Zonnische waterpompen
-- Afmeting, vereisten voor de plaatsing en vergelijking met dieselpompen
Zonnische waterpompen: Afmeting, vereisten voor de plaatsing en vergelijking met dieselpompen
Een zonnische waterpomp is in feite een hydraulisch systeem dat wordt aangedreven door elektriciteit. Het is de pomp zelf die de energiebehoef bepaalt – namelijk de hoeveelheid water die per tijd wordt verplaatst en de hoeveelheid energie die nodig is om dat water te verplaatsen. De afmeting van de pomp, de zonnepanelen, de controller en de opslagcapaciteit worden pas bepaald nadat deze cijfers zijn vastgesteld. Op deze pagina wordt uitgelegd hoe zulke systemen worden ontworpen, van portabele eenheden van 300 W tot hybride installaties van 100 kW. Ook worden de vereisten voor de plaatsing van de pompen besproken, evenals de aannames die ten grondslag liggen onder de bewering dat de kosten voor brandstof nul zijn.
Formule voor de afmeting
De hydraulische vermogen in kilowatt bereken je met de formule: Vermogen (kW) = Stroom (m³/u) × Hoogteverschil (m) ÷ 367 Dit is nog voordat de verliezen in de pomp en de motor worden meegeteld. Een voorbeeld: om 10 m³ water per uur te verplaatsen vanaf een hoogte van 50 meter, is ongeveer 1,4 kW nodig. Met een werkelijke efficiënsie van de elektrische energie die in hydraulische energie omgezet wordt van ca. 50–70%, moet de zonnepanelenset circa 2–2,8 kW aan energie leveren aan de pomp. Op deze waarde hangt het hele ontwerp af.
Er zijn twee gevolgen: In de eerste plaats is de energieprijs voor het aandrijven van pompen hoog; het verdubbelen van de energiekosten leidt tot een verdubbeling van de pompcapaciteit bij dezelfde watertoevoer. Daarom worden voor het pompen uit diepe bronnen andere types pompen gebruikt dan voor het pompen van water aan de oppervlakte. In de tweede plaats vindt de meeste irrigatie plaats overdag, waardoor de standaardoplossing een directe aandrijving is: de pomp wordt aangedreven door zonnenergie, en het water wordt opgeslagen in een tank voor later gebruik. Batterijen vormen een uitzondering en worden gebruikt voor een 24/7-waterlevering of in noodsituaties, waarbij de kosten van het opslaan worden gerechtvaardigd door de behoef aan continuïe watertoevoer.
Hoe het assortiment aan apparatuur eruitziet
Het assortiment aan apparatuur voor irrigatie omvat onder andere pompen die worden aangedreven door zonnenergie, batterijen voor continuïe waterlevering, en systemen voor het opslaan van water. De specificaties en mogelijkheden van deze apparaten verschillen afhankelijk van de toepassing en de vereisten van de gebruiker.
| Parameter | Mogelijke waarden |
|---|---|
| Totale dynamische druk (head) | Tot 200 meter in onderwaterconfiguraties |
| Stroomverbruik | 1–300 m³/day voor landbouw- en veeteelttoepassingen; 50–200 m³/uur voor pompen met hoge capaciteit voor overstromingsbestrijding |
| Verwerkingssnelheid (array) | 300 W tot 100 kW |
| Soorten pompen | Onderwater- en oppervlaktpompen |
| Besturing | MPPT (Maximum Power Point Tracking)-technologie; variabele snelheid |
| Opslag | Optioneel batterijen als back-up; standaard is opslag in tanks |
| Hybride systeem | Netwerk- of generatorback-up wanneer de beschikbaarheid van water cruciaal is |
Let op: de twee cijfers voor het stroomverbruik refereren aan verschillende typen pompen. De range van 1–300 m³/day is bedoeld voor landbouw- en veeteelttoepassingen, terwijl de range van 50–200 m³/uur wordt gebruikt voor noodsituaties bij overstromingen. Op de originele pagina staan deze cijfers naast elkaar zonder duidelijke verschillen, waardoor deze verwarring vaak optreedt bij vragen over pompen. Een pompe met een vermogen van 300 W is geschikt voor tuinbouw of veeteelt; een installatie met een vermogen van 100 kW is bedoeld voor grotere landbouwprojecten of als stedelijk back-up-systeem. Beschouw deze tabel als een overzicht, niet als een uitgebreide beschrijving van alle mogelijkheden.
Regels voor de toepassing: wat werkt en wat niet
Voor een correcte toepassing van deze pompen is het belangrijk om rekening te houden met de specifieke vereisten van de omgeving en de toepassingsomstandigheden. Hier zijn enkele belangrijke regels:
Zonnepompen zijn geschikt voor locaties waar geen betrouwbare stroom uit het elektriciteitsnetwerk beschikbaar is. Op zulke plekken zijn alternatieve oplossingen nodig, zoals dieselpompen of lange leidingen. Denk hierbij aan afgelegen boerderijen, putten, rivieren en reservoiren als waterbronnen, roterende akkers die een mobiele oplossing vereisen, en gebieden na een catastrofe waar de infrastructuur is verwoest. De belangrijkste vereisten voor de toepassing van zonnepompen zijn:
- De waterbron en de hoeveelheid water die er per dag verbruikt wordt (in m³);
- De hoeveelheid druk (‘head’) die nodig is om het water te pompen, en de lengte van de leidingen (aangezien wrijvingsverliezen bij lange afstanden belangrijk zijn);
- Voldoende ruimte voor de zonnepanelen om onbelemmerd door zonlicht te kunnen werken.
Zonnepompen zijn echter niet de juiste oplossing als de waterbron niet in staat is om voldoende water aan te bieden, of als de vereiste druk te hoog is voor de beschikbare pompen. Bovendien zijn ze onnodig wanneer er al goedkope stroom beschikbaar is in de buurt van de pomphuis. In dat geval gaat het om een duurzaamheidsproject, en moet dit ook zo worden budgetterd.
De vergelijking met dieselpompen is gebaseerd op bepaalde aannames:
- Dieselpompen zijn vaak kosteneffectiever dan zonnepompen, maar vereisen wel brandstof en onderhoud;
- De duurzaamheid van dieselpompen is afhankelijk van de beschikbare brandstofbronnen en de milieueffecten;
- De kosten van zonnepompen kunnen lager zijn op de lange termijn, mits de investering in zonnepanelen wordt terugverdiend door besparingen op energiekosten.
“Nul brandstofkosten” klopt, maar is te simplistisch. Een eerlijke vergelijking is gebaseerd op drie belangrijke factoren:
- De prijs van diesel per liter : dit is de kostenpost die wordt bespaard.
- De gebruiksintensiteit : een irrigatiepomp die slechts vier maanden per jaar wordt gebruikt verbruikt minder brandstof dan een pomp voor het voederen van vee die dagelijks in gebruik is.
- De onderhoudskosten : een dieselmotor vereist regelmatige reparaties en onderhoud, terwijl de onderhoud van een zonnepomp voornamelijk bestaat uit het schoonhouden van de zonnepanelen.
Under normale omstandigheden, bij regionale dieselprijzen en wanneer de pomp gedurende het groeiseizoen wordt gebruikt, worden de brandstofbesparingen al na enkele seizoenen genoeg om de investering in een zonnepomp terug te winnen. Hierbij worden echter nog geen rekening gehouden met de onderhoudskosten van de generator en de logistieke aspecten van het bevoorzien met brandstof op afgelegen locaties.
Vraag elke verkoper die u een terugverdieningsberekening biedt om deze drie factoren aan te tonen. Als ze dit niet doen, is die berekening niet betrouwbaar.
Portabele en automatische systemen
Portabele en automatische systemen bieden veel voordelen: ze zijn gemakkelijk te verplaatsen en vereisen weinig onderhoud. Bovendien zijn ze energiezuinig en milievriendelijk.
Systeem die op een trailer zijn gemonteerd en zijn uitgerust met snelle aansluitingen, kunnen worden gebruikt zonder dat er een fundering nodig is. Daarom worden ze veel gebruikt in noodsituaties: de trailer wordt naar de plek gebracht, de pomp en de andere onderdelen worden aangesloten en de pomp wordt ingeschakeld. Het instelbare kantelvermogen van de panelen en de universele aansluitingen voor de pomp zorgen ervoor dat het systeem flexibel kan worden gebruikt op verschillende locaties. Op onbemande plekken is automatisatie nog belangrijker dan op plekken waar personeel aanwezig is, omdat een opgedroogde pomp zich ongemerkt kan beschadigen. Afstandshandeling, optimalisatie van het waterverbruik, foutopsporing en bescherming tegen overstromingen zijn essentiële functies die we bij dergelijke toepassingen niet als optioneel beschouwen.
Omschrijving: Op deze pagina wordt aandacht besteed aan zonnepompen voor irrigatie, veehouding en noodsituaties. Desalineringsprocessen, waterbehandeling voor steden of het opslaan van energie met pompen worden hier niet behandeld. Voor de DC-aansluitingen van deze systemen geldt de logica voor het bepalen van de juiste afmetingen uit onze controller-sizing calculator; onze all-in-one-zonnelichten werken eveneens op dezelfde MPPT-charge-control-platform.
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。