12 فولت تيار مستمر مقابل. 48 فولت تيار مستمر مقابل. المضخات الغاطسة التي تعمل بالطاقة الشمسية: ما هو الجهد الكهربائي المناسب لمزرعتك؟

يعتمد الجهد المناسب للمضخة الغاطسة الشمسية على ثلاثة عوامل: عمق البئر، ومعدل التدفق المطلوب، وما إذا كان النظام سيعمل بالكامل خارج الشبكة أو سيتصل بالبنية التحتية الحالية للطاقة. تناسب المضخة الغاطسة بالطاقة الشمسية بقدرة 12 فولت التطبيقات ذات التدفق الصغير والآبار الضحلة خارج الشبكة؛ تعالج المضخة الشمسية بقدرة 48 فولت تيار مستمر احتياجات الطاقة الأعلى عبر الآبار العميقة أو متطلبات التدفق الأكبر؛ وتهيمن مضخة المياه بالطاقة الشمسية التي تعمل بالتيار المتردد (المقترنة بعاكس) على السوق حاليًا، حيث تبلغ حصتها 72.9%، لأنها تتكامل بسهولة مع الشبكة أو المولد.

إن الاختيار بين هذه الثلاثة ليس مجرد قرار فني، بل هو النقطة التي تنجح فيها معظم مشاريع الري الزراعية أو تتوقف. يتحول سوق المضخات الشمسية بسرعة، وينتقل من أنظمة التيار المستمر النقي إلى إعدادات التيار المتردد/التيار المباشر الهجينة، وتخدم كل فئة جهد الآن دورًا متميزًا بدلاً من التنافس وجهاً لوجه. أدناه، نقوم بتفصيل المكان المناسب لكل خيار حتى تتمكن من مطابقة المضخة لمزرعتك بدلاً من العكس.

أ تعتبر المضخة الغاطسة بالطاقة الشمسية بجهد 12 فولت هي الأنسب للتطبيقات الصغيرة الحجم خارج الشبكة مثل سقي الماشية أو ري الحدائق أو الإمداد المنزلي بالآبار الضحلة. تعمل هذه المضخات بسحب طاقة منخفض، مما يجعلها متوافقة مع مصفوفات الألواح الشمسية الصغيرة وإعدادات البطارية الأساسية.

المقايضة هي القدرة. خذ المضخة الغاطسة الشمسية ECO-WORTHY 12V كمثال: يمكنها رفع المياه حتى 230 قدمًا، لكن معدل تدفقها يصل إلى حوالي 3.2 جالون في الدقيقة (جالون في الدقيقة). وهذا كثير بالنسبة لحوض صغير أو نظام تنقيط، لكنه لن يواكب كتلة ري أكبر. إذا كانت احتياجات مزرعتك من المياه متواضعة وبئرك ليس عميقًا بشكل خاص مقارنة بطلب التدفق، فإن نظام 12 فولت يوفر البساطة وتكلفة أولية أقل.

أ تم تصميم المضخة الشمسية 48V DC للمزارع التي تحتاج إلى طاقة أكبر مما يمكن لنظام 12V توفيره ولكنها لا تزال ترغب في البقاء ضمن بنية DC (التيار المباشر). يسمح الجهد العالي للمضخة بتحريك المزيد من المياه، أو الوصول إلى أعماق أكبر، أو كليهما، دون فقدان الكفاءة الناتج عن تشغيل تيار مرتفع عبر أسلاك رفيعة منخفضة الجهد.

وهذا يجعل المضخات الشمسية بقدرة 48 فولت تيار مستمر حلاً وسطًا: فهي تدعم مصفوفات شمسية أكبر وبطاريات ذات سعة أعلى، والتي تناسب المزارع متوسطة الحجم التي يتم توسيع نطاقها من إعداد 12 فولت أو التي تحتاج إلى خدمة نقاط ري متعددة. نظرًا لأنها تظل أنظمة تيار مستمر، فإنها لا تزال تتجنب التكلفة الإضافية والتعقيد للعاكس، مما يجعل النظام العام أبسط من إعداد التيار المتردد الكامل.

تهيمن مضخات المياه بالطاقة الشمسية التي تعمل بالتيار المتردد على السوق، حيث تمتلك ما يقرب من 72.9% من حصة السوق، لأنها تتكامل بشكل مباشر مع البنية التحتية الكهربائية الحالية، بما في ذلك الشبكة والمولدات الاحتياطية. هذه المرونة مهمة بالنسبة للمزارع التي لا يمكنها الاعتماد على الطاقة الشمسية وحدها، سواء كان ذلك بسبب اختلاف ضوء الشمس الموسمي، أو المناخ الغائم، أو الحاجة إلى إنتاج ثابت بغض النظر عن الطقس.

يعمل نظام المضخة الشمسية AC عن طريق إقران الألواح الشمسية بعاكس، والذي يحول طاقة التيار المستمر من الألواح إلى طاقة تيار متردد يمكن للمضخة استخدامها. يسمح هذا الإعداد لنفس المضخة بالاعتماد على الطاقة الشمسية أثناء النهار والتحول إلى طاقة الشبكة أو المولد عند الحاجة، وهي ميزة مهمة للمزارع التجارية الكبيرة التي لا يمكنها المخاطرة بانقطاع المياه.

المضخة الشمسية 12V DC مقابل 48V DC مقابل AC: مقارنة سريعة

إن اختيار الجهد المناسب لمضخة الطاقة الشمسية يرجع إلى مطابقة عمق البئر وحجم المياه اليومي مع قدرة المضخة، ثم تحديد ما إذا كان الاستقلال خارج الشبكة أو مرونة الشبكة/المولد أكثر أهمية. ابدأ بحساب ذروة الطلب اليومي على المياه في مزرعتك والرأس الديناميكي الإجمالي (عمق البئر بالإضافة إلى فقدان الاحتكاك)، ثم قارن هذا الرقم بمواصفات التدفق والرفع لكل فئة جهد.

المزارع ذات الاحتياجات المتواضعة والتي يمكن التنبؤ بها والتي لا يمكن الوصول إلى الشبكة تبدأ عادةً بجهد 12 فولت تيار مستمر. أولئك الذين يتجاوزون إعداد 12 فولت، أو يحتاجون إلى مزيد من الرفع دون تعقيد إضافي للنظام، غالبًا ما ينتقلون إلى 48 فولت تيار مستمر. تميل العمليات الأكبر حجمًا - خاصة تلك التي تحتوي على بنية تحتية كهربائية موجودة أو تحتاج إلى موثوقية مستقلة عن الطقس - نحو أنظمة التيار المتردد على الرغم من التكلفة الأولية المرتفعة للعاكس.

لإلقاء نظرة فاحصة على تكوينات نظام المضخة الشمسية، راجع أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية من MASTRA.