Solární vodní čerpadla: Výběr velikosti, požadavky na umístění a srovnání s dieselovými čerpadly

Vzorec pro výběr velikosti systému

Hydraulický výkon v kilowatrech se vypočítává podle vzorce: Výkon (kW) = Objem vody (m³/h) × Tlak (m) ÷ 367 Tento výpočet se provádí ještě před zohledněním ztrát v čerpadle a motoru.

Příklad: Pro přepravu 10 m³ vody za hodinu z výšky 50 metrů je zapotřebí přibližně 1,4 kW. S reálnou účinností přenosu energie mezi elektrickým zdrojem a čerpadlem (asi 50–70 %) musí solární systém dodat na vstupu čerpadla přibližně 2–2,8 kW. Právě na tuto hodnotu je závislý celý návrh systému.

Z toho vyplývají dvě důsledky:

První je, že náklady na výrobu čerpadel jsou vysoké – zdvojnásobení počtu čerpadel totiž zdvojnásobí jejich výkon při stejném průtoku vody. Proto jsou čerpadla určená k výkopu do hlubokých vodních zdrojů odlišné od čerpadel používaných na povrchu.

Druhým důsledkem je, že většina zavlažovacích systémů pracuje během dne , a proto je standardním řešením použití čerpadel s přímým pohonem: čerpadlo je napájeno solárními panely, zatímco voda se skladuje do nádrže pro pozdější použití. Baterie jsou výjimkou a slouží pouze pro nepřetržitý přívod vody (24 hodin denně) nebo pro nouzové potravinářské systémy, kde náklady na skladování jsou ospravedlněny požadavky na dostupnost vody v jakékoli situaci.

Poznámka: Uvedené hodnoty průtoku vody se vztahují na různé typy čerpadel, nikoli na jediný spojený rozsah. Hodnota 1–300 m³/den je určena pro zemědělské a chovatelské účely, zatímco hodnota 50–200 m³/h slouží k zvládání nouzových situací spojených s povodněmi. Zdrojová stránka tyto údaje uvedla vedle sebe bez tohoto rozdílu, což je nejčastější chyba při dotazech na čerpadla. Čerpadlo o výkonu 300 W je vhodné pro zahrady nebo chovatelské účely, zatímco instalace o výkonu 100 kW je vhodná pro zemědělské provozy nebo jako záloha pro městské účely. Při použití tohoto tabuláře ji považujte spíše za orientační rámec, než za kompletní seznam možností.

Pravidla použití: Vyzkoušejte pouze ty varianty, které odpovídají vašim konkrétním požadavkům a podmínkám. Některé možnosti nemusí být vhodné pro vaše potřeby.

Solární čerpadla jsou vhodná pro místa bez spolehlivého připojení k elektrické síti, kde je alternativou dieselové čerpadlo nebo dlouhý potrubní systém: vzdálené farmy, studny, řeky a nádrže jako zdroje vody, polí s rostlinami, která vyžadují mobilní čerpadla, a katastrofické oblasti, kde je infrastruktura zničena. Seznam požadavků na dané místo je poměrně jednoduchý: zdroj vody a jeho rychlost čerpání, výška potrubního tlaku („head“) a délka potrubí (protože tření při dlouhých vzdálenostech má významný vliv na účinnost čerpadla), denní spotřeba vody v metrících kubích, a prostor pro umístění solárního systému s neomezeným přístupem slunečního záření.

Solární čerpadla nejsou vhodná v případech, kdy zdroj vody nedokáže udržovat požadovaný průtok – studna, která se nemůže sama doplnit, totiž převyšuje schopnosti jakéhokoli čerpadla. Stejně tak nejsou vhodná v případech, kdy je výška potrubního tlaku vyšší, než čerpadlo dokáže zvládnout. A upřímně řečeno, nejsou vhodná ani v případech, kdy levná elektrická energie z sítě již dosahuje do místa umístění čerpadla: v takovém případě je solární systém spíše projektem zaměřeným na udržitelnost, než na ekonomické výhody, a měl by být financován podle tohoto hlediska.

Srovnání s dieselovými čerpadly – s uvedenými předpoklady

„Nulové náklady na palivo“ je sice pravda, ale zároveň i neúplná informace. Správné srovnání závisí na třech předpokladech:

1. Ceně dieselu na litr – to je přímo ušetřený náklad.
2. Míře využití – zavlažovací čerpadlo používané čtyři měsíce v roce spotřebuje méně paliva než čerpadlo určené k napájení hospodářských zvířat, které funguje každý den.
3. Údržbě – dieselový motor vyžaduje pravidelnou servisní péči a občas i opravy, zatímco údržba solárního čerpadla spočívá především v čištění solárních panelů.

Při běžných podmínkách, při regionálních cenách na diesel a při používání čerpadla během rostoucí sezóny, ušetřené náklady na palivo samy o sobě stačí k pokrytí nákladů na instalaci solárního systému během několika sezón. Až poté se začnou počítat náklady na údržbu generátoru a logistiku dopravy paliva na vzdálené místo.

Pokud vám dodavatel uvádí dobu návratnosti investic, požádejte ho, aby tyto tři předpoklady zdokumentoval. Pokud to neudělá, je uvedené číslo pouze dekorativním údajem.

Přenosné a automatizované systémy

Systémy namontované na přívěsech, které využívají rychle připojitelné prvky, se instalují bez potřeby základů, a právě proto dominují v situacích nouze: stačí je přivézt na místo, připojit čerpadlo a potřebné prvky a čerpadlo může začít pracovat. Nastavitelný úhel náklonu panelů a univerzální připojovací možnosti čerpadel zajišťují flexibilitu jednotky při různých aplikacích. Automatizace je na neobsazených místech důležitější než na místech s personálem, protože čerpadlo, které dojde k vodě, se „tiše“ zničí – dálkové monitorování, optimalizace průtoku, detekce poruch a ochrana proti neúspěšnému provozu nejsou funkce, které bychom při použití těchto systémů považovali za volitelné.

Rozsah: Tato stránka se věnuje využití solární energie k čerpání vody pro zavlažování, chov dobytka a zásobování vodou v nouzových situacích. Nezahrnuje procesy desalinizace, úpravy vody pro města ani ukládání energie pomocí čerpané vody v přehradách. Pro část systémů, která pracuje s stejnosměrným proudem (DC), platí logika určená k výběru velikosti komponent v našem kalkulačním nástroji pro výběr řadičů; naše kompletní solární pouliční osvětlení také funguje na stejné platformě pro řízení nabíjení typu MPPT.

适用范围 ：以上针对水环境（泳池、水景）附近的太阳能照明。水下区域必须用专用水下额定灯具，太阳能灯不适用。本文方案仅针对水上岸边照明。本文不提供防水等级的具体测试标准。