Een zonne-waterpompsysteem is nog een vrij nieuw idee. De mechanica is echter vrijwel identiek aan die van alle andere waterpompsystemen. Het is gebaseerd op het fundamentele idee van positieve verplaatsing en de overdracht van kinetische energie, wat de manier is waarop water van de ene naar de andere locatie wordt verplaatst. Zoals elk ander mechanisch systeem, heeft het energie nodig om te functioneren. Er zijn verschillende soorten zonne-waterpompen, elk met zijn eigen voor- en nadelen. Laten we dus de nadelen van zonne-waterpompsystemen en andere feiten die ermee verband houden, leren.
Wat is een zonnepomp?
De elektriciteit van PV (fotovoltaïsche) panelen of de stralingswarmte die wordt geproduceerd door de warmteverzameling van de zon, voedt zonnewaterpompen. Een waterpomp die wordt aangestuurd door netstroom of diesel is het tegenovergestelde hiervan. Zonne-energie wordt gebruikt om de op zonne-energie werkende pomp te laten werken. Het bestaat uit een zonnelaadregelaar (MPPT), een zonnepaneelarray, elektrische aansluitingen, een zekeringkast, een DC-waterpomp en een wateropslagtank. Het bedienen van een op zonne-energie werkende waterpomp is effectiever. Deze pompen zijn goedkoop om te installeren en te onderhouden. Vergeleken met pompen die worden aangestuurd door verbrandingsmotoren of netstroom, hebben zonnepompen een kleinere impact op het milieu. De op zonne-energie werkende pomp is een geweldige technologische vooruitgang die geïsoleerde locaties op een milieuvriendelijke en sociaal verantwoorde manier van water kan voorzien. Als gevolg hiervan is het altijd de voorkeurstechnologie voor de economie. Er zijn echter verschillende nadelen aan op zonne-energie werkende waterpompsystemen.
Wat zijn de nadelen van waterpompsystemen op zonne-energie?
Hoewel zonnewaterpompen milieuvriendelijk zijn in gebruik, hebben ze verschillende nadelen, zowel qua technologie als qua gebruik. De verschillende nadelen van zonnewaterpompsystemen zijn:
- De Grootste uitgaven van zonne-waterpompsystemen zijn vaak groter dan die van vergelijkbare dieselalternatieven. De kosten van systemen dalen echter momenteel.
- De meeste toepassingen vereisen hogere wateropslag dan vereist door vergelijkbare dieselsystemen.
- risico van paneeldiefstal omdat ze op sommige plaatsen nog steeds als waardevolle goederen worden beschouwd.
- Zulke systemen zijn erg afhankelijk van zonnestraling.
- Meestal is de kapitaalniveau is het enige niveau waar reserveonderdelen en geschoolde technici beschikbaar zijn.
Wat zijn de voordelen van een zonnepomp?
De voordelen van zonnewaterpompen zijn als volgt:
- Ze hebben heel lage operationele kosten.
- Ze zijn relatief weinig onderhoud.
- Dergelijke pompen zijn zeer betrouwbaar maar eenvoudig.
- Deze pompen zijn financieel voordelig.
- Ze zijn ook milieuvriendelijk.
Zie ook: 5 belangrijke nadelen van agrivoltaïsche systemen
Wat zijn de componenten van zonne-waterpompsystemen?
Zonne-waterpompsystemen bestaan uit drie componenten:
1. pomp
Dit is het brein en het hart van het zonne-waterpompsysteem. De pomp genereert een specifieke combinatie van stroming en druk voor een gegeven vermogen. Wanneer ze goed worden onderhouden, kunnen deze pompen meer dan 15 jaar meegaan. Hier is een lijst met punten die de operationele stroming van zonne-waterpompen weergeven:
- Een aantal zonnepanelen zijn parallel of in serie geschakeld in elk zonnepaneel. Door zonnestraling om te zetten in elektrische energie, produceert elk zonnepaneel stroom.
- De ingebouwde controller in DC-pompen of via de Variabele frequentie driver (VFD) regelt, stemt af en controleert de elektrische energie van de gehele installatie, waardoor de bijbehorende pomp (die onder water of aan de oppervlakte kan zijn) water kan oppompen en de toevoerleidingen kan voeden.
- Door gebruik te maken van een zonnepomp wordt er water uit de grond gehaald. boorputten, vijvers of andere bronnen en indien nodig naar de toevoerleidingen gepompt. Het kan in tanks worden bewaard en vervolgens naar de velden worden geleid, of de toevoer van de pomp kan worden aangesloten op druppelirrigatie. Irrigatie systemen om het beste water direct op de velden te krijgen.
2. controleur
Een klein apparaatje dat tussen de pomp en de panelen is geplaatst, zorgt ervoor dat de pomp inschakelt wanneer het buiten donker wordt. De controller heeft twee functies. Ten eerste balanceert hij het ingangsvermogen van de zonnepanelen met het uitgangsvermogen van de pomp. Ten tweede heeft een controller meestal een onderspanningsbeveiliging die het systeem uitschakelt als de spanning te laag of te hoog is voor het werkspanningsbereik van de pomp. Dit verlengt de levensduur van de pomp en vermindert de behoefte aan onderhoud.
Voor de motoren van de zonne-energiepompen zijn er opties met gelijkstroom (DC) of wisselstroom (AC). Gelijkstroommotoren worden gebruikt voor kleine tot middelgrote toepassingen met een vermogen tot ongeveer 3 kW en zijn geschikt voor gebruik in bijvoorbeeld tuinfonteinen, landschapsarchitectuur, drinkwatersystemen voor dieren en kleine irrigatieprojecten. Doordat er kleinere zonnepanelen gebruikt kunnen worden, zijn de kosten lager, omdat gelijkstroomsystemen vaak een hoger rendement hebben dan wisselstroompompen van dezelfde grootte.
Bij gebruik van een zonnepomp die op wisselstroom werkt, is een omvormer nodig om de door de zonnepanelen gegenereerde gelijkstroom om te zetten in de door de pomp benodigde wisselstroom. Grotere systemen kunnen omvormers gebruiken, die een ondersteund vermogensbereik van 0.15 tot 55 kW hebben. Om echter te voldoen aan de stroomafnamecapaciteit van een AC-motor, moeten het paneel en de omvormers de juiste afmetingen hebben.
3. Zonnepanelen
Het vermogen van fotovoltaïsche (PV) panelen als energiebron wordt gemeten in watt. Om een bepaalde hoeveelheid vloeistof te produceren, heeft een pomp een bepaalde hoeveelheid vermogen, druk en debiet nodig. Pompen kunnen tegen redelijke kosten worden aangedreven door een PV-paneel van de juiste grootte te gebruiken. Bij directe aansluiting van het paneel op de pomp hebben de meeste zonnepompen in werkelijkheid ongeveer 20% meer watt nodig dan het geleverde vermogen. Bovendien zorgt een groter paneel ervoor dat de pomp ook bij minder licht en op verschillende tijdstippen van de dag kan werken.
Bijna 80% van de kosten van het systeem bestaat uit zonnepanelen. De grootte van de pomp, de hoeveelheid water die nodig is (m3/d) en de hoeveelheid beschikbare zonnestraling hebben allemaal een directe impact op de grootte van het PV-systeem.
Lees ook: Wat is een drijvende zonne-energiecentrale?
Welke soorten zonnepompen zijn er?
Nadat we de onderdelen van zonne-waterpompsystemen hebben besproken, gaan we het hebben over de verschillende soorten zonne-waterpompen:
1. Dompelpompen op zonne-energie : Een dompelpomp kan in zeer grote putten worden geïnstalleerd en kan water tot wel 650 meter diep oppompen. Dit type waterpomp op zonne-energie werkt direct op batterijen, zonnepanelen en, in bepaalde gevallen, elektriciteit, zolang het water in de put zich maar meer dan 20 meter boven de grond bevindt. Als de zon schijnt, draait de pomp continu en pompt water op dat vervolgens in tanks wordt opgeslagen voor later gebruik. Bij slecht weer is het onmogelijk om water op te pompen. Daarom is het het beste om alleen water op te slaan bij gunstig weer. Dit type waterpomp op zonne-energie wordt doorgaans gebruikt in onontgonnen, diep water. Ze worden ook gebruikt voor het oppompen van water, irrigatie, drukverhoging, vijverbeluchting, watersystemen voor woningen en het besproeien van vee. De maximaal aanbevolen pompdiepte is 50 meter.
2. Oppervlaktewaterpompen op zonne-energie : Deze typen waterpompen op zonne-energie worden gebruikt in vijvers, ondiepe putten, opslagtanks en beken . We gebruiken een oppervlaktewaterpomp op zonne-energie wanneer de waterbron zich op een diepte van 20 voet (ongeveer 6 meter) of minder onder de grond bevindt. Over het algemeen kunnen deze pompen alleen water oppompen tot een diepte van 200 voet (ongeveer 60 meter) of meer vanuit diepe putten. Deze pompen hebben geen moeite met het oppompen van water tot een diepte van 20 meter.
3. AC-zonnepompen : Bij dit type pomp wordt wisselstroom gebruikt door de elektromotor . De gelijkstroom die door het schakelbord wordt opgewekt, wordt met behulp van een omvormer omgezet in wisselstroom. Deze omzetting kan leiden tot stroomonderbrekingen tijdens de productie en het verbruik.
4. DC-zonnepompen : Deze pomp wordt aangedreven door een DC-elektromotor. Daarom heeft deze pomp geen batterij of omvormer nodig.
Zie ook: 4 voordelen van een zonneboiler
Wat is de werking van een zonne-waterpomp? Wat is het werkingsprincipe van een zonne-waterpomp?
De energie die een zonne-PV-systeem (fotovoltaïsch systeem) opwekt, levert de stroom voor het systeem. Zonne-energie wordt door de zonnepanelen omgezet in elektriciteit, die vervolgens de motorpomp aandrijft. Het pompsysteem pompt water op uit open bronnen, boorgaten, beken, vijvers, kanalen, enz. Het systeem heeft een plek nodig waar de zonnepanelen zonder schaduw kunnen worden geïnstalleerd.
Het fotovoltaïsche principe vormt de basis van de werking van een zonnepomp . Fotovoltaïsche systemen vangen zonne-energie op en zetten deze om in elektriciteit wanneer een zonnepomp in werking is. Het gehele systeem wordt hierdoor van stroom voorzien. De gelijkstroom die het PV-systeem produceert, wordt door de omvormer van de pomp omgezet in wisselstroom, die de pomp aandrijft. Om de hoogste vermogenspuntvolging (PPT) te bereiken, passen deze omvormers de uitgangsfrequentie en -spanning in realtime aan op basis van variaties in de intensiteit van het zonlicht. Het waterpompsysteem schakelt over op de netstroom, die als hulpenergiebron dient voor het waterpompsysteem, wanneer de intensiteit van het zonlicht afneemt. Ondanks al deze voordelen kleven er ook enkele nadelen aan zonnepompsystemen.
Welke motor wordt gebruikt in een zonne-waterpomp?
In vergelijking met AC-pompen heeft een BLDC-motorpomp een hoger rendement, wat resulteert in een hogere waterdoorvoer bij dezelfde capaciteit van de zonnepanelen. Het meest voorkomende vermogen voor agrarische toepassingen is 5 pk/3.7 kW. De inductiemotor is vervangen door een BLDC-motor met een NdFeB-magneet. Er zijn echter ook nadelen verbonden aan waterpompsystemen op zonne-energie, zoals de relatief hoge kosten van deze motor.
Zie ook: 5 belangrijke voor- en nadelen van waterkrachtenergie
Wat zijn de drie hoofdelementen van een pompsysteem?
De drie hoofdelementen van een pompsysteem zijn:
1. Behuizing : De buitenmantel van de pomp, ofwel de behuizing, beschermt de meeste onderdelen tegen de omgeving. Het materiaal dat voor de pompbehuizing wordt gebruikt, moet bestand zijn tegen de omgevingsomstandigheden van de toepassing (dompelpompen moeten bijvoorbeeld corrosie- en waterbestendig zijn).
2. Waaier : Een roterende schijf die via een reeks schoepen aan een as is bevestigd. De vloeistof levert de energie voor de stroming wanneer de waaier roteert. Afhankelijk van het ontwerp van de waaier kunnen de stromingskarakteristieken van de pomp sterk variëren.
3. Motor: De motor van de pomp, die de as aandrijft, is de energiebron. De meest voorkomende energiebronnen voor pompen zijn wisselstroom- en gelijkstroommotoren, maar andere opties zijn verbrandingsmotoren, hydraulische energie en stoomkracht.
Lees ook: Voordelen en nadelen van waterstofenergie
Is de zonnepomp AC of DC?
Zonne-energiepompen zijn verkrijgbaar in zowel wisselstroom- als gelijkstroomuitvoering . Een gelijkstroompomp levert maximale output met minder zonnepanelen en is zeer efficiënt. Een wisselstroompomp daarentegen vereist meer zonnepanelen, omdat de elektriciteit moet worden omgezet in wisselstroom voordat deze kan worden gebruikt.
Hoeveel kan een zonnepomp pompen?
Zonne-energiepompen zijn er in twee soorten: onderwaterpompen en bovengrondse pompen. Deze pompen kunnen een gemiddelde waterstroom van 4 tot 10 gallon per minuut leveren in elk waterlichaam. Bovendien verbruiken deze pompen weinig energie.
Dit soort pompen worden doorgaans gebruikt op plekken met elektriciteitsproblemen. U hebt geen betrouwbare stroomvoorziening als u dat niet hebt. Deze techniek van wateronttrekking voor groene energie is ideaal omdat het de voordelen van betrouwbaarheid, betaalbaarheid en milieubescherming combineert. De controller, elektromotor of batterij, waterpomp en zonnepanelen zijn de belangrijkste componenten van het blokschema voor de op zonne-energie werkende waterpomp (PV).
Aanbevolen: 5 voordelen van zonnepanelen op het dak
