Aurinkovesipumppujärjestelmä on vielä melko uusi idea. Mekaniikka on kuitenkin hyvin identtinen kaikkien muiden vedenpumppujärjestelmien kanssa. Se perustuu positiivisen siirtymän ja kineettisen energian siirron perusajatukseen, eli miten vettä siirretään paikasta toiseen. Kuten kaikki muutkin mekaaniset järjestelmät, se vaatii toimiakseen energiaa. On olemassa erilaisia aurinkovesipumppuja, joista jokaisella on omat hyvät ja huonot puolensa. Joten oppikaamme aurinkovesipumppujärjestelmien haitat ja muut niihin liittyvät tosiasiat.
Mikä on aurinkovesipumppu?
PV (photovoltaic) -paneelien sähkö tai auringon lämmönkeruuvoiman aurinkovesipumppujen tuottama säteilylämpö. Verkkoenergialla tai dieselillä toimiva vesipumppu on tämän vastakohta. Aurinkovoimalla toimivan pumpun toimintaan käytetään aurinkoenergiaa. Se koostuu aurinkolatausohjaimesta (MPPT), aurinkopaneelijärjestelmästä, sähköliitännöistä, katkaisijasta/sulakekotelosta, tasavirtavesipumpusta ja vesisäiliöstä. Aurinkoenergialla toimivan vesipumpun käyttö on tehokkaampaa. Nämä pumput ovat edullisia asentaa ja huoltaa. Verrattuna IC-moottoreilla tai verkkoenergialla toimiviin pumppuihin aurinkopumpuilla on pienempi ympäristövaikutus. Aurinkovoimalla toimiva pumppu on loistava teknologinen edistysaskel, joka voi tarjota vettä eristyneille paikoille ympäristön ja sosiaalisesti vastuullisella tavalla. Tämän seurauksena se on aina suosituin taloudellinen tekniikka. Aurinkovesipumppujärjestelmillä on kuitenkin useita haittoja.
Mitkä ovat aurinkovesipumppujärjestelmien haitat?
Vaikka aurinkovesipumput ovat ympäristöystävällisiä käyttää, niillä on useita haittoja niin tekniikan kuin käytönkin osalta. Aurinkoenergian vesipumppujärjestelmien erilaiset haitat ovat:
- pääomakulut Aurinkoenergian vesipumppujärjestelmien käyttö on usein suurempi kuin vastaavien dieselvaihtoehtojen. Järjestelmien kustannukset ovat kuitenkin tällä hetkellä laskussa.
- Useimmat sovellukset vaativat suurempi vesivarasto kuin vastaavat dieseljärjestelmät vaativat.
- riskiä paneelin varkaus koska niitä pidetään edelleen joissain paikoissa arvokasina.
- Tällaiset järjestelmät ovat erittäin riippuvainen auringon säteilystä.
- Yleensä pääoman taso on ainoa taso, jossa on saatavilla varaosia ja ammattitaitoisia teknikkoja.
Mitkä ovat aurinkovesipumpun edut?
Aurinkovesipumppujen edut ovat seuraavat:
- Heillä on erittäin alhaiset käyttökustannukset.
- Ne ovat suhteellisen vähän huoltoa.
- Tällaisia pumppuja ovat hyvin luotettava mutta yksinkertainen.
- Nämä pumput ovat taloudellisesti hyödyllistä.
- Ne ovat myös ympäristöystävällinen.
Katso myös: 5 merkittävää agrovoltiikan haittapuolta
Mitkä ovat aurinkovesipumppujärjestelmien komponentit?
Aurinkovesipumppujärjestelmissä on kolme osaa:
1. Pumppu
Tämä on aurinkoveden pumppausjärjestelmän aivot ja sydän. Pumppu tuottaa erillisen virtauksen ja paineen yhdistelmän tietylle tehonsyötölle. Oikein huollettuna nämä pumput voivat palvella yli 15 vuotta. Tässä on luettelo kohdista, jotka kuvaavat aurinkovesipumppujen virtausta:
- Useat aurinkomoduulit on kytketty rinnan tai sarjaan jokaisessa aurinkopaneelissa. Muuntamalla auringon säteilyn sähköenergiaksi jokainen aurinkopaneeli tuottaa virtaa.
- Sisäänrakennettu ohjain DC pumput tai Muuttuva taajuusohjain (VFD) ohjaa, virittää ja ohjaa sähköenergiaa koko ryhmästä, jolloin siihen liittyvä pumppu (joka voi olla upotettava tai pintavesi) vetää vettä ja syöttää jakeluputkia.
- Aurinkovesipumppua käyttämällä saadaan näin vettä pois porakaivoista, lampista tai muista lähteistä ja pumpataan syöttölinjoille tarpeen mukaan. Se voidaan säilyttää säiliöissä ja ohjata sitten pelloille tai pumpun syöttö voidaan kytkeä tippumaan kastelujärjestelmät toimittaaksesi parasta vettä pelloille heti.
2. ohjain
Pumpun ja paneelien väliin sijoitettu pieni laite mahdollistaa pumpun käynnistymisen, kun ulkona hämärtyy. Ohjaimella on kaksi tarkoitusta. Ensinnäkin se tasapainottaa aurinkopaneelien syöttötehon pumpun vastaanottaman lähtötehon kanssa. Toiseksi ohjaimessa on tyypillisesti alijännitesuojaus, joka sammuttaa järjestelmän, jos jännite on joko liian matala tai liian korkea pumpun käyttöjännitealueelle. Tämä pidentää pumpun käyttöikää ja vähentää huollon tarvetta.
Aurinkopumppujen moottoreille on saatavilla tasavirta- (DC) tai vaihtovirta- (AC) jännitevaihtoehtoja. Tasavirtamoottoreita käytetään pienissä ja keskisuurissa sovelluksissa, joiden teho on jopa noin 3 kW, ja ne sopivat esimerkiksi puutarhalähteisiin, maisemointiin, eläinten juomavesijärjestelmiin ja pieniin kasteluprojekteihin. Koska voidaan käyttää pienempiä aurinkopaneeleja , kustannukset pienenevät, koska tasavirtajärjestelmillä on usein korkeampi kokonaishyötysuhde kuin saman kokoisilla vaihtovirtapumpuilla.
Vaihtovirralla toimivaa aurinkopumppua käytettäessä tarvitaan invertteri, joka muuntaa aurinkopaneelien tuottaman tasavirran pumpun tarvitsemaksi vaihtovirraksi. Suuremmissa järjestelmissä voidaan käyttää inverttereitä, joiden tuettu tehoalue on 0.15 - 55 kW. Kuitenkin, jotta AC-moottorin virranottokapasiteetti voitaisiin täyttää, paneeli ja invertterit on mitoitettava asianmukaisesti.
3. Aurinkopaneelit
Aurinkosähköpaneelien (PV) kapasiteetti virtalähteenä mitataan watteina. Tietyn nestemäärän tuottamiseksi pumppu tarvitsee tietyn määrän tehoa, painetta ja virtausnopeuksia. Pumpun käyttö voidaan toteuttaa kohtuullisin kustannuksin käyttämällä oikean kokoista aurinkopaneelijärjestelmää. Kun paneeli kytketään suoraan pumppuun, useimmat aurinkopumput tarvitsevat itse asiassa noin 20 % enemmän watteja kuin syötetään. Lisäksi suurempi paneeli mahdollistaa pumpun toiminnan suhteellisen heikossa valaistuksessa sekä aikaisempina ja myöhempinä vuorokaudenaikoina.
Lähes 80 % järjestelmän kustannuksista koostuu aurinkopaneeleista. Pumpun koko, tarvittava vesimäärä (m3/d) ja käytettävissä olevan auringon säteilyn määrä vaikuttavat kaikki suoraan aurinkosähköjärjestelmän kokoon.
Lue myös: Mikä on kelluva aurinkovoimala?
Mitkä ovat aurinkovesipumppujen tyypit?
Kun olet oppinut aurinkovesipumppujärjestelmien komponenteista, opimme erityyppisistä aurinkovesipumppuista -
1. Upotettavat aurinkopumput : Upotettava pumppu voidaan asentaa valtaviin kaivoihin , ja se voi nostaa vettä jopa 650 metrin korkeuteen. Tällaiset aurinkovesipumput toimivat suoraan sammuttaen akut, aurinkopaneelit ja tietyissä tilanteissa sähkön, kunhan kaivon vesi on yli 20 metrin korkeudella maanpinnasta. Kun aurinko paistaa, pumppu käy jatkuvasti ja pumppaa vettä, joka sitten varastoidaan säiliöihin myöhempää käyttöä varten. Huono sää estää auringon paistamisen, mikä tekee veden pumppaamisen mahdottomaksi. Siksi on parasta varastoida vettä vain suotuisissa sääolosuhteissa. Tämän tyyppisiä aurinkovesipumppuja käytetään tyypillisesti poraamattomassa, syvässä vedessä. Tämän tyyppisiä aurinkovesipumppuja käytetään myös hyvään pumppaukseen, kasteluun, paineistukseen, lampien ilmastukseen, asuinrakennusten vesijärjestelmiin ja karjan juottamiseen. 50 metriä on suurin suositeltu pumppaussyvyys.
2. Pintakäyttöiset aurinkopumput : Tämän tyyppisiä aurinkovesipumppuja käytetään lammikoissa, matalissa kaivoissa, vesivarastoissa ja puroissa . Käytämme pintakäyttöistä aurinkovesipumppua, kun kaivon vesihuollon syvyys on enintään 200 metriä maanpinnasta. Yleensä nämä pumput pystyvät pumppaamaan vettä vain enintään 20 metrin syvyyteen syvistä kaivoista. Näillä pumpuilla on helppo nostaa vettä jopa 20 metrin syvyydestä.
3. AC-aurinkopumput : Tämän tyyppisen pumpun sähkömoottori käyttää vaihtovirtaa . Kytkinpaneelin tuottama tasavirta muutetaan vaihtovirraksi invertterin avulla. Tästä muunnoksesta voi aiheutua sähkökatkoksia tuotannon ja kulutuksen aikana.
4. Tasavirta-aurinkopumput : Tätä pumppua käyttää tasavirtasähkömoottori. Siksi pumppu ei tarvitse akkua tai invertteriä.
Katso myös: Aurinkolämmittimen 4 etua
Miten aurinkovesipumppu toimii? Mikä on aurinkovesipumpun toimintaperiaate?
Aurinkosähköjärjestelmän tuottama sähkö käyttää järjestelmää. Aurinkoenergia muunnetaan sähköksi aurinkopaneeliryhmällä, joka puolestaan käyttää moottoripumppujärjestelmää. Pumppausjärjestelmä pumppaa vettä avokaivoista, porakaivoista, puroista, lammista, kanavista jne. Järjestelmä tarvitsee paikan, johon aurinkopaneeli voidaan asentaa ilman varjoja.
Aurinkosähköpumppujen toiminnan perusta on aurinkosähköjärjestelmät . Aurinkosähköjärjestelmät keräävät auringonsäteilyenergiaa ja muuntavat sen sähköksi, kun aurinkopumppu on käynnissä. Koko järjestelmä saa tämän seurauksena sähköä. Aurinkosähköjärjestelmän tuottama tasavirta muunnetaan vaihtovirraksi pumpun invertterillä, joka puolestaan antaa virran pumpulle. Jotta saavutettaisiin paras mahdollinen tehopisteen seuranta, invertterit muuttavat myös lähtötaajuutta ja -jännitettä reaaliajassa auringonvalon voimakkuuden vaihteluiden mukaisesti. Vedennostojärjestelmä toteuttaa toiminnon, jossa se kytkee vedennostojärjestelmän apuenergiana toimivan kunnallisen sähkön virran auringonvalon voimakkuuden laskiessa. Kaikista näistä eduista huolimatta aurinkoenergian pumppausjärjestelmillä on useita haittoja tai haittoja.
Mitä moottoria aurinkovesipumpussa käytetään?
Verrattuna vaihtovirtapumppuihin, BLDC-moottoripumpulla on korkeampi hyötysuhde, mikä johtaa suurempaan veden virtaukseen samalla aurinkopaneelien kapasiteetilla. Tyypillisin maataloussovelluksissa käytetty teho on 5 hv / 3.7 kW. Aurinkokäyttöinen (vihreä energia). Oikosulkumoottori on korvattu NdFeB-magneetille rakennetulla BLDC-moottorilla. Aurinkokäyttöisillä vedenpumppausjärjestelmillä on kuitenkin myös haittoja, kuten tämä melko kallis moottori.
Katso myös: Vesivoiman 5 tärkeintä etua ja haittaa
Mitkä ovat pumppausjärjestelmän kolme pääelementtiä?
Pumppujärjestelmän kolme pääelementtiä ovat
1. Kotelo : Pumpun ulkokuori eli kotelo suojaa suurimman osan sen osista ympäristöltä. Pumpun kotelossa käytetyn materiaalin tulee kestää sovelluksen ympäristöolosuhteet (esimerkiksi uppopumppujen tulee olla korroosio- ja vedenkestävä).
2. Juoksupyörä : Pyörivä kiekko, joka on kiinnitetty akseliin siivillä. Neste antaa energian virtauksen aikaansaamiseksi, kun juoksupyörä pyörii. Juoksupyörän rakenteesta riippuen pumpun virtausominaisuudet voivat vaihdella suuresti.
3. Moottori: Pumpun moottori, joka käyttää akselia, on sen voimanlähde. Tyypillisimmät pumppujen voimanlähteet ovat vaihtovirta- ja tasavirtamoottorit, mutta muita vaihtoehtoja ovat polttomoottorit, hydrauliikka ja höyryvoima.
Lue myös: Vetyenergian edut ja haitat
Onko aurinkopumppu AC vai DC?
Aurinkopumppuja on saatavana sekä vaihtovirta- että tasavirtaversioina . Tasavirta-aurinkopumppu antaa maksimaalisen tehon vähemmillä aurinkopaneeleilla ja on erittäin tehokas. Toisaalta vaihtovirta-aurinkopumppu vaatii enemmän aurinkopaneeleja, koska sähkö on muunnettava vaihtovirraksi käyttöä varten.
Kuinka paljon aurinkopumppupumppu voi maksaa?
Aurinkopumppuja on kahdenlaisia: upotettavat ja maanpäälliset. Nämä pumput voivat tuottaa keskimäärin 4–10 gallonaa vettä minuutissa missä tahansa vesistössä. Lisäksi nämä pumput eivät edes kuluta paljon virtaa.
Tällaisia pumppuja käytetään tyypillisesti paikoissa, joissa on sähköongelmia. Sinulla ei ole luotettavaa virtalähdettä, jos et. Tämä vihreän energian vedenottotekniikka on ihanteellinen, koska siinä yhdistyvät luotettavuuden, kohtuuhintaisuuden ja ympäristönsuojelun edut. Säädin, sähkömoottori tai akku, vesipumppu ja aurinkopaneelit ovat aurinkoenergialla toimivan vesipumpun (PV) lohkokaavion avainkomponentteja.
Suositeltu: 5 kattoaurinkopaneelien etua
