open-solar-design

תפוסת מים באנרגיה סולארית

 -- קטיפוף, חוקי האתר והשוויון לדיזל





תפוסת מים באנרגיה סולארית: קטיפוף, חוקי האתר והשוויון לדיזל

מפוסת מים סולארית היא בעיית הידראוליתית שמתחפשת תחפושת חשמלית. המפוסה, ולא השמש, מציינת את הדרישה לעוצמה: קצב זרימה נגד משקל. קבל את המספר הזה תחילה, ואז המערך, הפולט והאחסון ילוו. דף זה הוא הגרסה ההנדסית: איך אנו קטיפפים מערכות מיני יחידות ניידות בקילו-וואט 300 ועד מתחם היברידי בקילו-וואט 100, אילו אתרים עובדים, וההנחות מאחורי הטענה על עלות דלק אפסית.

הנוסחה לקטיפוף

עוצמה הידראולית בקילו-וואט היא זרימה (מטר מעוקב לשעה) × משקל (מטר) ÷ 367, לפני האובדן של המפוסה והמוטור. דוגמה מובאת: הזזת 10 מטר מעוקב לשעה ממשקל של 50 מטר דורשת כ-1.4 קילו-וואט במים. עם יעילות חשמלית מוחלטת מודרכת-למים של כ-50–70%, המערך צריך לספק קרוב ל-2–2.8 קילו-וואט בקלט המפוסה. מספר זה הוא מה שהתכנון הנותר נחקר עליו.

שתי השלכות נובעות מכך. ראשית, ראש יקר : הכפלת הראש הופכת את העוצמה לפי כפולה לאותו זרימה, ולכן פועלת פועלת מאגר עמוקה היא מחלק מכונות שונה מפועלת שטחית. שנית, רוב ההשקיה הם נטל ימי : לכן התכנון הסטנדרטי הוא הנעה ישירה: המערך מפעיל את המשאבה כאשר השמש זורחת והמים נשארים במיכל אחסון לשימוש מאוחר. סוללות הן החריגות, מיועדות לאספקת מים 24/7 ולמערכות נקיות לאסוף חריגות, שבהן העלות של אחסון מתקבלת על ידי הדרישה לזמינות.

איך נראה מגוון הציוד

פרמטרהטווח שאנו מייצרים לו
ראש (ראש דינמי כולל)עד 200 מטר בקונפיגורציות מצולות
קצב זרימה1–300 מטר מעוקב ביום במתקני חקלאות וחיות משק; 50–200 מטר מעוקב בשעה למשאבות תגובת שטפונות ביכולת גבוהה
מערך300 ואט עד 100 קילוואט
סוגי משאבותמצולות וקרקעיות
הנעהשליטה במשאבה MPPT (עקיפת נקודת העוצמה המרבית), קצב גלילה משתנה
אחסוןתמיכה בסוללה אופציונלית; אחסון במיכל הוא החלופה הסטנדרטית כמחסן
היברידיתמיכה ברשת או בגנרטור כאשר זמינות המים קריטית

הערה: שני הנתונים של קצב הזרימה מתארים כיתות מכונות שונות, ולא מספר טווח מתמשך: הטווח 1–300 מטר מעוקב ביום מתאים לחקלאות ומשק והטווח 50–200 מטר מעוקב בשעה מתאים לתגובת חירום לשטפונות. הדף המקורי הציג אותם זה לצד זו בלי ההבחנה הזו, והבלבול הוא הטעות הנפוצה ביותר שאנו רואים בבקשות על משאבות. מכשיר בעל יכולת 300 ואט הוא משאבה לגינה או למשק, והתקנה בעלת יכולת 100 קילוואט היא תחנת חקלאות או תמיכה עירונית. טreat את הטבלה כמגבלה (envelope), ולא כתפריט (menu).

חוקי האתר: מה עובד ומה לא

המשאבה הסולארית מתאימה לאתרים שאין להם חשמל יציב מרשת, שבהם האלטרנטיבה היא משאבה דיזלית או תעלת הובלה ארוכה: חוות כפריות מרוחקות, בארות, נחלים ומאגרי מים כמקורות מים, שדות גידול סובבים שדורשים מערכות ניידות, ואזורי אסון שבהם נפגעה התשתית. רשימת הביקורת של האתר קצרה: מקור המים ורצף המשאבה שלו, המשפע (head) ומרחק הצינורות, כי אבדות חיכוך במסלולים ארוכים חשובים, דרישת המים היומית במטר מעוקב (m³), ומקום למערך עם שמש שאין הפרעות לה.

זו אינה הכלי הנכון כאשר המקור לא יכול לספק זרימה, כי באר שאינה מתחדשת תנצח כל משאבה. זו אינה הכלי הנכון כאשר המשפע עולה על מה שהמשאבה יכולה להסיע. ו, בכנות, זו אינה הכלי הנכון כאשר חשמל רשת זול כבר מגיע לבית המשאבה: במקרה זה, מערכת הסולאר היא פרויקט קיימות, ולא פרויקט כלכלי, והוא צריך להיות מתוחזק ככזה.

ההשוואה למשאבה הדיזלית, כפי שמוצגת עם ההנחות שלה

"חוסר עלות דלק" הוא נכון ולא מלא. ההשוואה האמיתית מתבססת על שלוש הנחות: מחיר דיזל לליטר , שהוא העלות המונעת; שימוש , כי נפסק עורק גיזוז המשמש ארבעה חודשים בשנה מחליף פחות דלק ממשאלת חיות המרוץ כל יום; ותחזוקה , כי מנוע דיזל דורש שירות ובנייה מחדש, בזמן שתחזוקת עורק סולארי כוללת בעיקר שמירה על המערך נקי. בתנאים טיפוסיים, עם דיזל במחירים מקומיים ועורק המריץ דרך עונת גידול, החיסכון בדלק בלבד משקף את ההתקנה הסולארית השווה תוך מספר עונות, לפני שמתחשבים בתחזוקת המכונת ובלוגיסטיקה של הזנת דלק לאתר מרוחק. שאל כל ספק המציע לך תקופת החזר על השקעה להראות את שלוש ההנחות הללו. אם הם לא יעשו כן, המספר הוא רק קישוט.

מערכות ניידות ואוטומטיות

מערכות מורכבות על גלגלים עם מערכות חיבור מהיר מתקינות בלי יסודות, מה שמאפשר להן להתפרש במהירות, ולכן הן מתפרסות בראש בתגובה לחירום: נעים למקום, מחברים את המשאבה ואת המערך, ומפעילים. פנל אדגר ניתן לכיוון וחיבורים כלליים של המשאבה משמרים על גמישות היחידה בין מקומות שונים. אוטומציה חשובה יותר באתרים ללא צוות מאשר במשקי חקלאות עם צוות, כי משאבה שמתרוקנת פוגעת בעצמה בשקט: ניטור מרחוק, אופטימיזציה של זרימה, זיהוי תקלות והגנה מפני ריקון הפעלה (dry-run protection) הם תכונות שאנו לא מתייחסים אליהן כאל אופציונליות בהתקנות מרחוק.

היקף: דף זה עוסק במשאבות סולאריות להשקיה, לחיות משק ולאספקת מים בחירום. הוא אינו כולל דיסאלינציה, טיפול במים עירוניים או ספירת מים הידרואלקטרית. לגבי צד הרשת ה-D.C. של מערכות אלו, הלוגיקה של קטיפות המערכת תקפה לפי המחשבה שלנו מחשבון קטיפת המנהל, והנורות הסולאריות המאוחדות שלנו /all-in-one-solar-street-light פועלות על אותה תשתית שליטה בטעינה משולבת MPPT.