open-solar-design

Sistema ng Pagpumpa ng Tubig Gamit ang Enerhiya ng Araw

 -- Pagtatakda ng Laki ng Sistema, mga Panuntunan para sa Pagtatayo, at Pagkukumpara sa mga Sistema na Gumagamit ng Diesel





Sistema ng Pagpumpa ng Tubig Gamit ang Enerhiya ng Araw: Pagtatakda ng Laki ng Sistema, mga Panuntunan para sa Pagtatayo, at Pagkukumpara sa mga Sistema na Gumagamit ng Diesel

Ang sistema ng pagpumpa ng tubig gamit ang enerhiya ng araw ay sa katunayan isang sistema na mekanikal (hidrauliko) na pinatatakbo ng enerhiyang elektrikal. Ang mismong pumpa, hindi ang araw, ang nagtakda ng pangangailangan sa kapangyarihan—ang bilis ng pag-agos ng tubig at ang kahitanan (ang pagkataas ng tubig). Kailangan munang matukoy ang mga numero na ito bago magpasya kung anong laki ng sistema ang gagamitin (mga panel na nagkokolekta ng enerhiya ng araw, kontroler, at mga tangke para sa pag-iimbak ng tubig). Ang pahinang ito ay naglalayong magbigay ng detalyadong impormasyon tungkol sa pagtatakda ng laki ng sistema, mula sa mga portable na yunit na may kapangyarihan na 300 W hanggang sa mga hybrid na sistema na may kapangyarihan na 100 kW; sinasabihin din nito kung anong mga lokasyon ang angkop para sa paggamit ng ganitong sistema, at ang mga pagduduga na nakabatay sa pangakong “walang gastos sa langis”.

Formula para sa pagtatakda ng laki ng sistema

Ang kapangyarihan ng sistema (sa kilowatts) ay kinakalkula sa pamamagitan ng pagkakasama ng bilis ng pag-agos ng tubig (sa metrong kubiko kada oras, m³/h) at ang kahitanan (sa metro, m), at pagbabawas ng mga pagkalugi sa pumpa at motor (367). Halimbawa: Upang mapumpa ang 10 metrong kubiko ng tubig mula sa isang lokasyon na may kahitanan na 50 metro, kinakailangan ang halos 1.4 kW ng kapangyarihan. Dahil ang kahusayan ng sistema sa pagpapadala ng enerhiya mula sa mga panel na nagkokolekta ng araw patungo sa pumpa ay halos 50–70%, ang mga panel ay kailangang magbigay ng halos 2–2.8 kW ng kapangyarihan. Ang numero na ito ang batayan para sa pagpaplanong detalyado ng buong sistema.

May dalawang pangyayari na resulta sa mga pagbabago na ito. Una, ang “head” (ang presyon o kahit anong elemento na nagtutulak ng likido) ay mahal; pagdudoble ng presyon ay nagdudulot din ng pagdudoble ng kapangyarihan ng sistema, kung kaya ang mga makina para sa pagpumpa mula sa malalim na mga balon ay naiiba sa mga makina para sa pagpumpa mula sa ibabaw ng lupa. Pangalawa, karamihan sa paggamit ng tubig sa irigasyon ay nangyayari sa umaga, kaya ang karaniwang disenyo ng mga sistema ay ang “direct drive” (kung saan ang kapangyarihan ay direkta mula sa pinagmumulan ng enerhiya): ang mga panel na nagbibigay ng kuryente ay gumagana habang nagsisikat ang araw, at ang tubig ay inilalagay sa isang tangke para sa paggamit sa ibang oras. Ang mga baterya ay ang exception; ginagamit ang mga ito sa mga sistema na nangangailangan ng tuloy-tuloy na pagbibigay ng tubig 24/7 o sa mga sistema para sa pangunang lunas sa pagkakulangan ng tubig, kung saan ang gastos ng paglalagay ng tubig sa tangke ay nagiging katanggap-tanggap dahil sa pangangailangan para sa pagkakaroon ng tuloy-tuloy na suplay ng tubig.

Ano ang mga uri ng kagamitan na mayroon?

ParameterSaklaw ng pagpapalaki natin
Head (total dynamic head)Hanggang 200 metro sa mga nakalubog na konfigurasyon (submersible)
Bilis ng pag-agos ng tubig1–300 m³/araw para sa mga gamit sa agrikultura at pagpapalaki ng hayop; 50–200 m³/oras para sa mga bomba na may mataas na kapasidad para sa pagtugon sa baha
Kapangyarihan ng sistemaMula 300 W hanggang 100 kW
Mga uri ng bombaNakalubog (submersible) at nasa ibabaw ng tubig (surface)
Sistema ng pagkontrolMPPT (Maximum Power Point Tracking) para sa pagkontrol ng bomba, may kakayahang pagbabago ng bilis
Sistema ng pag-iimbakPag-iimbak sa baterya ay opsyonal; pag-iimbak sa tangke ang karaniwang paraan
Pinaghalong sistema (hybrid)Gumagamit ng kuryenteng mula sa grid o generator kapag ang pagkakaroon ng tubig ay napakahalaga

Tandaan: Ang dalawang istatistika tungkol sa bilis ng pag-agos ng tubig ay nagpapakita ng iba’t-ibang klase ng mga bomba, hindi isang tuloy-tuloy na saklaw. Ang saklaw na 1–300 m³/araw ay para sa mga gamit sa agrikultura at pagpapalaki ng hayop, habang ang 50–200 m³/oras ay para sa mga bomba na ginagamit sa pangunang lunas sa baha. Ang orihinal na impormasyon ay inilagay na magkatabi nang walang ganitong paghihiwalay, at ito ang pinakakaraniwang maling akala sa mga katanungan tungkol sa mga bomba. Ang bombang may kapangyarihan na 300 W ay angkop para sa mga gamit sa hardin o pagpapalaki ng hayop; ang bombang may kapangyarihan na 100 kW ay angkop para sa mga gamit sa agrikultura o bilang backup para sa mga munisipyo. Ituring ang talang ito bilang isang gabay, hindi isang listahan ng mga opsyong maaaring mapili nang malaya.

Panuntunan para sa paggamit: Ano ang maaaring gawin at ano ang hindi maaaring gawin |

Ang pagpumpa gamit ang solar energy ay angkop para sa mga lugar na walang matatag na pagkakonekta sa grid ng kuryente, kung saan ang alternatibo ay ang paggamit ng diesel pump o ang paggawa ng mahabang mga tubong para sa pagdadala ng kuryente: gaya ng malalayong mga farm, mga balon, mga ilog at mga reserbadong tubig, mga taniman na nangangailangan ng nababagong mga sistema, at mga lugar na nagkaroon ng kaguluhan kung saan ang mga imprastraktura ay nasira. Ang listahan ng mga kinakailangan para sa paggamit ng solar pumping system ay simple: ang pinagmumulan ng tubig at ang rate ng pagbabawas ng tubig mula dito, ang pagkakataas ng tubig (head) at ang haba ng mga tubong gagamit sa pagpumpa (pipe run), dahil ang pagkawala ng enerhiya dahil sa pagkasira ng mga tubo ay nagiging malaking problema, ang araw-araw na pangangailangan sa tubig (sa dami ng metrong kubiko), at ang espasyo kung saan maaaring ilagay ang mga panel na solar nang may malayang pagtanaw sa araw.

Ang solar pumping system ay hindi angkop kung ang pinagmumulan ng tubig ay hindi sapat upang mapanatili ang tuloy-tuloy na pagpumpa ng tubig; isang balon, halimbawa, na hindi makakapag-recharge ng tubig ay hindi makakayang mapaglabanan ang epekto ng anumang pumpa. Ito ay hindi rin angkop kung ang pagkakataas ng tubig ay labis sa kakayahan ng pumpa. At, totoo rin, ang solar pumping system ay hindi angkop kung ang murang kuryente mula sa grid ay naaabot na ang lugar kung saan naroon ang pumpa: sa ganitong kaso, ang paggamit ng solar system ay mas para sa layunin ng pagpapanatili ng kapaligiran kaysa sa layunin ng pagpapaikot sa ekonomiya, at kailangang ikinalkula ito ayon sa mga pangangailangan para sa kapaligiran.

Pagkukumpara sa paggamit ng diesel pump, kasama ang mga ipinapalagay na kondisyon

Ang pahayag na “walang gastos sa langis” ay totoo, nguni't hindi kompletong pagsasalita ng katotohanan. Ang wastong pagkukumpara ay base sa tatlong pangunahing aspekto:

  1. Presyo ng diesel kada litro – ang halaga na nakakatipid;
  2. Antas ng paggamit – ang isang bomba para sa irigasyon na ginagamit lamang sa loob ng apat na buwan sa isang taon ay gumagamit ng mas kakaunting langis kaysa sa bomba para sa hayop na ginagamit araw-araw;
  3. Pagpapanatili – ang engine na gumagamit ng diesel ay nangangailangan ng regular na pagpapanatili at maaaring kailanganing mapagawa muli, habang ang bomba na gumagamit ng solar ay kadalasang nangangailangan lang ng paglilinis ng mga panel na nagbobomba ng enerhiya mula sa araw.

Sa karaniwang mga kalagayan, kung ang presyo ng diesel ay katulad ng lokal na presyo at ang bomba ay ginagamit sa panahon ng pagtatanim, ang pagtitipid sa langis lamang ay sapat na upang mabawi ang halaga ng pagkakabit ng sistema ng solar sa loob ng ilang panahon. Ito ay bago pa magkaroon ng mga gastos para sa pagpapanatili ng generator at pagdadala ng langis sa isang malayong lugar.

Kung may tagapaglaan ng serbisyo na nagbibigay ng pagkalkula tungkol sa pagbalik ng kapital, tanongin sila kung kanilang isinasama ang mga pangunahing aspektong ito sa kanilang pagkalkula. Kung hindi, ang numero na ibinibigay nila ay maaaring maging hindi tunay o hindi nagbibigay ng wastong impormasyon.

Mga sistema na portatibo at awtomatiko

Ang mga sistema na nakakabit sa trak, na mayroong mga array na maaaring madaling kabitin, ay hindi nangangailangan ng pundasyon, kung kaya sila ang pinakakaraniwang ginagamit sa mga sitwasyong pang-emerhensiya: ikinakaroon sa lugar, kinakabit ang bomba at ang array, at pagkatapos ay pinapatakbo ang bomba. Ang anggulo ng panel na maaaring iangkop at ang mga universal na koneksyon para sa bomba ay nagpapahintulot na maging malayang magamit ang unit sa iba’t-ibang lugar. Ang awtomasyon ay mas importante sa mga walang-tao na lugar kaysa sa mga lugar na may tauhan, dahil ang bomba na tumitigil sa pagtatrabaho dahil sa kakulangan ng tubig ay “nagpapawi ng sarili nang tahimik”; ang pagmamatyag na nangangalayuan, pagpapabuti ng daloy ng tubig, pag-detect ng mga problema, at proteksyon laban sa pagtigil ng operasyon ng bomba ay hindi mga tampok na maaaring iwasan sa mga ganitong pagkakataon.

Layunin ng Pahina: Ang pahinang ito ay nakatuon sa paggamit ng enerhiyang solar para sa pagpumpa ng tubig para sa irigasyon, pagpapakain ng hayop, at pagbibigay ng tubig sa mga pang-emerhensiyang sitwasyon. Hindi ito sumasaklaw sa proseso ng paglilinis ng tubig (desalination), paggamot ng tubig para sa mga munisipyo, o pag-iimbak ng enerhiya gamit ang pagpumpa ng tubig mula sa mga talon (pumped hydropower storage). Para sa bahaging DC ng mga sistema na ito, ang lohika sa pagpili ng sukat ay ginagamit sa aming kalkulator para sa pagpili ng laki ng kontroler, at ang aming all-in-one solar street lights ay gumagana sa parehong platform ng pagkontrol ng pagkakarga na 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。