پمپ شناور DC خورشیدی برای کشاورزی: ​​راهنمای اندازه گیری

TL;DR:

اندازه‌گیری یک پمپ شناور DC خورشیدی برای کشاورزی مستلزم محاسبه تقاضای روزانه آب، اندازه‌گیری کل هد دینامیکی (عمق چاه به اضافه اصطکاک لوله) و تطبیق آن ارقام با پمپ، پنل‌های خورشیدی و کنترل‌کننده مناسب است. دریافت صحیح این سه متغیر، آبیاری ثابت و خارج از شبکه را بدون هزینه سوخت تضمین می کند.

اجرای آبیاری در یک مزرعه از راه دور یک مشکل لجستیکی است. دیزل ژنراتورها به تحویل سوخت نیاز دارند. اتصالات شبکه نیاز به زیرساخت هایی دارد که می تواند ده ها هزار دلار برای هر کیلومتر در مناطق روستایی هزینه کند. پمپ های آب با انرژی خورشیدی به طور کامل از هر دو مشکل چشم پوشی می کنند - بدون سوخت، بدون شبکه، بدون قبض آب و برق مکرر.

چالش این است که یک سیستم پمپ شناور DC خورشیدی تنها زمانی خوب عمل می کند که اندازه آن درست باشد. پمپ بسیار کوچک و محصولات در روزهای اوج تقاضا خشک می شوند. خیلی بزرگ است، و برای پنل‌ها و سخت‌افزاری که آب بیشتری نسبت به قبل مصرف می‌کنید، هزینه کرده‌اید. این راهنما همه متغیرهایی را که باید قبل از خرید محاسبه کنید، بررسی می‌کند، بنابراین می‌توانید یک سیستم آبیاری خارج از شبکه قابل اعتماد بسازید که با زمین، محصولات و شرایط نور خورشید محلی شما مطابقت داشته باشد.

پمپ شناور DC خورشیدی چیست و چرا برای کشاورزی مناسب است؟

پمپ شناور DC یک پمپ الکتریکی است که در داخل یک گمانه یا چاه غوطه ور می شود و آب را با استفاده از جریان مستقیم (DC) به سمت بالا می کشد. هنگامی که پمپ با پانل های خورشیدی فتوولتائیک (PV) جفت می شود، پمپ در طول ساعات روز به طور کامل با انرژی خورشیدی کار می کند، بدون تلفات تبدیل AC.

این باعث می شود که پمپ شناور DC خورشیدی برای آبیاری کشاورزی در مناطق دورافتاده مناسب باشد. موتور پمپ برق را مستقیماً از پانل ها از طریق یک کنترلر پمپ خورشیدی دریافت می کند که ولتاژ را بهینه می کند و موتور را از نوسانات ناشی از پوشش ابر یا سایه جزئی محافظت می کند. به عنوان مثال، محدوده پمپ شناور DC MASTRA شامل مدل هایی مانند R95-DF و R95-BF است که به طور خاص برای کاربردهای آبیاری خورشیدی کشاورزی مهندسی شده اند.

سه ویژگی، پیکربندی خورشیدی DC را به جایگزین های AC برای مزارع خارج از شبکه ترجیح می دهد:

• راندمان بالاتر : موتورهای DC ورودی الکتریکی بیشتری را به انرژی پمپاژ مکانیکی تبدیل می‌کنند و ظرفیت پنل خورشیدی مورد نیاز را کاهش می‌دهند.

• بدون نیاز به اینورتر : حذف اینورتر AC یک نقطه خرابی رایج را حذف می کند و هزینه سیستم را کاهش می دهد

• عملکرد سرعت متغیر : کنترل کننده های پمپ خورشیدی سرعت پمپ را مطابق با نور خورشید تنظیم می کنند و از موتور در روزهای ابری محافظت می کنند.

با منطقه آبی و نوع محصول خود شروع کنید. مقادیر مرجع عمومی برای نیاز روزانه آب در هر هکتار عبارتند از:

• سبزیجات : 40-60 متر ⊃3؛ در روز در هر هکتار

• درختان میوه : 30 تا 50 متر ⊃3؛ در روز در هر هکتار

• محصولات غلات (گندم، ذرت) : 20 تا 35 متر ⊃3؛ در روز در هر هکتار

• محصولات آبیاری قطره ای : 15 تا 25 متر ⊃3؛ در روز در هر هکتار (به دلیل راندمان کاربرد بالاتر)

تقاضای روزانه در هکتار را در کل سطح زیر کشت خود ضرب کنید. سپس بر تعداد ساعات اوج خورشید موثر (PSH) در محل خود تقسیم کنید تا دبی مورد نیاز را بر حسب m³/ساعت بدست آورید. به عنوان مثال، یک مزرعه سبزیجات 2 هکتاری که نیاز به 50 m³/روز در منطقه ای با 6 PSH دارد، به پمپی نیاز دارد که بتواند حداقل 8.3 m³/ ساعت (50 ÷ 6) را تحویل دهد.

Total Dynamic Head چیست و چگونه آن را اندازه گیری می کنید؟

هد دینامیکی کل (TDH) مقاومت ترکیبی است که یک پمپ برای تحویل آب باید بر آن غلبه کند. قضاوت نادرست TDH رایج ترین خطای اندازه در انتخاب پمپ آبیاری خورشیدی است. TDH دارای سه جزء است:

1. سر استاتیک : فاصله عمودی از سطح آب در چاه تا نقطه تخلیه. اگر سطح ایستاب 30 متر زیر زمین و نقطه تخلیه 5 متر بالاتر از سطح زمین باشد، سر استاتیک برابر با 35 متر است.

2. تلفات اصطکاک : فشار از دست رفته در اثر اصطکاک لوله در حین حرکت آب از طریق خطوط تحویل. اتلاف اصطکاک با طول لوله، قطر لوله کوچکتر و نرخ جریان بیشتر افزایش می یابد. از نمودار تلفات اصطکاک لوله (یا ماشین حساب آنلاین) برای مشخصات لوله خود استفاده کنید. یک قانون تقریبی: تلفات اصطکاک معمولاً 10 تا 20 درصد به بالای سر استاتیک برای تنظیمات کشاورزی استاندارد اضافه می کند.

3. هد فشار : هر فشار اضافی مورد نیاز در نقطه تخلیه، مانند فشار مورد نیاز برای تغذیه قطره چکان ها یا سرهای آبپاش (معمولاً 1-3 بار یا 10-30 متر معادل هد).

هر سه جزء را با هم اضافه کنید تا TDH خود را بدست آورید. یک چاه با 40 متر سر استاتیک، 8 متر افت اصطکاک و 15 متر هد فشار به پمپی نیاز دارد که حداقل 63 متر از کل هد را با دبی هدف شما تعیین کند.

چگونه پمپ، پنل های خورشیدی و کنترلر خود را مطابقت دهید

با در دست داشتن نرخ جریان و ارقام TDH، می توانید اجزای مناسب را برای هر قسمت از سیستم انتخاب کنید.

انتخاب پمپ شناور DC مناسب

منحنی عملکرد پمپ را جستجو کنید - نموداری که نرخ جریان را در برابر فشار هد نشان می دهد. مدلی را انتخاب کنید که منحنی آن از نقطه عملیاتی محاسبه شده شما (میزان جریان مورد نیاز شما در TDH) یا بالاتر از آن عبور کند. به عنوان مثال، سری R95 MASTRA ، طیف گسترده ای از تنظیمات سر و جریان را در قطر گمانه 4 اینچی پوشش می دهد، و آن را به انتخابی انعطاف پذیر برای عمق چاه های مختلف و نیاز به آب محصول تبدیل می کند.

اندازه آرایه پنل خورشیدی شما

یک خورشیدی پمپ شناور DC زمانی کارآمدترین عملکرد را دارد که خروجی پانل با وات ورودی موتور در ساعات اوج خورشید مطابقت داشته باشد. از این فرمول استفاده کنید:

ظرفیت پانل (W) = توان نامی موتور پمپ (W) ÷ ضریب راندمان سیستم (معمولا 0.85-0.90)

20 تا 30 درصد ظرفیت پانل اضافی را برای جبران روزهای ابری، تخریب پانل در طول زمان و تجمع گرد و غبار روی سطوح پانل اضافه کنید. در مناطقی با کمتر از 5 PSH، یک آرایه پانل بزرگتر یا ذخیره باتری مکمل ممکن است برای پاسخگویی مطمئن به نیاز روزانه آب ضروری باشد.

انتخاب صحیح کنترل کننده پمپ خورشیدی

کنترل کننده انتقال نیرو بین پانل ها و موتور پمپ را مدیریت می کند. مشخصات کلیدی برای مطابقت:

• محدوده ولتاژ ورودی : باید ولتاژ مدار باز رشته پنل خود را در شرایط سرد و حداقل ولتاژ کاری تحت بار اوج را پوشش دهد.

• ردیابی نقطه حداکثر توان (MPPT) : ترجیحاً نسبت به کنترل‌کننده‌های PWM برای سیستم‌های کشاورزی-MPPT تا 30 درصد انرژی بیشتری را از پانل‌ها در نور متغیر استخراج می‌کند.

• حفاظت موتور : حفاظت در برابر اضافه بار، خشک کردن و ولتاژ اضافی از آسیب پرهزینه موتور در تاسیسات از راه دور و بدون نظارت جلوگیری می کند.

MASTRA کنترل کننده های پمپ خورشیدی سازگار را ارائه می دهد که برای کار با محدوده پمپ شناور DC طراحی شده اند و تصمیمات سازگاری را برای خریدارانی که یک سیستم کامل را پیکربندی می کنند ساده می کند.

برای کارکرد مطمئن آبیاری خورشیدی به چه شرایط نور خورشید نیاز دارید؟

ساعات اوج خورشید (PSH) به طور قابل توجهی بسته به مکان و فصل متفاوت است. مناطقی در سراسر جنوب صحرای آفریقا، آسیای جنوبی، خاورمیانه و شمال استرالیا معمولاً سالانه 5 تا 7 PSH را مشاهده می کنند، که آنها را به خوبی مناسب می کند. آبیاری پمپ آب با انرژی خورشیدی . مناطق معتدل با پوشش ابری بیشتر ممکن است به طور متوسط ​​3-4 PSH در ماه های زمستانی باشد که به آرایه های پانل بزرگتر یا تنظیمات فصلی در برنامه ریزی آبیاری نیاز دارند.

همیشه سیستم خود را بر اساس کمترین رقم PSH ماهانه در تقویم در حال رشد خود اندازه بگیرید، نه میانگین سالانه. سیستمی که در ماه ژوئیه کار می کند اما در آوریل در مرحله بحرانی رشد با شکست مواجه می شود، صرف نظر از عملکرد فصل اوج، ارزش ضعیفی را ارائه می دهد.

برای اندازه‌گیری سیستم خود آماده‌اید؟ از اینجا شروع کنید

اندازه گیری درست روی a پمپ شناور DC خورشیدی برای کشاورزی پس از بررسی چهار عدد ساده است: تقاضای روزانه آب، کل هد دینامیکی، ساعات اوج خورشید و وات موتور پمپ. این چهار شکل هر جزء در زنجیره را مشخص می کند.

سیستم های پمپ آب خورشیدی MASTRA - تولید شده توسط Guangdong Ruirong Pump Industry Co., Ltd. با بیش از 30 سال تجربه تولید و بیش از 15 حق ثبت اختراع ملی - پیکربندی هایی از مزارع سبزیجات در مقیاس کوچک تا پروژه های آبیاری تجاری بزرگ را پوشش می دهد. ابزار انتخاب پمپ آنها در mastrapump.com به خریداران این امکان را می دهد که بر اساس قطر گمانه، سر و میزان جریان فیلتر کنند و پیدا کردن یک سیستم منطبق برای شرایط میدانی خاص را آسان تر می کند. برای راهنمایی فنی، می توان مستقیماً با تیم مهندسی آنها تماس گرفت ruirong@ruirong.com.

سوالات متداول

تفاوت بین پمپ شناور DC و پمپ شناور AC برای آبیاری خورشیدی چیست؟

یک پمپ شناور DC مستقیماً با جریان مستقیم پانل‌های خورشیدی بدون نیاز به اینورتر کار می‌کند، که باعث می‌شود در تنظیمات خارج از شبکه نصب و راه اندازی شود. پمپ های شناور AC به یک اینورتر برای تبدیل DC خورشیدی به جریان متناوب نیاز دارند که هزینه را افزایش می دهد، راندمان را 5 تا 15 درصد کاهش می دهد و نقطه خرابی اضافی را ایجاد می کند. برای آبیاری کشاورزی خارج از شبکه، پمپ های شناور DC عموماً انتخاب ارجح هستند.

برای راه اندازی یک پمپ آبیاری شناور به چند پنل خورشیدی نیاز دارم؟

تعداد پانل ها به وات نامی موتور پمپ و توان هر پانل جداگانه بستگی دارد. توان ورودی مورد نیاز موتور (قدرت نامی ÷ 0.85-0.90) را بر وات پانل تقسیم کنید تا حداقل تعداد پنل را بدست آورید، سپس 20 تا 30 درصد اضافی برای تلفات و بافر روز ابری اضافه کنید. به عنوان مثال، یک موتور پمپ DC 750 وات معمولاً به 4 تا 6 پنل با توان 250 وات نیاز دارد.

آیا پمپ آب خورشیدی می تواند در شب یا در روزهای ابری کار کند؟

یک پمپ آب با انرژی خورشیدی بدون ذخیره باتری در شب کار نمی کند و در هنگام پوشش ابر سنگین کند یا متوقف می شود. برای محصولاتی که نیاز به تحویل مداوم یک شبه دارند، افزودن یک مخزن ذخیره سازی (پر شده در ساعات روز) مقرون به صرفه تر از ذخیره باتری برای بیشتر کاربردهای کشاورزی است.

چه عمق چاهی برای پمپ شناور DC در آبیاری کشاورزی مناسب است؟

پمپ‌های شناور DC برای کشاورزی در پیکربندی مناسب برای چاه‌هایی با عمق ۱۰ متر تا بیش از ۱۵۰ متر، بسته به مدل پمپ و مشخصات موتور، موجود هستند. عامل حیاتی کل دینامیک سر است، نه فقط عمق خوب. هنگام ارزیابی اینکه آیا یک پمپ برای نصب شما درجه بندی شده است، همیشه ارتفاع تخلیه و تلفات اصطکاک لوله را در نظر بگیرید.

هنگام اندازه گیری پمپ خورشیدی چگونه می توانم بین سیستم های آبیاری قطره ای و بارانی انتخاب کنم؟

اگر کارآیی آب در اولویت است، آبیاری قطره‌ای را انتخاب کنید - سیستم‌های قطره‌ای 30 تا 50 درصد آب کمتری نسبت به آبپاش‌ها برای همان سطح محصول مصرف می‌کنند که باعث کاهش اندازه پمپ و آرایه پانل مورد نیاز می‌شود. اگر نیاز به آبیاری سریع مناطق وسیع و مسطح محصولات زراعی دارید یا اگر نوع خاک شما نیاز به مرطوب شدن سطحی دارد، آبپاش را انتخاب کنید. سیستم‌های قطره‌ای همچنین به فشار پمپ کمتری نیاز دارند (TDH پایین‌تر)، که آن‌ها را به یک تطابق طبیعی برای سیستم‌های پمپ شناور DC خورشیدی در مناطق کم‌آب تبدیل می‌کند.