Соларна ДЦ потопна пумпа за пољопривреду: водич за димензионисање

ТЛ;ДР:

Димензионисање соларне ДЦ потопне пумпе за пољопривреду захтева израчунавање ваше дневне потребе за водом, мерење укупне динамичке главе (дубина бунара плус трење цеви) и усклађивање тих цифара са одговарајућом пумпом, соларним панелима и контролером. Исправним исправљањем ове три варијабле обезбеђује се доследно наводњавање ван мреже без трошкова горива.

Наводњавање у удаљеном пољу представља логистички проблем. Дизел генераторима је потребна испорука горива. Мрежне везе требају инфраструктуру која може коштати десетине хиљада долара по километру у руралним подручјима. Пумпе за воду на соларни погон у потпуности заобилазе оба проблема - без горива, без мреже, без понављајућих рачуна за комуналне услуге.

Изазов је у томе што систем соларне ДЦ потопне пумпе ради добро само када је правилно димензионисан. Премала пумпа и усеви се суше у данима највеће потражње. Превелика, а ви сте превише потрошили на панеле и хардвер који испоручују више воде него што ћете икада користити. Овај водич пролази кроз сваку променљиву коју треба да израчунате пре куповине, тако да можете да изградите поуздан систем за наводњавање ван мреже који одговара вашем земљишту, вашим усевима и вашим локалним условима сунчеве светлости.

Шта је соларна ДЦ потопна пумпа—и зашто је погодна за пољопривреду?

ДЦ потопљена пумпа је електрична пумпа која се налази потопљена унутар бушотине или бунара и извлачи воду према горе користећи једносмерну струју (ДЦ). Када је упарена са фотонапонским (ПВ) соларним панелима, пумпа ради у потпуности на соларну енергију током дневних сати, без губитака конверзије наизменичне струје.

Ово чини соларну ДЦ потопну пумпу посебно погодном за наводњавање пољопривреде у удаљеним областима. Мотор пумпе добија струју директно са панела преко контролера соларне пумпе, који оптимизује напон и штити мотор од флуктуација изазваних облацима или делимичном сенчењем. МАСТРА-ин асортиман потопних пумпи ДЦ, на пример, укључује моделе као што су Р95-ДФ и Р95-БФ, посебно пројектоване за пољопривредне апликације за соларно наводњавање.

Три квалитета чине ДЦ соларну конфигурацију пожељнијом од АЦ алтернатива за фарме ван мреже:

• Већа ефикасност : ДЦ мотори претварају више електричне енергије у механичку пумпну енергију, смањујући потребан капацитет соларног панела

• Није потребан претварач : елиминисање АЦ инвертера уклања уобичајену тачку квара и смањује трошкове система

• Рад са променљивом брзином : Контролори соларне пумпе прилагођавају брзину пумпе тако да одговара доступној сунчевој светлости, штитећи мотор у облачним данима

Почните са својом површином за наводњавање и врстом усева. Опште референтне вредности за дневну потражњу воде по хектару укључују:

• Поврће : 40–60 м⊃3;/дан по хектару

• Воћке : 30–50 м⊃3;/дан по хектару

• Житарице (пшеница, кукуруз) : 20–35 м⊃3;/дан по хектару

• Усеви наводњавани кап по кап : 15–25 м⊃3;/дан по хектару (због веће ефикасности примене)

Помножите дневну потражњу по хектару са укупном обрађеном површином. Затим поделите са бројем ефективних сунчаних сати (ПСХ) на вашој локацији да бисте добили потребну брзину протока у м⊃3;/сат. На пример, фарма поврћа од 2 хектара којој је потребно 50 м⊃3;/дан у региону са 6 ПСХ захтева пумпу која може да испоручи најмање 8,3 м⊃3;/сат (50 ÷ 6).

Шта је тотална динамичка глава и како је мерите?

Укупна динамичка глава (ТДХ) је комбиновани отпор који пумпа мора да савлада да би испоручила воду. Погрешна процена ТДХ је најчешћа грешка у одређивању величине у избору соларне пумпе за наводњавање. ТДХ има три компоненте:

1. Статичка глава : Вертикална удаљеност од површине воде у бунару до тачке испуштања. Ако се ниво воде налази 30 метара испод земље, а тачка испуштања је 5 метара изнад нивоа земље, статички пад је 35 метара.

2. Губици због трења : притисак који се губи због трења цеви док вода путује кроз доводне водове. Губитак због трења расте са дужином цеви, мањим пречником цеви и већим протоком. Користите табелу губитка трења цеви (или онлајн калкулатор) за спецификације цеви. Грубо правило: губици због трења обично додају 10–20% на врху статичке главе за стандардне пољопривредне поставке.

3. Потисна глава : Сваки додатни притисак потребан на тачки пражњења, као што је онај који је потребан за напајање емитера капања или глава прскалице (обично 1–3 бара, или 10–30 метара еквивалентне главе).

Додајте све три компоненте заједно да добијете свој ТДХ. Бунар са 40 метара статичког напона, 8 метара губитка трења и 15 метара висине притиска захтева пумпу од најмање 63 метра укупног напона при вашем циљном протоку.

Како ускладити своју пумпу, соларне панеле и контролер

Са вашим подацима о протоку и ТДХ у руци, можете одабрати праве компоненте за сваки део система.

Избор праве ДЦ потопљене пумпе

Потражите криву перформанси пумпе—графикон који показује брзину протока у односу на притисак главе. Изаберите модел чија крива пролази кроз или изнад ваше израчунате радне тачке (ваша потребна брзина протока на вашем ТДХ). МАСТРА Р95 серија , на пример, покрива широк спектар конфигурација главе и протока у пречнику бушотине од 4 инча, што је чини флексибилним избором за различите дубине бунара и потребе за водом за усеве.

Одређивање величине вашег соларног панела

Солар ДЦ потапајућа пумпа ради најефикасније када излаз панела блиско одговара улазној снази мотора током вршних сунчаних сати. Користите ову формулу:

Капацитет панела (В) = називна снага мотора пумпе (В) ÷ Фактор ефикасности система (обично 0,85–0,90)

Додајте 20–30% додатног капацитета панела да бисте компензовали облачне дане, деградацију панела током времена и накупљање прашине на површинама панела. У регионима са мање од 5 ПСХ, можда ће бити неопходан већи низ панела или додатна батерија за складиштење да би се поуздано задовољила дневна потреба за водом.

Избор исправног контролера соларне пумпе

Контролер управља испоруком енергије између панела и мотора пумпе. Кључне спецификације које треба да одговарају:

• Опсег улазног напона : Мора покривати напон отвореног кола вашег панела у хладним условима и минимални радни напон под вршним оптерећењем

• Праћење тачке максималне снаге (МППТ) : Пожељно у односу на ПВМ контролере за пољопривредне системе—МППТ извлачи до 30% више енергије из панела при променљивом светлу

• Заштита мотора : Заштита од преоптерећења, рада на суво и пренапона спречавају скупа оштећења мотора у удаљеним инсталацијама без надзора

МАСТРА нуди компатибилне контролере соларних пумпи дизајниране да раде са њиховим асортиманом потопних пумпи ДЦ, поједностављујући одлуке о компатибилности за купце који конфигуришу комплетан систем.

Који су вам услови сунчеве светлости потребни да би соларно наводњавање радило поуздано?

Максимални број сунчаних сати (ПСХ) значајно варира у зависности од локације и сезоне. Региони широм подсахарске Африке, Јужне Азије, Блиског истока и северне Аустралије обично имају 5–7 ПСХ годишње, што их чини веома погодним за наводњавање воденом пумпом на соларни погон . Умерени региони са више облачности могу у просеку 3–4 ПСХ у зимским месецима, што захтева веће панеле или сезонска прилагођавања распореда наводњавања.

Увек мерите свој систем на основу најниже месечне вредности ПСХ у вашем растућем календару, а не годишњег просека. Систем који ради у јулу, али не успе у априлу током критичне фазе раста, даје лошу вредност без обзира на перформансе у врхунцу сезоне.

Спремни да одредите величину вашег система? Почните овде

Одређивање величине на а соларна ДЦ потапајућа пумпа за пољопривреду је једноставна када прођете кроз четири броја: дневну потражњу за водом, укупни динамички напон, вршни сунчани сати и снагу мотора пумпе. Ове четири бројке одређују сваку компоненту у ланцу.

МАСТРА системи соларних пумпи за воду—произведен од Гуангдонг Руиронг Пумп Индустри Цо., Лтд. са 30+ година искуства у производњи и преко 15 националних патената—покривају конфигурације од малих фарми поврћа до великих комерцијалних пројеката наводњавања. Њихов алат за избор пумпе на мастрапумп.цом омогућава купцима да филтрирају према пречнику бушотине, глави и брзини протока, што олакшава проналажење одговарајућег система за специфичне услове на терену. За техничке смернице, њихов инжењерски тим се може контактирати директно на ruirong@ruirong.com.

Често постављана питања

Која је разлика између ДЦ потопљене пумпе и АЦ потопљене пумпе за соларно наводњавање?

ДЦ потапајућа пумпа ради директно на једносмерну струју са соларних панела без потребе за инвертером, што је чини енергетски ефикаснијом и једноставнијом за инсталацију у поставкама ван мреже. Потопним пумпама наизменичне струје потребан је инвертер за претварање соларне једносмерне струје у наизменичну струју, што повећава трошкове, смањује ефикасност за 5–15% и представља додатну тачку квара. За пољопривредно наводњавање ван мреже, ДЦ потопљене пумпе су генерално пожељан избор.

Колико соларних панела ми је потребно за покретање потопљене пумпе за наводњавање?

Број панела зависи од називне снаге мотора пумпе и снаге сваког појединачног панела. Поделите потребну улазну снагу мотора (називна снага ÷ 0,85–0,90) са снагом панела да бисте добили минимални број панела, а затим додајте 20–30% додатно за губитке и бафер за облачне дане. Мотор пумпе од 750 В ДЦ, на пример, обично захтева 4-6 панела снаге 250 В сваки.

Може ли пумпа за воду на соларни погон радити ноћу или по облачним данима?

Пумпа за воду на соларни погон без складиштења батерије неће радити ноћу и успориће или зауставити током велике облачности. За усеве који захтевају доследну испоруку преко ноћи, додавање резервоара за складиштење (пуњеног током дана) је исплативије од складиштења на батерије за већину пољопривредних апликација.

Која је дубина бунара погодна за ДЦ потопљену пумпу у пољопривредном наводњавању?

ДЦ потопљене пумпе за пољопривреду доступне су у конфигурацијама погодним за бунаре од 10 метара до преко 150 метара дубине, у зависности од модела пумпе и спецификација мотора. Критични фактор је укупна динамичка висина, а не само дубина бунара. Увек водите рачуна о висини пражњења и губицима због трења цеви када процењујете да ли је пумпа оцењена за вашу инсталацију.

Како да бирам између система за наводњавање кап по кап и система прскања када димензионирам соларну пумпу?

Изаберите наводњавање кап по кап ако је ефикасност воде приоритет — системи кап по кап користе 30–50% мање воде него прскалице за исту површину усева, што смањује величину пумпе и потребан низ панела. Изаберите прскалице ако треба брзо да наводњавате велике, равне површине ратарских усева или ако ваш тип земљишта захтева површинско влажење. Системи капања такође захтевају мањи притисак пумпе (нижи ТДХ), што их чини природним паром за соларне ДЦ потопне пумпне системе у регионима са недостатком воде.