Lượt xem: 121 Tác giả: Site Editor Thời gian xuất bản: 26-12-2020 Nguồn gốc: Địa điểm
Máy bơm điện hiện nay có rất nhiều ứng dụng. Chúng phổ biến trong việc bơm nước từ giếng sâu, lọc bể cá, lọc ao và sục khí. Khi nói đến máy bơm nước, công dụng chính của thiết bị này là trao đổi chất lỏng như nước.
Từ nông nghiệp đến công nghiệp năng lượng, máy bơm được ứng dụng rất đa dạng. Nguyên lý làm việc chính của máy bơm nước về cơ bản phụ thuộc vào nguyên lý dịch chuyển dương và động năng giúp đẩy nước.
Máy bơm nước năng lượng mặt trời là một khái niệm tương đối mới trong cơ học. MỘT hệ thống máy bơm nước năng lượng mặt trời thường thấy trong dân dụng và thương mại, cũng như để tưới đất nông nghiệp. Thông qua các tấm pin mặt trời, máy bơm có thể loại bỏ chi phí năng lượng và cung cấp một phương án khả thi hơn là sử dụng năng lượng từ mặt trời (chứ không phải cơ chế đốt nhiên liệu) để bơm nước.
Trong thời điểm cả thế giới đang chuyển sang sử dụng năng lượng mặt trời, việc sử dụng năng lượng mặt trời trong hệ thống bơm nước có thể giúp ích đáng kể và thúc đẩy sự phát triển nông nghiệp ở các nước châu Phi và nhiều vùng sâu vùng xa nghèo khó khác. Khái niệm này được gọi là tưới tiêu bằng năng lượng mặt trời và được sử dụng ở nhiều vùng hiện nay.
Sự thật là, năng lượng mặt trời có thể là cách dễ dàng nhất để nông dân sản xuất năng lượng, đặc biệt đối với những người sống ngoài lưới điện và cơ sở hạ tầng xung quanh nhà họ nghèo nàn. Vì vậy, việc sử dụng máy bơm nước năng lượng mặt trời trong nông nghiệp ngày càng trở nên phổ biến. Khái niệm tưới bằng năng lượng mặt trời đại diện cho một vòng tròn tròn trịa – khi mặt trời chiếu sáng, nó cung cấp năng lượng cho hệ thống tưới tiêu và cung cấp nước cho các loại cây trồng phụ thuộc vào nước khi trời nắng. Vì vậy, một lượng lớn năng lượng được giải phóng vào đúng thời điểm cần thiết nhất.
Tưới nước bằng năng lượng mặt trời là một khái niệm hoạt động thông qua máy bơm nước năng lượng mặt trời. Dưới đây, chúng tôi mô tả chúng một cách chi tiết.
Như chúng ta đã thảo luận trước đây, máy bơm năng lượng mặt trời là một giải pháp thay thế sạch, đơn giản và tiết kiệm năng lượng cho các bộ máy bơm chạy bằng điện và chạy bằng nhiên liệu truyền thống. Chúng là một phần của phương pháp tiếp cận thân thiện với môi trường trong nông nghiệp và có thể được sử dụng để khai thác ở mọi vùng, dù là vùng phát triển hay vùng nghèo.
Do tiềm năng to lớn về sử dụng hiệu quả và năng suất nông nghiệp, máy bơm nước năng lượng mặt trời hiện đang cung cấp năng lượng cho ngày càng nhiều dự án nông nghiệp. Biết rằng 40% dân số toàn cầu dựa vào nông nghiệp là nguồn thu nhập chính, việc tiếp cận nguồn nước vẫn là một cuộc đấu tranh không ngừng đối với nhiều người. Đây là mục đích của năng lượng mặt trời nhằm thay đổi và mang lại một tương lai tiết kiệm chi phí cho khoảng 500 triệu nông dân quy mô nhỏ trên toàn thế giới.
Các thành phần chính trong hệ thống bơm năng lượng mặt trời bao gồm mảng quang điện (PV), động cơ điện và máy bơm. Mặt khác, hệ thống bơm nước bằng năng lượng mặt trời được phân loại thành hệ thống dòng điện một chiều (DC) hoặc dòng điện xoay chiều (AC) dựa trên khả năng của động cơ. Gần đây, MASTRA cũng đã trình bày khái niệm về động cơ DC không chổi than (BLDC) dành cho ứng dụng bơm nước bằng năng lượng mặt trời.
Khi nói đến Hệ thống bơm năng lượng mặt trời độc lập MASTRA , loại chính bao gồm bơm trục vít và bơm cánh quạt. Máy bơm ly tâm là lựa chọn phổ biến để quay và được thiết kế cho các ứng dụng có đầu cố định. Sản lượng của chúng tăng tỷ lệ thuận với tốc độ quay của chúng.
Ngoài ra, máy bơm còn được phân loại là máy bơm chìm và máy bơm bề mặt, dựa trên vị trí của chúng (dưới nước và trên mực nước).
MỘT máy bơm nước chạy bằng năng lượng mặt trời là một khái niệm thân thiện với môi trường. Quan trọng hơn, đó là ý tưởng loại bỏ lưới điện hoặc nhiên liệu hóa thạch được sử dụng để bơm nước lên khỏi mặt đất. Dưới đây, chúng tôi liệt kê những ưu điểm và nhược điểm của việc sử dụng chúng.
Ưu điểm đầu tiên của máy bơm năng lượng mặt trời là chúng đáng tin cậy ở các vùng sâu vùng xa. Một ví dụ hoàn hảo về điều này là Châu Phi, một trong những vùng xa xôi nghèo nhất trên thế giới với lượng nước dồi dào nhưng cũng là khu vực có nhiều ngày nắng nhất trong năm. Mặt khác, Châu Phi được cho là sở hữu 9% nguồn tài nguyên nước ngọt của thế giới, tương đương với khoảng 4.000 km3 nước mỗi năm. Do đó, việc triển khai máy bơm nước bằng năng lượng mặt trời ở Châu Phi là giải pháp thay thế hoàn hảo cho bất kỳ nguồn năng lượng nào khác — và là giải pháp thay thế có thể kích thích sự sống ở mọi nơi trên lục địa này.
Dễ dàng vận chuyển và di dời, máy bơm nước năng lượng mặt trời có thể được tổ chức theo nhu cầu của trang trại và có chi phí vận hành cực kỳ thấp. Cả hai đều là những lợi thế lớn, kết hợp với hiệu quả chi phí về lâu dài, cho thấy hệ thống bơm nước bằng năng lượng mặt trời là giải pháp hoàn hảo cho những vùng có ngày nắng và nhiều nước trong khuôn viên.
Một điều quan trọng cần lưu ý khi nói đến máy bơm năng lượng mặt trời và hệ thống tưới tiêu là thực tế là chi phí của chúng đã giảm đáng kể trong vài năm qua. Theo nghiên cứu mới của Cơ quan Năng lượng tái tạo quốc tế (IRENA), chi phí điện do năng lượng mặt trời tạo ra vào năm 2025 sẽ giảm 59% so với giá năm 2015.
Như vậy, khả năng tồn tại về mặt kinh tế của các hệ thống này khác nhau tùy theo vùng và khu vực khác nhau, chủ yếu phụ thuộc vào điều kiện địa điểm, cây trồng và thị trường. Một đồ họa thông tin từ Ngân hàng Thế giới cho thấy vào năm 1997, giá trung bình của việc triển khai năng lượng mặt trời trên mỗi watt là 76 USD. Vào năm 2015, mức giá đó là 0,3 USD, cho thấy rõ ràng sự sụt giảm giá. Giờ đây, một tấm pin mặt trời có tuổi thọ trung bình là 25 năm và so với bơm diesel, nó không cần nhiên liệu và ít vận hành và bảo trì hơn. Nhược điểm duy nhất là chi phí ban đầu cao hơn khoảng hai lần so với hệ thống bơm nước diesel.
Giá cũng là điểm khác biệt chính khi nói đến lợi tức đầu tư (ROI). Khía cạnh quan trọng quyết định tính khả thi về mặt kinh tế (yếu tố liên quan đến giá trị đầu tư của máy bơm nước năng lượng mặt trời) là hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời như thế nào so với các dạng năng lượng khác.
Nói chung, máy bơm diesel có chi phí đầu tư ban đầu thấp nhưng cũng đi kèm với chi phí vận hành và bảo trì cao, chưa kể tác động tiêu cực đến môi trường và sinh thái. Ngược lại với điều này, một Hệ thống bơm nước năng lượng mặt trời có chi phí đầu tư cao hơn nhưng chi phí bảo trì, vận hành thấp hơn.
Vì vậy, điểm mấu chốt của câu hỏi 'có đáng không' là sau đây…
Nếu bạn sống ở khu vực có nhiều ánh nắng mặt trời và nhiều nước ngầm, chắc chắn nên sử dụng hệ thống bơm nước bằng năng lượng mặt trời. Bất chấp chi phí lắp đặt ban đầu, chi phí bảo trì thấp hơn và tuổi thọ cao hơn sẽ mang lại cho bạn một hệ thống có thể vận hành nhanh chóng, nước sạch và nhiều lợi ích về lâu dài.
Như chúng tôi đã đề cập ở trên, chi phí đầu tư liên quan đến việc mua máy bơm nước năng lượng mặt trời đang giảm dần trong vài năm qua. Tuy nhiên, các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của máy bơm nước năng lượng mặt trời rất nhiều và bao gồm:
· Khả năng tồn tại về mặt kinh tế
· Tiếp cận tiền
· Lắp đặt, vận hành và bảo trì
· Tiêu chuẩn hóa và kiểm soát chất lượng sản phẩm, dịch vụ
· Quản lý nước
· Công bằng xã hội
Xem xét các yếu tố này, chúng ta có thể nói rằng bơm nước bằng năng lượng mặt trời có thể mang lại lợi ích đáng kể về môi trường và kinh tế xã hội ở cấp trang trại và quốc gia. Ở cấp độ trang trại, công nghệ này có thể mang lại nguồn năng lượng đáng tin cậy ở những vùng sâu vùng xa, đặc biệt là những khu vực không được kết nối với lưới điện hoặc thiếu nguồn cung cấp nhiên liệu lỏng thường xuyên. Ở cấp độ quốc gia, bơm nước bằng năng lượng mặt trời có thể giúp ổn định, tăng cường và đa dạng hóa sản xuất nông nghiệp, vốn là nền tảng của hầu hết nền kinh tế của các nước châu Phi.
Theo định nghĩa, hệ thống bơm nước sử dụng năng lượng mặt trời hiệu quả là hệ thống nhận được nhiều ánh sáng mặt trời và được lắp đặt đặc biệt theo nhu cầu của trang trại.
Trong một thế giới đang xảy ra cuộc khủng hoảng năng lượng hiện nay, có một động lực mạnh mẽ hướng tới năng lượng tái tạo. Mặc dù chi phí tương đối cao hơn nhưng hiệu quả thực sự của hệ thống năng lượng mặt trời được thể hiện qua việc sử dụng chúng qua nhiều năm. Là một lựa chọn năng lượng tái tạo, việc khai thác năng lượng mặt trời là một lựa chọn có giá trị.
Trọng tâm triển khai bơm nước bằng năng lượng mặt trời rõ ràng là hướng tới Nam Phi và các khu vực có nền kinh tế kém phát triển nhưng có nhiều ánh sáng mặt trời. Được kết hợp với các điều kiện môi trường phù hợp, số lượng tấm PV và bộ điều khiển phù hợp cũng như thiết lập lắp đặt phù hợp các bộ lưu trữ năng lượng, bộ chuyển đổi, bộ biến tần, máy bơm và động cơ—hệ thống bơm nước năng lượng mặt trời có thể mang lại nhiều lợi ích cho một trang trại và một quốc gia.
Nếu bạn đang suy nghĩ hoặc xem xét việc ứng dụng năng lượng mặt trời vào nông nghiệp thì lợi ích mang lại là rất nhiều. Với khả năng bơm nước để tưới trong thời tiết khô và nắng ở những vùng cần nước nhất, những tấm như thế này có thể dễ dàng lắp đặt và cho phép máy bơm hoạt động trong các giếng có năng suất rất thấp, mang lại tuổi thọ dài hơn và nhiều năng lượng về lâu dài.
