Соларна еднонасочна потопна пумпа за земјоделство: Водич за димензионирање

TL;DR:

Големината на соларна потопна пумпа за земјоделство бара пресметување на вашата дневна побарувачка на вода, мерење на вкупната динамична глава (длабочина на бунарот плус триење на цевката) и усогласување на тие бројки со десната пумпа, соларни панели и контролер. Правилно поставување на овие три променливи обезбедува конзистентно наводнување надвор од мрежата без трошоци за гориво.

Работното наводнување на оддалечено поле е логистички проблем. На дизел генераторите им е потребна испорака на гориво. За поврзување на мрежата потребна е инфраструктура која може да чини десетици илјади долари по километар во руралните области. Пумпите за вода со соларна енергија целосно ги заобиколуваат двата проблема - без гориво, без мрежа, без повторливи сметки за комунални услуги.

Предизвикот е што системот за соларна потопна пумпа со еднонасочна струја функционира добро само кога е правилно димензиониран. Премалата пумпа и посевите се сушат во деновите на најголема побарувачка. Премногу голем и сте трошеле премногу на панели и хардвер што испорачува повеќе вода отколку што некогаш ќе потрошите. Овој водич ја разгледува секоја променлива што треба да ја пресметате пред да ја купите, за да можете да изградите сигурен систем за наводнување надвор од мрежата што одговара на вашата земја, вашите култури и вашите локални услови на сончева светлина.

Што е соларна потопна пумпа со еднонасочна струја - и зошто одговара на земјоделството?

Потопна пумпа со еднонасочна струја е електрична пумпа која се наоѓа потопена во бунар или бунар и ја влече водата нагоре користејќи електрична струја со директна струја (DC). Кога е поврзана со фотоволтаични (PV) соларни панели, пумпата работи целосно на сончева енергија во текот на дневните часови, без загуби од конверзија на наизменична струја.

Ова ја прави соларната потопна пумпа со еднонасочна струја особено добро прилагодена за земјоделско наводнување во оддалечените области. Моторот на пумпата добива енергија директно од панелите преку контролер на соларна пумпа, кој го оптимизира напонот и го штити моторот од флуктуации предизвикани од облак или делумно засенчување. Палетата на потопни пумпи со еднонасочна струја на MASTRA , на пример, вклучува модели како R95-DF и R95-BF, специјално дизајнирани за земјоделски апликации за наводнување со соларна енергија.

Три квалитети ја прават конфигурацијата на DC соларната попогодна од алтернативите со наизменична струја за фарми надвор од мрежата:

• Поголема ефикасност : DC моторите конвертираат повеќе електричен влез во механичка пумпа за енергија, намалувајќи го потребниот капацитет на соларни панели

• Не е потребен инвертер : со елиминирање на AC инвертерот се отстранува вообичаената точка на дефект и се намалуваат трошоците на системот

• Работа со променлива брзина : Контролорите на соларната пумпа ја прилагодуваат брзината на пумпата за да одговара на достапната сончева светлина, заштитувајќи го моторот во облачни денови

Започнете со вашата наводнувана површина и типот на културата. Општите референтни вредности за дневна побарувачка на вода по хектар вклучуваат:

• Зеленчук : 40–60 m³/ден по хектар

• Овошни дрвја : 30–50 m³/ден по хектар

• Житни култури (пченица, пченка) : 20–35 m³/ден по хектар

• Култури со наводнување капка по капка : 15–25 m³/ден по хектар (поради поголема ефикасност на примена)

Помножете ја дневната побарувачка по хектар со вкупната обработена површина. Потоа поделете го со бројот на ефективни максимални сончеви часови (PSH) на вашата локација за да ја добиете потребната брзина на проток во m³/час. На пример, фарма за зеленчук од 2 хектари на која и треба 50 m³/ден во регион со 6 PSH, потребна е пумпа која може да испорача најмалку 8,3 m³/час (50 ÷ 6).

Што е Total Dynamic Head и како го мерите?

Вкупната динамичка глава (TDH) е комбинираниот отпор што пумпата мора да го надмине за да испорача вода. Погрешното проценување на TDH е најчеста грешка во големината при изборот на соларна пумпа за наводнување. TDH има три компоненти:

1. Статичка глава : Вертикалното растојание од површината на водата во бунарот до точката на испуштање. Ако масата на водата се наоѓа на 30 метри под земјата, а точката на испуштање е 5 метри над нивото на земјата, статичката глава е еднаква на 35 метри.

2. Загуби од триење : Притисок кој се губи поради триењето на цевките додека водата патува низ линиите за испорака. Загубата од триење се зголемува со должината на цевката, помал дијаметар на цевката и повисоки стапки на проток. Користете табела за губење на триење на цевки (или онлајн калкулатор) за спецификациите на вашите цевки. Грубо правило: загубите од триење обично додаваат 10-20% на врвот на статичката глава за стандардни земјоделски поставки.

3. Глава за притисок : Секој дополнителен притисок потребен на местото на испуштање, како што е оној потребен за напојување на емитери или глави на прскалки (обично 1–3 бари, или 10–30 метри еквивалент на главата).

Додадете ги сите три компоненти заедно за да го добиете вашиот TDH. Бунар со 40 метри статичка глава, 8 метри загуба на триење и 15 метри глава под притисок бара пумпа оценета за најмалку 63 метри вкупна глава со вашата целна брзина на проток.

Како да ги усогласите вашата пумпа, соларни панели и контролер

Со вашиот проток и бројките за TDH во рака, можете да ги изберете вистинските компоненти за секој дел од системот.

Избор на вистинската потопна пумпа со еднонасочна струја

Побарајте ја кривата на перформансите на пумпата - графикон што ја прикажува брзината на проток во однос на притисокот на главата. Изберете модел чија крива поминува низ или над вашата пресметана работна точка (вашата потребна брзина на проток на вашиот TDH). Серијата R95 на MASTRA , на пример, покрива широк опсег на конфигурации на главата и протокот во дијаметри на дупнатините од 4 инчи, што го прави флексибилен избор за различни длабочини на бунари и потреби за вода за земјоделските култури.

Димензионирање на вашата низа од соларни панели

Сончев Потопната пумпа со еднонасочна струја работи најефективно кога излезот на панелот блиску се совпаѓа со влезната моќност на моторот за време на шпицот на сончевите часови. Користете ја оваа формула:

Капацитет на панелот (W) = Номинална моќност на моторот на пумпата (W) ÷ Фактор на ефикасност на системот (обично 0,85-0,90)

Додадете 20–30% дополнителен капацитет на панелот за да ги компензирате облачните денови, деградацијата на панелот со текот на времето и акумулацијата на прашина на површините на панелот. Во региони со помалку од 5 PSH, можеби е неопходна поголема панелна низа или дополнително складирање на батерии за сигурно да се задоволи дневната побарувачка на вода.

Избор на правилен контролер за соларна пумпа

Контролорот управува со испораката на енергија помеѓу панелите и моторот на пумпата. Клучни спецификации за совпаѓање:

• Опсег на влезен напон : Мора да го покрие напонот на отворено коло на низата на вашиот панел при ладни услови и минималниот работен напон при максимално оптоварување

• Следење на максимална моќност (MPPT) : претпочитано во однос на PWM контролери за земјоделски системи - MPPT извлекува до 30% повеќе енергија од панелите при променлива светлина

• Заштита на моторот : заштитата од преоптоварување, суво работење и пренапон спречува скапо оштетување на моторот во оддалечени, ненадгледувани инсталации

MASTRA нуди компатибилни контролери за соларни пумпи дизајнирани да работат со нивниот опсег на потопни пумпи со еднонасочна струја, поедноставувајќи ги одлуките за компатибилност за купувачите кои конфигурираат целосен систем.

Кои услови на сончева светлина ви се потребни за соларното наводнување да работи сигурно?

Врвните сончеви часови (PSH) значително се разликуваат во зависност од локацијата и сезоната. Регионите низ суб-сахарска Африка, Јужна Азија, Блискиот Исток и северна Австралија обично забележуваат 5-7 PSH годишно, што ги прави добро прилагодени за наводнување со пумпа за вода со соларна енергија . Умерените региони со повеќе облачно покривање може да просечно 3-4 PSH во зимските месеци, барајќи поголеми панели или сезонски прилагодувања на распоредот за наводнување.

Секогаш одредувајте ја големината на вашиот систем врз основа на најниската месечна бројка на PSH во вашиот растечки календар, а не на годишниот просек. Системот што работи во јули, но пропаѓа во април за време на критичната фаза на раст, дава лоша вредност без оглед на перформансите во шпицот во сезоната.

Подготвени сте да ја зголемите големината на вашиот систем? Започнете овде

Правилно одредување на големината на a Сончевата потопна пумпа за земјоделство со еднонасочна струја е едноставна штом ќе поработите преку четири броја: дневна побарувачка на вода, вкупна динамична глава, врвни часови на сонце и моќност на моторот на пумпата. Овие четири бројки ја одредуваат секоја компонента во синџирот.

Системите за соларни пумпи за вода на MASTRA - произведени од Guangdong Ruirong Pump Industry Co., Ltd. со 30+ години искуство во производството и над 15 национални патенти - покриваат конфигурации од мали фарми за зеленчук до големи комерцијални проекти за наводнување. Нивната алатка за избор на пумпа кај mastrapump.com им овозможува на купувачите да филтрираат според дијаметарот на дупнатината, главата и брзината на проток, што го олеснува пронаоѓањето на соодветниот систем за специфични услови на теренот. За технички насоки, нивниот инженерски тим може да се контактира директно на ruirong@ruirong.com.

Најчесто поставувани прашања

Која е разликата помеѓу потопната пумпа со еднонасочна струја и потопната пумпа со наизменична струја за соларно наводнување?

Потопната пумпа со еднонасочна струја работи директно на директна струја од соларни панели без да бара инвертер, што ја прави енергетски поефикасна и поедноставна за инсталирање во поставки надвор од мрежата. На потопните пумпи со наизменична струја им е потребен инвертер за претворање на сончевата еднонасочна струја во наизменична струја, што ја зголемува цената, ја намалува ефикасноста за 5–15% и воведува дополнителна точка на дефект. За земјоделско наводнување надвор од мрежата, потопните пумпи со еднонасочна струја се генерално префериран избор.

Колку соларни панели ми се потребни за да ја активирам потопната пумпа за наводнување?

Бројот на панели зависи од номиналната моќност на моторот на пумпата и моќноста на секој поединечен панел. Поделете ја потребната влезна моќност на моторот (номинална моќност ÷ 0,85–0,90) со моќноста на панелот за да го добиете минималниот број на панели, а потоа додадете 20–30% дополнително за загуби и тампон за облачни денови. На пример, мотор со DC пумпа од 750 вати обично бара 4-6 панели со 250 W секоја од нив.

Дали пумпата за вода на соларна енергија може да работи ноќе или во облачни денови?

Пумпа за вода со соларна енергија без складирање на батерии нема да работи ноќе и ќе забави или запре при облачно покривање. За култури за кои е потребна доследна испорака преку ноќ, додавањето резервоар за складирање (полнет во текот на дневните часови) е поисплатливо од складирањето батерии за повеќето земјоделски апликации.

Која длабочина на бунарот е погодна за потопна пумпа со еднонасочна струја во земјоделското наводнување?

DC потопните пумпи за земјоделство се достапни во конфигурации погодни за бунари од 10 метри до над 150 метри длабочина, во зависност од моделот на пумпата и спецификациите на моторот. Критичниот фактор е целосната динамична глава, а не само добрата длабочина. Секогаш имајте предвид висината на празнењето и загубите од триењето на цевките кога проценувате дали пумпата е оценета за вашата инсталација.

Како да изберам помеѓу системите за наводнување капка по капка и прскалки при одредување на големината на соларната пумпа?

Изберете наводнување капка по капка ако ефикасноста на водата е приоритет - системите капка по капка користат 30-50% помалку вода од прскалките за иста површина, што ја намалува големината на пумпата и потребната низа панели. Изберете прскалки ако треба брзо да наводнувате големи, рамни површини на полски култури или ако вашиот тип почва бара површинско навлажнување. Системите капка по капка бараат и помал притисок на пумпата (понизок TDH), што ги прави природен совпаѓање со системите за соларни потопни пумпи со еднонасочна струја во региони со недостаток на вода.