Система солнечного водяного насоса все еще является довольно новой идеей. Однако механика очень идентична механике всех других систем перекачки воды. Она основана на фундаментальной идее положительного вытеснения и передачи кинетической энергии, то есть того, как вода перемещается из одного места в другое. Как и любая другая механическая система, она требует энергии для функционирования. Существуют различные типы солнечных водяных насосов, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы. Итак, давайте узнаем недостатки солнечных систем перекачки воды и другие факты, связанные с ними.
Что такое солнечный водяной насос?
Электричество фотоэлектрических (фотоэлектрических) панелей или лучистое тепло, вырабатываемое при сборе солнечного тепла, питают солнечные водяные насосы. Водяной насос, работающий от энергии сети или дизельного топлива, является противоположностью этому. Солнечная энергия используется для работы солнечного насоса. Он состоит из контроллера заряда солнца (MPPT), массива солнечных панелей, электрических соединений, выключателя/предохранителя, водяного насоса постоянного тока и резервуара для хранения воды. Эксплуатация водяного насоса, работающего от солнечной энергии, более эффективна. Эти насосы недороги в установке и обслуживании. По сравнению с насосами, работающими от двигателей внутреннего сгорания или энергии сети, солнечные насосы оказывают меньшее воздействие на окружающую среду. Насос, работающий на солнечной энергии, является замечательным технологическим достижением, которое может обеспечить изолированные места водой экологически и социально ответственным образом. В результате это всегда предпочтительная экономичная технология. Однако у солнечных систем перекачки воды есть несколько недостатков.
Каковы недостатки солнечных систем перекачивания воды?
Хотя солнечные водяные насосы являются экологически чистыми в использовании, у них есть различные недостатки, как с точки зрения технологии, так и использования. Различные недостатки солнечных водяных насосных систем:
- капитальные затраты солнечных систем перекачки воды часто больше, чем у сопоставимых дизельных альтернатив. Стоимость систем, однако, в настоящее время снижается.
- Большинство приложений требуют более высокий уровень хранения воды чем требуется для сопоставимых дизельных систем.
- риск кража панели поскольку в некоторых местах они по-прежнему считаются ценным товаром.
- Такие системы очень зависит от солнечной радиации.
- Обычно уровень капитала единственный уровень, где доступны запасные части и квалифицированные специалисты.
Каковы преимущества солнечного водяного насоса?
Преимущества солнечных водяных насосов заключаются в следующем:
- У них очень низкие эксплуатационные расходы.
- Они сравнительно низкие эксплуатационные расходы.
- Такие насосы очень надежный но просто.
- Эти насосы финансово выгодно.
- Они также экологически чистые.
См. также: 5 основных недостатков агровольтаики
Каковы компоненты солнечных водонасосных систем?
Солнечные системы перекачки воды состоят из трех компонентов:
1. насос
Это мозг и сердце солнечной системы водяного насоса. Насос генерирует четкую комбинацию потока и давления для заданной входной мощности. При правильном обслуживании эти насосы могут работать более 15 лет. Вот список пунктов, описывающих рабочий поток солнечных водяных насосов:
- Число солнечные модули соединены параллельно или последовательно в каждой солнечной батарее. Преобразуя солнечное излучение в электрическую энергию, каждая солнечная фотоэлектрическая панель вырабатывает ток.
- Встроенный контроллер в насосы постоянного тока или через Регулируемый частотный драйвер (VFD) направляет, настраивает и контролирует электрическую энергию от всего массива, позволяя соответствующему насосу (который может быть погружным или поверхностным) закачивать воду и подавать ее в подающие трубопроводы.
- Таким образом, с помощью солнечного водяного насоса вода извлекается из скважины, пруды или другие источники и закачивать в линии подачи по мере необходимости. Его можно хранить в резервуарах и затем направлять на поля, или подачу от насоса можно подключить к капельному ирригационные системы чтобы немедленно доставить лучшую воду на поля.
2. контроллер
Небольшое устройство, расположенное между насосом и солнечными панелями, позволяет насосу включаться, когда на улице темнеет. Контроллер выполняет две функции. Во-первых, он балансирует входную мощность от солнечных панелей с выходной мощностью, получаемой насосом. Во-вторых, контроллер обычно имеет функцию защиты от низкого напряжения, которая отключает систему, если напряжение слишком низкое или слишком высокое для рабочего диапазона напряжения насоса. Это продлевает срок службы насоса и снижает потребность в техническом обслуживании.
Для двигателей солнечных насосов доступны варианты с постоянным (DC) или переменным (AC) напряжением. Двигатели постоянного тока используются в малых и средних установках с номинальной мощностью до примерно 3 кВт и подходят для таких целей, как садовые фонтаны, ландшафтный дизайн, системы водоснабжения животных и небольшие ирригационные проекты. Поскольку можно использовать солнечные панели меньшего размера , стоимость снижается, так как системы постоянного тока часто имеют более высокую общую эффективность, чем насосы переменного тока того же размера.
При использовании солнечного насоса, работающего на переменном токе, необходим инвертор для преобразования постоянного тока, вырабатываемого солнечными панелями, в переменный ток, необходимый насосу. Более крупные системы могут использовать инверторы, которые имеют поддерживаемый диапазон мощности от 0.15 до 55 кВт. Однако для того, чтобы соответствовать мощности потребления тока двигателем переменного тока, панель и инверторы должны быть соответствующего размера.
3. Панели солнечных батарей
Мощность фотоэлектрических (ФЭ) панелей как источника энергии измеряется в ваттах. Для создания определенного количества жидкости насосу потребуется определенная мощность , давление и расход. Работа насоса может быть обеспечена с разумными затратами за счет использования ФЭ-массива подходящего размера. При прямом подключении панели к насосу большинству солнечных насосов фактически требуется примерно на 20% больше ватт, чем они потребляют. Кроме того, панель большего размера позволит насосу работать при сравнительно низкой освещенности, а также в раннее и позднее время суток.
Почти 80% стоимости системы составляют солнечные панели. Размер насоса, необходимое количество воды (м3/д) и количество доступного солнечного излучения оказывают прямое влияние на размер фотоэлектрической системы.
Читайте также: Что такое плавучая солнечная электростанция?
Какие существуют типы солнечных водяных насосов?
Изучив компоненты солнечных систем перекачки воды, давайте узнаем о различных типах солнечных водяных насосов.
1. Погружные солнечные насосы : Погружной насос может быть установлен в больших колодцах и поднимать воду на высоту до 650 футов. Эти типы солнечных водяных насосов работают напрямую, отключая батареи, солнечные панели и, в определенных ситуациях, электричество, при условии, что уровень воды в колодце находится на высоте более 20 футов над землей. Когда светит солнце, насос работает непрерывно, перекачивая воду, которая затем хранится в резервуарах для последующего использования. Неблагоприятная погода препятствует солнечному свету, что делает перекачку воды невозможной. Поэтому лучше всего хранить воду только при благоприятных погодных условиях. Эти типы солнечных водяных насосов обычно используются в небурившихся глубоких водоемах. Они также используются для эффективной перекачки, орошения, создания давления, аэрации прудов, бытовых систем водоснабжения и поения скота. Рекомендуемая глубина погружения насоса составляет 50 метров.
2. Наземные солнечные насосы : Эти типы солнечных водяных насосов используются в прудах, неглубоких колодцах, резервуарах для хранения и ручьях . Мы используем наземный солнечный водяной насос, когда глубина источника воды в колодце составляет 20 футов или меньше от земли. Как правило, эти насосы способны перекачивать воду только на глубину до 200 футов и более из глубоких колодцев. Эти насосы без труда поднимают воду с глубины до 20 метров.
3. Солнечные насосы переменного тока : В этом типе насосов электродвигатель использует переменный ток . Постоянный ток, вырабатываемый распределительным щитом, преобразуется в переменный с помощью инвертора. Такое преобразование может привести к перебоям в электроснабжении во время производства и потребления.
4. Солнечные насосы постоянного тока : Этот насос приводится в действие электродвигателем постоянного тока. Поэтому ему не требуется батарея или инвертор.
См. также: 4 преимущества солнечного водонагревателя
Как работает солнечный водяной насос? Каков принцип работы солнечного водяного насоса?
Энергия, вырабатываемая солнечной фотоэлектрической системой, питает систему. Солнечная энергия преобразуется в электричество фотоэлектрической батареей, которая питает насосную систему. Вода перекачивается насосной системой из открытых колодцев, скважин, ручьев, прудов, каналов и т. д. Для работы системы необходимо место, где солнечная панель может быть установлена без тени.
В основе работы солнечного насоса лежит фотоэлектрический принцип . Фотоэлектрические (ФЭ) системы улавливают излучаемую солнечную энергию и преобразуют её в электричество, когда работает солнечный насос. В результате вся система получает электропитание. Выходной постоянный ток ФЭ системы преобразуется в переменный ток инвертором насоса, который питает насос. Для обеспечения отслеживания точки максимальной мощности эти инверторы также изменяют выходную частоту и напряжение в режиме реального времени в соответствии с изменениями интенсивности солнечного света. Система подъема воды выполняет функцию переключения муниципальной электроэнергии, которая служит вспомогательной энергией для системы подъема воды, по мере снижения интенсивности солнечного света. Несмотря на все эти преимущества, у солнечных систем подъема воды есть и ряд недостатков.
Какой двигатель используется в солнечном водяном насосе?
По сравнению с насосами переменного тока, насос с бесщеточным двигателем постоянного тока (BLDC) обладает более высокой эффективностью, что приводит к большему расходу воды при той же мощности солнечных панелей. Наиболее типичная выходная мощность для сельскохозяйственных применений составляет 5 л.с./3.7 кВт, работающая от солнечной энергии (зеленая энергия). Индукционный двигатель был заменен бесщеточным двигателем постоянного тока (BLDC) на основе неодимового магнита (NdFeB). Тем не менее, у солнечных систем водоснабжения есть и недостатки, такие как довольно высокая стоимость этого двигателя.
См. также: 5 основных преимуществ и недостатков гидроэнергетики
Каковы три основных элемента насосной системы?
Три основных элемента насосной системы:
1. Корпус : Внешняя оболочка насоса, или корпус, защищает большую часть его частей от воздействия окружающей среды. Материал, используемый для корпуса насоса, должен выдерживать условия окружающей среды, в которой он используется (например, погружные насосы должны быть коррозионно-стойкими и водостойкими).
2. Рабочее колесо : вращающийся диск, прикрепленный к валу с помощью набора лопаток. Жидкость передает энергию для обеспечения потока при вращении рабочего колеса. В зависимости от конструкции рабочего колеса, характеристики потока насоса могут значительно различаться.
3. Двигатель: Двигатель насоса, приводящий в движение вал, является его источником энергии. Наиболее типичными источниками энергии для насосов являются двигатели переменного и постоянного тока, но также возможны двигатели внутреннего сгорания, гидравлические системы и паровые двигатели.
Читайте также: Преимущества и недостатки водородной энергетики
Солнечный насос — это переменный или постоянный ток?
Солнечные насосы выпускаются как переменного, так и постоянного тока . Солнечный насос постоянного тока обеспечивает максимальную производительность при меньшем количестве солнечных панелей и отличается высокой эффективностью. С другой стороны, для солнечного насоса переменного тока требуется больше солнечных панелей, поскольку электричество необходимо преобразовать в переменный ток для использования.
Сколько может перекачивать солнечный насос?
Солнечные насосы бывают двух типов: погружные и наземные. Эти насосы могут обеспечивать средний поток от 4 до 10 галлонов воды в минуту в любом водоеме. Кроме того, эти насосы потребляют очень мало электроэнергии.
Такие насосы обычно используются в местах с проблемами с электричеством. У вас не будет надежного источника питания, если его нет. Этот метод забора воды для зеленой энергии идеален, поскольку он сочетает в себе преимущества надежности, доступности и защиты окружающей среды. Контроллер, электродвигатель или аккумулятор, водяной насос и солнечные панели являются ключевыми компонентами структурной схемы водяного насоса на солнечной энергии (PV).
Рекомендуем: 5 преимуществ солнечных панелей на крыше
