Ηλιακές Πομπές Νερού
-- Προσδιορισμός Καταναλωτικής Ισχύος, Προδιαγραφές Χρήσης και Σύγκριση με Πομπές Πάνω σε Διζελ
Ηλιακές Πομπές Νερού: Προσδιορισμός Καταναλωτικής Ισχύος, Προδιαγραφές Χρήσης και Σύγκριση με Πομπές Πάνω σε Διζελ
Μια ηλιακή πομπή νερού είναι, στην ουσία, ένα υδραυλικό σύστημα που λειτουργεί με ηλεκτρική ενέργεια. Η πομπή, και όχι ο ήλιος, καθορίζει τις απαιτήσεις σε ισχύ: το ρυθμό ροής και την υψόμετρο πέδου. Πρώτα πρέπει να προσδιοριστούν αυτά τα στοιχεία, και μόνο στη συνέχεια θα επιλεγούν τα απαραίτητα εξαρτήματα (συστήματα φωτοβολτικών πανελίων, ελεγκτές, δεξαμενές αποθήκευσης νερού κ.λπ.). Αυτή η σελίδα παρέχει τις τεχνικές πληροφορίες για τον προσδιορισμό της καταναλωτικής ισχύος των συστημάτων – από φορητές μονάδες ισχύος 300 Βτ έως υβριδικές εγκαταστάσεις ισχύος 100 Κιλοβατ – καθώς και τις προδιαγραφές χρήσης των συστημάτων σε διάφορες συνθήκες. Επίσης, εξηγούνται οι υποθέσεις που στη βάση έχουν τα ισχυρισμούς σχετικά με την απουσία έξοδων για καύσιμα.
Σύνταξη προσδιορισμού καταναλωτικής ισχύος
Η υδραυλική ισχύ (σε κιλοβατ) υπολογίζεται ως: Ρυθμός ροής (m³/ώρα) × Υψόμετρο πέδου (m) ÷ 367 (πριν ληφθούν υπόψη οι απώλειες στην πομπή και τον μοτόρα). Παράδειγμα: Για τη μεταφορά 10 m³ νερού την ώρα από ένα υψόμετρο πέδου 50 μέτρων απαιτείται περίπου 1,4 Κιλοβατ ισχύς. Με μια πραγματική αποδοτικότητα μεταφοράς ενέργειας από τα φωτοβολτικά πανελία στην πομπή της περίπου 50–70%, τα φωτοβολτικά πανελία πρέπει να παρέχουν περίπου 2–2,8 Κιλοβατ ισχύς στην είσοδο της πομπής. Αυτός ο αριθμός είναι βασικός για τον σωστό σχεδιασμό του συστήματος.
Αποκύπτουν δύο συνέπειες. Πρώτη, το κόστος των μηχανημάτων είναι υψηλό: το διπλασιασμός του αριθμού των μηχανημάτων διπλασιάζει επίσης την ισχύ που παρέχουν, γι’ αυτό η υδραυλική αντληση από βαθιά πηγές αποτελεί έναν διαφορετικό τύπο μηχανημάτων σε σύγκριση με την υδραυλική αντληση από επιφανειακές πηγές. Δεύτερη, η περισσότερη από τις δραστηριότητες υδροποίησης πραγματοποιείται κατά τη διάρκεια της ημέρας, οπότε ο προεπιλεγμένος σχεδιασμός περιλαμβάνει τη χρήση μηχανημάτων με άμεση τροφοδοσία από την ηλιακή ενέργεια: τα μηχανήματα λειτουργούν όσο φωτίζει ο ήλιος και το νερό αποθηκεύεται σε δεξαμενές για μεταγενέστερη χρήση. Οι μπαταρίες αποτελούν εξαίρεση και χρησιμοποιούνται σε συστήματα πανεπίπεδης παροχής νερού ή σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης, όπου το κόστος αποθήκευσης είναι δικαιολογημένο λόγω της ανάγκης συνεχούς διαθεσιμότητας νερού.
Πώς μοιάζει η γκάμα των εξοπλισμών
| Παράμετρος | Εύρος λειτουργίας |
|---|---|
| Κορυφαία δυναμική πίεση (Total dynamic head) | Μέχρι 200 μέτρα σε υποβρύχιες κατασκευές |
| Ρυθμός ροής (Flow rate) | 1–300 μ³/ημέρα για γεωργικές και ποσοτικές εφαρμογές; 50–200 μ³/ώρα για πομπές υψηλής ικανότητας για την αντιμετώπιση πλημμυρών |
| Ενέργεια (Power) | Από 300 Βτ έως 100 Κιλοβατ |
| Τύποι πομπών (Pump types) | Υποβρύχιες και επιφανειακές πομπές |
| Σύστημα ελέγχου (Drive) | Σύστημα ελέγχου πομπών τύπου MPPT (Maximum Power Point Tracking), μεταβλητή ταχύτητας |
| Αποθήκευση (Storage) | Επιλογική αποθήκευση σε μπαταρίες; Αποθήκευση σε δοχεία είναι η προεπιλεγμένη λύση |
| Χαイбριδικές πομπές (Hybrid pumps) | Υποστήριξη από δίκτυο ή γεννήτρια, όπου η διαθεσιμότητα νερού είναι κρίσιμη |
Σημειώστε ότι τα δύο δεδομένα σχετικά με τον ρυθμό ροής αναφέρονται σε διαφορετικά κλάσηματα μηχανημάτων, όχι σε ένα συνεχές εύρος λειτουργίας: το εύρος 1–300 μ³/ημέρα αφορά εφαρμογές σε γεωργικές και ποσοτικές εγκαταστάσεις, ενώ το εύρος 50–200 μ³/ώρα αφορά πομπές για την αντιμετώπιση πλημμυρών. Η πηγή παρουσίαζε αυτά τα δεδομένα δίπλα στα άλλα χωρίς αυτή τη διάκριση, και αυτός ο λάθος είναι ο πιο συχνός στις ερωτήσεις σχετικά με πομπές. Μία μονάδα ισχύος 300 Βτ χρησιμοποιείται για κήπους ή ποσοτικές εφαρμογές, ενώ μία μονάδα ισχύος 100 Κιλοβατ χρησιμοποιείται για γεωργικές εγκαταστάσεις ή για την αντιμετώπιση περιστατικών έκτακτης ανάγκης. Θεωρήστε τον πίνακα ως ένα “καλάθι περιορισμών”, όχι ως έναν πλήρη κατάλογο δυνατοτήτων.
Κανόνες χρήσης: Τι λειτουργεί και τι όχι
(“Usage rules: What works and what doesn’t”)
Συμβουλή: Προτού χρησιμοποιήσετε ένα μηχάνημα, διαβεβαιωθείτε ότι τα χαρακτηριστικά του ανταποκρίνονται στις ανάγκες σας και στις συγκεκριμένες συνθήκες λειτουργίας.
Η ηλιακή αντλητική τεχνολογία είναι κατάλληλη για περιοχές χωρίς αξιόπιστη ηλεκτρική εφοδιαστική δικτύωση, όπου η εναλλακτική λύση είναι η χρήση διζελ αντλητών ή το έγκαταστασιομένο ενός μακρού αγωγού νερού: απομακρυσμένα αγροκτήματα, βουνά, ποτάμια και αποθήκες ως πηγές νερού, καλλιεργηματικά χώραφη που απαιτούν μετακινήσιμα συστήματα, καθώς και ζώνες καταστροφών όπου η υποδομή έχει καταστραφεί. Η λίστα των απαιτήσεων για την εγκατάσταση είναι σύντομη: η πηγή νερού και το ρυθμός της απόσυρσής του, η διαφορά υψομέτρου μεταξύ της πηγής και του σημείου αντλησης („head“) και η διάρκεια του αγωγού νερού (που έχει σημασία λόγω απώλειας ενέργειας από την τριβή), η ημερήσια ζήτηση νερού (σε μέτρα κυβικά), καθώς και η χώρος που απαιτείται για την τοποθέτηση των ηλιακών πάνελ με αποτελεσματική έκθεση στον ήλιο.
Ωστόσο, η ηλιακή αντλητική δεν είναι κατάλληλη σε περιπτώσεις όπου η πηγή νερού δεν μπορεί να διατηρήσει σταθερό ρυθμό απόσυρσης νερού (π.χ. ένα βουνό που δεν μπορεί να αναπληρωθεί), όπου η διαφορά υψομέτρου υπερβαίνει τις δυνατότητες της αντλητής, ή όπου η ηλεκτρική εφοδιαστική δικτύωση είναι ήδη προσβάσιμη στο σημείο της αντλητής. Σε τέτοιες περιπτώσεις, το ηλιακό σύστημα αποτελεί προϋπόθεση βιώσιμης ανάπτυξης και πρέπει να υπολογιστεί ως ένα τέτοιο έργο, και όχι ως ένα οικονομικά επιτυχημένο έργο.
Η σύγκριση με τις διζελ αντλήτες, με τις αναλογιστικές προϋποθέσεις της
“Χρέωση καυσίμου ίση με μηδέν” είναι αληθής, αλλά ανεπάρκης. Μια έγκυρη σύγκριση βασίζεται σε τρεις προϋποθέσεις:
- Το κόστος του διζελίου ανά λίτρο , που αποτελεί το κόστος που εξοικονομείται;
- Η ποσοτήτα χρήσης : Μια πομπή για σιδήρωση που χρησιμοποιείται τέσσερις μήνες το χρόνο καταναλώνει λιγότερο καύσιμο από μια πομπή για κτηνοτροφία που λειτουργεί καθημερινά;
- Η συντήρηση : Ένας διζελικός κινητήρας χρειάζεται συντήρηση και ανακατασκευή, ενώ η συντήρηση μιας ηλιακής πομπής περιλαμβάνει κυρίως τον καθαρισμό των συστημάτων.
Υπό τυπικές συνθήκες, με τιμές διζελίου που είναι συμβατές με την περιοχή και με μία πομπή που λειτουργεί καθ’ όλη τη διάρκεια της εποχής της ανάπτυξης, η εξοικονόμηση από το καύσιμο μόνη της επιτρέπει σε μία ηλιακή εγκατάσταση να ανταποδώσει τα έξοδα εντός λίγων εποχών, πριν ληφθούν υπόψη τα έξοδα συντήρησης του γεννητήρα και η διαχείριση της προμήθειας καυσίμου σε απομακρυσμένες τοποθεσίες.
Ρωτήστε οποιονδήποτε προμηθευτή που σας προσφέρει πληροφορίες σχετικά με τον χρόνο αποδόσης της εγκατάστασης να εξηγήσει αυτές τις τρεις προϋποθέσεις. Αν αρνηθεί να το κάνει, τα στοιχεία που παρέχει είναι απλώς επιπλέον.
Πορτατιλείπιμα και αυτοματοποιημένα συστήματα
Τα συστήματα που εγκαταστάλλονται σε φορτηγούς, και τα οποία διαθέτουν συστήματα γρήγορου συνδέσμου, λειτουργούν χωρίς την ανάγκη για θεμέλια, γι’ αυτό και κυριαρχούν στις περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης: απλά φέρνεται το φορτηγό στο σημείο, συνδέεται η πομπή με το σύστημα και η πομπή ξεκινά να λειτουργεί. Η προσαρμοστική κλίση των πάνελ καθώς και οι πολυπροσαρμοστικές συνδέσεις των πομπών καθιστούν το σύστημα ευέλικτο για χρήση σε διάφορα μέρη. Η αυτοματοποίηση έχει μεγαλύτερη σημασία σε μη επανδρωμένα σημεία, διότι μια πομπή που στεγνώνει λειτουργεί “βίως” (δηλαδή χωρίς να προκαλέσει ξερείς συμπτώματα), χωρίς να ενημερώσει το προσωπικό. Το αποτελεσματικό παρακολούθηση από αποστάσεως, η βελτίωση της ροής του υδατού, η ανίχνευση σφαλμάτων και η προστασία από περιπτώσεις στεγνού λειτουργισμού της πομπής δεν θεωρούνται προαιρετικές λειτουργίες σε τέτοιες περιπτώσεις.
Εμβάδος εφαρμογής: Αυτή η σελίδα αφορά τη χρήση ηλιακών πομπών για σιδερότροπισμα, τροφοδοσία ζώων και παροχή νερού σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης. Δεν περιλαμβάνει τις τεχνολογίες αποαλατισμού νερού, επεξεργασίας πόσιμου νερού από την πόλη ή αποθήκευσης ενέργειας με τη βοήθεια πομπών. Για το μέρος των συστημάτων που χρησιμοποιούν τροφοδοσία με σταθερό ρεύμα (DC), ισχύει η λογική καθορισμού των απαιτήσεων για τα εξαρτήματα που περιλαμβάνει ο υπολογιστής μας, ενώ και τα ολοκληρωμένα ηλιακά φώτα δρουν με την ίδια πλατφόρμα ελέγχου φόρτισης (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。