяних насосних систем у сільському господарстві та поза електромережею

Відсутність витрат на паливо, просте обслуговування та екологічно чисті технології.  

З цими новими сонячними насосами вам більше ніколи не доведеться купувати паливо чи використовувати електроенергію з мережі. Це означає, що ви зможете знизити витрати на експлуатацію на 60–80 % порівняно з традиційними дизельними та електричними насосами. Завдяки своїй конструкції вони взагалі не мають двигунів внутрішнього згоряння. Кількість їх рухомих частин становить менше п’яти, а вся електроніка — твердотільна. Вимоги до технічного обслуговування мінімальні: у більшості випадків достатньо щорічного огляду. Сонячні панелі слід промивати, коли вони забруднюються, і те саме стосується вхідних отворів — фільтрів, які можуть засмічуватися. Під час роботи насоси не виділяють вуглекислого газу. Насправді вони здатні щорічно усувати від двох до п’яти тонн парникових газів. Вам не доведеться хвилюватися про забруднення води через пролиття палива чи забруднення стоками від генератора. Багато сертифікованих систем розроблено для експлуатації в екстремальних умовах, зокрема при надмірній спекоті, у пилових та вологих середовищах. Тривала й безперебійна робота протягом до 15 років є цілком звичайною.

Це дозволить їм впроваджувати рішення у сфері сільського господарства для інтеграції стратегій стійкого розвитку на довготривалий період у різноманітних сільськогосподарських регіонах по всьому світі.

Енергетична незалежність для віддалених ферм, сіл та проектів іригації

Сонячні водяні насоси забезпечують автономним особам повну незалежність систем. З їхньою допомогою віддалені фермери можуть зрошувати свої поля навіть у періоди посухи. Емпіричні дані частково підтвердили ефективність цього підходу. Повідомлялося, що в періоди посухи врожайність може зростати на 15–30 % завдяки застосуванню цього методу зрошення. Крім того, для віддалених сільських громад постійний доступ до питної води та можливість утримання худоби зменшують тиск, пов’язаний із нерегулярними поставками транспортного палива й перебоями в електропостачанні. Що й говорити, у посушливих сільськогосподарських районах сонячні панелі можна адаптувати за розміром під конкретний обсяг сільськогосподарської діяльності, не вдаючись до масштабних, дорогих і тривалих у реалізації систем зрошення, що вимагають значного переобладнання території. На відміну від іригаційних систем, що працюють на паливі, сонячні системи не виходять із ладу під час штормів чи перебоїв із постачанням палива, що робить їх надійним рішенням для громад, які протягом десятиліть страждають від тривалих посух і борються за надійний доступ до води.

Вибір відповідного розміру та типу сонячного водяного насоса для ваших потреб

Щоденна кількість води, загальний напір, витрата води та сонячна інсоляція

Розрахунок системи ґрунтується на чотирьох взаємопов’язаних факторах:

Щоденна потреба у воді (л/добу) впливає на тривалість роботи системи та розмір системи зберігання. Наприклад, для поливу 1 гектара овочевих культур зазвичай потрібно 50 000–70 000 л/добу.

Загальний динамічний напір — це вертикальне підйомне зусилля разом із втратами тиску через тертя в трубопроводі — визначає тип та потужність необхідного насоса. Поверхневі насоси підходять для напору менше 10 м. Для більших потреб необхідним стає занурювальний насос.

Витрата води (л/хв) обмежена продуктивністю джерела. Наприклад, якщо свердловина має стійку швидкість поповнення 5 галонів на хвилину (GPM), і ви перевищуєте цей показник, ви марнуєте електроенергію; якщо ж ви працюєте нижче цього рівня, виникає пониження рівня води в свердловині.

Сонячна інсоляція (кВт·год/м²/добу) є головним чинником, що визначає розмір фотовольтаїчного масиву. Наприклад, якщо в Аризоні показник становить 6,0 кВт·год/м²/добу, то там потрібен менший розмір фотовольтаїчного масиву, ніж у Німеччині, де цей показник дорівнює 3,0 кВт·год/м²/добу, і там доведеться збільшити розмір масиву.

Приклад впливу цих параметрів на проектування системи наведено нижче:
Щоденні потреби у воді — визначають тривалість роботи насоса та об’єм ємності для зберігання води
Загальний динамічний напір — визначає потужнісну категорію насоса та тип необхідного насоса.

Для адекватної роботи системи всі чотири параметри мають бути точно оцінені. Якщо їх недооцінити, система буде постійно працювати поза оптимальними режимами: наприклад, через недостатній водопритік може виникнути стрес у рослин або не вдасться завершити цикли зрошення через нестачу води. Узгодження потужності насоса з розміром панельного масиву та вимогами до резервного живлення від акумуляторів (за наявності)

Важливо, щоб компоненти системи правильно поєднувалися між собою. Поширеним підходом у галузі є збільшення потужності ідеальних комбінацій приблизно на 30–50 %. Експлуатація насоса потужністю 2 к.с. (1,5 кВт) разом із сонячними панелями загальною потужністю близько 3 кВт є цілком прийнятною. Сезонність бізнесу залежить від зниження інсоляції, щоб забезпечити достатню кількість сонячної енергії для роботи насоса. Додаткові акумулятори коштуватимуть на 20–35 % дорожче, але вони дозволять системі працювати вночі, що є важливим, наприклад, для графіків поливу тварин. Крім того, акумулятори втрачають певну кількість енергії під час кожного циклу заряджання-розряджання. Якщо насос потрібен лише для поливу вдень (наприклад, для зрошування), використання постійного струму (DC) дозволить взагалі обійтися без інвертора. Це підвищить ефективність системи приблизно на 15 % порівняно з системою змінного струму (AC). І не забудьте про найважливішу частину: переконайтеся, що насос сумісний із вимогами системи щодо тиску та витрати рідини; в іншому разі практична продуктивність знизиться на 40 %, якщо система працюватиме не так, як передбачено проектом.

Корисні інструменти, такі як посібники з вибору сонячних насосів, спрощують процес вибору, пропонуючи варіанти насосів на основі місцевих умов і уникнувши надмірного ускладнення або підбору обладнання, яке є занадто дрібним для виконання завдання.

Проблеми, пов’язані з монтажем, технічним обслуговуванням та практичною ефективністю

Досягнення тривалих хороших результатів — це справжнє питання того, як саме здійснюється монтаж та технічне обслуговування. Що потрібно зробити? Детальне планування місця розташування є критичним. Вивчіть різні параметри ділянки: рельєф, рослинний покрив, сезонний розподіл сонячної радіації та характер водотоку. Це має вирішальне значення для ефективного розміщення сонячних панелей і мінімізації потреби у переустановці насосів. Забезпечте мінімальні коливання в системі, щоб уникнути зносу. Інвестуйте в корпуси зі ступенем захисту IP68 та вологостійкі й стійкі до УФ-випромінювання з’єднувачі. Це особливо важливо в віддалених районах, а також у районах з високою вологістю або запиленістю.

Щодо технічного обслуговування, його слід проводити щонайменше раз на три місяці. Технічне обслуговування завжди слід починати з промивання панелей. Очищення панелей підвищує їхню здатність поглинати енергію на 15–25 %, тому витрачені на це 5–10 хвилин цілком виправдані. Також важливо регулярно очищати фільтри впуску, щоб уникнути їхнього засмічення. Нарешті, необхідно стежити за герметичністю трубопроводів: витоки з часом посилюються, якщо їх ігнорувати. Перевірка на наявність витоків є необхідною заходом для запобігання серйозним проблемам у майбутньому. Ми самі обслуговуємо наші системи й спостерігаємо за їхньою бездоганною роботою в різних умовах, зокрема в сонячних енергосистемах, встановлених на спекотних пустельних фермах Раджастхану. Системи є надійними й демонструють однакову продуктивність від одного сезону до іншого. Якщо дотримуватися графіка технічного обслуговування, системи працюватимуть 95 % часу, навіть у екстремальних погодних умовах. Це має вирішальне значення для поливу сільськогосподарських культур, забезпечення спільноти чистою водою та забезпечує надійну роботу незалежно від погодних умов.

ЧаП

Які основні компоненти сонячних водяних насосів? Основними компонентами є фотогальванічні панелі, блок керування насосом та двигун, що переміщує воду.

Які насоси використовуються в системах сонячного водопостачання? Насоси класифікуються як занурювальні або поверхневі: занурювальні насоси використовуються для глибоких свердловин, а поверхневі — для мілких свердловин.

Які характеристики мають конфігурації постійного струму (DC) та змінного струму (AC) у сонячних водяних насосах? Системи постійного струму ефективніші за системи змінного струму через відсутність інвертора, що робить безпосереднє підключення до сонячних панелей більш енергоефективним.

Які переваги використання сонячних водяних насосів у сільському господарстві? Вони є вигідними, оскільки не потрібно турбуватися про витрати на паливо, обслуговування мінімальне, насоси є екологічнішими порівняно з іншими варіантами, а також вони чудово підходять для районів, де потрібна енергетична незалежність.

Під час вибору відповідного сонячного водяного насоса на що слід звернути увагу? Під час визначення розміру системи уважно враховуйте загальну динамічну висоту підйому, витрату води, добову потребу у воді та сонячну інсоляцію.