Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Windpump заменен на солнечной энергии насоса в отверстие воды в Национальном парке Augrabies Falls . [Примечания 1]
Этот солнечный водяной насос мощностью до 3,7 кВт пригодится фермерам.

Насосы, работающие на солнечной энергии, работают на электричестве, вырабатываемом фотоэлектрическими панелями, или на излучаемой тепловой энергии, получаемой из собранных солнечных лучей, в отличие от электросети или дизельных водяных насосов. [1]

Как правило, насосы, работающие на солнечной энергии, состоят из массива солнечных панелей, контроллера заряда солнечной энергии (MPPT), водяного насоса постоянного тока, блока предохранителей / прерывателей, электропроводки и резервуара для хранения воды. [2]

Насосы, работающие на солнечной энергии, более экономичны в основном из-за более низких затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание и оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, чем насосы, работающие от двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Солнечные насосы полезны там, где электрическая сеть недоступна, а альтернативные источники (в частности, ветер) не обеспечивают достаточной энергии.

Компоненты [ править ]

Насосная система на фотоэлектрических солнечных батареях состоит из трех частей:

Солнечные батареи составляют большую часть (до 80%) стоимости систем. [4] [ необходима цитата ] Размер фотоэлектрической системы напрямую зависит от размера насоса, необходимого количества воды (м³ / день) и доступной солнечной энергии.

Контроллер имеет двоякое назначение. Во-первых, он соответствует выходной мощности, которую получает насос, с входной мощностью, доступной от солнечных панелей. Во-вторых, контроллер обычно обеспечивает защиту от низкого напряжения, посредством которой система отключается, если напряжение слишком низкое или слишком высокое для диапазона рабочего напряжения насоса. Это увеличивает срок службы насоса, уменьшая потребность в техническом обслуживании. Другие вспомогательные функции включают в себя автоматическое отключение системы при низком уровне воды в источнике или при заполнении резервуара для хранения, регулирование выходного давления воды, смешивание потребляемой мощности между солнечными панелями и альтернативным источником энергии, таким как сеть или бензиновый генератор, и удаленный мониторинг и управление системой через онлайн-портал, предлагаемый производителем как облачный сервис.

Напряжение двигателей солнечных насосов может быть AC (переменный ток) или DC (постоянный ток). Двигатели постоянного тока используются для малых и средних приложений мощностью до 4 кВт и подходят для таких применений, как садовые фонтаны, ландшафтный дизайн, питьевая вода для домашнего скота или небольшие ирригационные проекты. Поскольку системы постоянного тока обычно имеют более высокий уровень эффективности, чем насосы переменного тока аналогичного размера, затраты снижаются, поскольку можно использовать меньшие солнечные панели.

Наконец, если используется солнечный насос переменного тока, необходим инвертор, который преобразует постоянный ток от солнечных панелей в переменный ток для насоса. Поддерживаемый диапазон мощности инверторов составляет от 0,15 до 55 кВт и может использоваться для более крупных оросительных систем. Тем не менее, панель и инверторы должны иметь размер, соответствующий характеристикам броска тока двигателя переменного тока. Чтобы помочь в выборе размеров, ведущие производители предоставляют проприетарное программное обеспечение для определения размеров, протестированное сторонними сертифицирующими компаниями. Программное обеспечение для расчета размеров может включать прогнозируемый ежемесячный объем воды, который изменяется в зависимости от сезонного изменения инсоляции.

Откачка воды [ править ]

Водяные насосы на солнечных батареях могут подавать питьевую воду, а также воду для животноводства или ирригационных целей. [1] Солнечные водяные насосы могут быть особенно полезны при орошении в небольших масштабах или в общинах, поскольку для орошения больших объемов требуются большие объемы воды, что, в свою очередь, требует большой солнечной батареи. [3] Поскольку вода может потребоваться только в некоторые периоды года, большая фотоэлектрическая батарея будет обеспечивать избыточную энергию, которая не обязательно требуется, что делает систему неэффективной.

Солнечные фотоэлектрические водонасосные системы используются для орошения и питьевой воды в Индии . Большинство насосов оснащено двигателем мощностью 2–3,7 кВт, который получает энергию от фотоэлектрической батареи мощностью 4,8 кВт p . Системы мощностью 3,7 кВт могут доставлять около 124 000 литров воды в день с 50-метровым отрывным напором и 70-метровым динамическим напором. К 30 августа 2016 года в Индии и многих других местах по всему миру было установлено в общей сложности 120 000 солнечных фотоэлектрических водонасосных систем. [4]Накопление энергии в виде накопления воды лучше, чем накопление энергии в виде батарей для солнечных водяных насосов, потому что нет промежуточного преобразования одной формы энергии в другую. Чаще всего используются центробежные насосы, многоступенчатые насосы, скважинные насосы и винтовые насосы. Важные научные концепции динамики жидкости, такие как давление в зависимости от напора, напор насоса, кривые насоса, кривые системы и чистый напор на всасывании, действительно важны для успешного развертывания и проектирования насосов, работающих на солнечной энергии. [5] [6] [7] [8] [9] [10]

Нефть и газ [ править ]

Чтобы бороться с негативной рекламой, связанной с воздействием ископаемого топлива на окружающую среду, в том числе гидроразрыва пласта , промышленность использует насосные системы, работающие на солнечной энергии. [11]Многие нефтяные и газовые скважины требуют точной закачки (дозирования) различных химикатов под давлением для поддержания их работы и повышения скорости добычи. Исторически эти насосы для закачки химреагентов (CIP) приводились в действие газовыми поршневыми двигателями, которые использовали давление скважинного газа и выбрасывали неочищенный газ в атмосферу. Электрические насосы, работающие на солнечной энергии (солнечные CIP), могут снизить выбросы парниковых газов. Солнечные батареи (фотоэлементы) не только обеспечивают устойчивый источник энергии для CIP, но также могут служить источником электроэнергии для запуска удаленной диагностики типа SCADA с дистанционным управлением и спутниковой / сотовой связи из очень удаленных мест на настольный компьютер или компьютер для мониторинга ноутбука.

Двигатель Стирлинга [ править ]

Вместо выработки электричества для вращения двигателя солнечный свет можно сконцентрировать на теплообменнике двигателя Стирлинга и использовать для механического привода насоса. Это обходится без затрат на солнечные батареи и электрооборудование. В некоторых случаях двигатель Стирлинга может быть пригоден для местного производства, что устраняет трудности с импортом оборудования. Одной из разновидностей двигателя Стирлинга является флюидиновый двигатель, который работает непосредственно с перекачиваемой жидкостью как поршень. Солнечные насосы Fluidyne изучаются с 1987 г. [12] По крайней мере, один производитель провел испытания с насосом Стирлинга, работающим на солнечной энергии. [13]

См. Также [ править ]

  • Фонтан на солнечной энергии
  • Список продуктов на солнечной энергии
  • Список фотоэлектрических электростанций

Заметки [ править ]

  1. ^ Обратите внимание, что вал насоса снят с ветряного насоса и больше не подсоединен к скважине ; вместо этого в скважине теперь установлен электрический насос, работающий от солнечных батарей .

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Макдермотт, Джеймс Э. Хорн; Маура (2001). Следующая зеленая революция: важные шаги к здоровому и устойчивому сельскому хозяйству . Нью-Йорк [ua]: Food Products Press. п. 226 . ISBN 1560228865.
  2. ↑ Romain (10 февраля 2021 г.). «Солнечная перекачка воды (все, что вам нужно знать)» . Получите солнечную смекалку . Проверено 10 февраля 2021 года .
  3. ^ Сималенга, Марк Хэнкинс; иллюстрации Фрэнсиса Ньеру и Майкла Глен-Уильямсона; макет Майкла Окендо; под редакцией Тимоти (1995). Солнечные электрические системы для Африки: руководство по планированию и установке солнечных электрических систем в сельских районах Африки (Rev. ed.). Лондон: Научный совет Содружества. п. 117. ISBN 0850924537.
  4. ^ Индии Солнечная энергия ОЗЕЛЕНЕНИЮ INDIA БУДУЩЕЕ ЭНЕРГЕТИКИ СПРОСА архивации 19 июня 2008 в Wayback Machine
  5. ^ "Солнечные водяные насосы | ClimateTechWiki" . www.climatetechwiki.org . Дата обращения 4 мая 2019 .
  6. ^ "Солнечная перекачка воды для устойчивого водоснабжения" . Всемирный банк . Дата обращения 4 мая 2019 .
  7. ^ [1]
  8. ^ [2]
  9. ^ [3]
  10. ^ Стенограмма курса солнечной воды . Центр энергетических исследований Стратмора.
  11. ^ Wethe, Дэвид (29 ноября 2012). «Для гидроразрыва становится легче быть экологичным» . Bloomberg Businessweek . Проверено 12 декабря 2012 года .
  12. ↑ CD West Stirling Engines and Irrigation Pumping , Oak Ridge National Laboratory, ORNL / TM-10475, август 1987 г.
  13. ^ http://www.bsrsolar.com/sv/produkte2_e.html, получено 9 апреля 2013 г.


  • «Погружные насосы против солнечно-тепловых» . SolarOntario. 3 июня 2016 г.