Słoneczne pompy wodne

Źródło: Solarmagazine

Pompy mechaniczne mają obecnie wiele zastosowań. Są powszechne w pompowaniu wody ze studni, filtrowaniu akwariów, filtrowaniu stawów i napowietrzaniu. W przypadku pomp wodnych głównym zastosowaniem tego urządzenia jest wymiana płynów, np. Wody.

Od rolnictwa po przemysł energetyczny, pompy znajdują szerokie zastosowanie. Główna zasada działania pompy wodnej zależy w zasadzie od zasady wyporu i energii kinetycznej, która pomaga w przepychaniu wody.

Słoneczne pompy wodne to stosunkowo nowa koncepcja w mechanice. System solarnej pompy wodnej jest powszechnie stosowany w zastosowaniach mieszkalnych i komercyjnych, a także do nawadniania gruntów rolnych.Przez panele słonecznepompa może wyeliminować koszty energii i zapewnić bardziej wykonalną opcję, która wykorzystuje energię słoneczną (a nie mechanizmy spalania paliwa) do pompowania wody.

Wprowadzenie nawadniania zasilanego energią słoneczną dla biednych i odległych obszarów

W czasach, gdy jest cały światprzejście na energię słoneczną, wykorzystanie energii słonecznej w systemach pompowania wody może znacząco pomóc i przyspieszyć rozwój rolnictwa w krajach afrykańskich i wielu innych biednych, oddalonych obszarach. Ta koncepcja jest znana jako nawadnianie zasilane energią słoneczną i jest obecnie stosowana w wielu regionach.

Prawda jest taka, że ​​energia słoneczna może być dla rolników najłatwiejszym sposobem na produkcję energii, zwłaszcza dla tych, którzy żyją z sieci elektroenergetycznych ze słabą infrastrukturą wokół ich domów. Dlatego coraz popularniejsze staje się stosowanie solarnych pomp wodnych w rolnictwie. Koncepcja nawadniania słonecznego przedstawia cnotliwy krąg - kiedy świeci słońce, zasila system irygacyjny i karmi rośliny, które są zależne od wody w słoneczne dni. Dlatego też duża ilość energii jest uwalniana dokładnie wtedy, gdy jest ona najbardziej potrzebna.

Nawadnianie słoneczne to koncepcja, która działa za pomocą słonecznych pomp wodnych. Poniżej szczegółowo je opisujemy.

Co to jest słoneczna pompa wodna i jakie są najpopularniejsze typy

Jak omówiliśmy wcześniej, pompy słoneczne stanowią czystą, prostą i energooszczędną alternatywę dla tradycyjnych zestawów pomp elektrycznych i napędzanych paliwem. Są częścią przyjaznego dla środowiska podejścia w rolnictwie i mogą być wykorzystywane do eksploatacji każdego regionu, zarówno rozwiniętego, jak i biednego.

Ze względu na ich ogromny potencjał produktywnego wykorzystania i produktywności rolniczej, słoneczne pompy wodne zasilają obecnie coraz więcej projektów rolniczych. Wiedząc to40% światowej populacji opiera się na rolnictwie jako głównym źródle dochodów, a dostęp do wody pozostaje nieustanną walką wielu ludzi.Właśnie to ma zmienić energia słoneczna i wprowadzić opłacalną przyszłość dla około 500 milionów drobnych rolników na całym świecie.

Główne komponenty solarnego systemu pompującego to układ fotowoltaiczny (PV), elektryczna pompa motorowa. Z drugiej strony słoneczne systemy pompowania wody są klasyfikowane jako systemy prądu stałego (DC) lub prądu przemiennego (AC) na podstawie ich zdolności silnika. Niedawno zaprezentowano również koncepcję bezszczotkowych silników prądu stałego (BLDC) do pompowania wody za pomocą energii słonecznej.

Klasyfikacja i typy pomp solarnych

Jeśli chodzi o samodzielne słoneczne systemy pompowe, głównytypy obejmująpompy rotacyjne i wyporowe. Pompy odśrodkowe są najczęściej wybieranymi pompami obrotowymi i są przeznaczone do zastosowań ze stałą głowicą. Ich wydajność wzrasta proporcjonalnie do ich prędkości obrotowej.

Dodatkowo pompy są również klasyfikowane jako pompy głębinowe i powierzchniowe ze względu na ich umiejscowienie (pod wodą i nad lustrem wody).

Podsumowując, główny aspekt związany z wydajnością solarnej pompy wodnej oparty jest na trzech zmiennych, w tym ciśnieniu, przepływie i mocy wejściowej pompy. Efektywność przewodu do wody jest powszechnie stosowaną miarą określającą ogólną wydajność słonecznej pompy wodnej (jako stosunek energii hydraulicznej wychodzącej z rury do energii przechodzącej przez przewody elektryczne przez panele słoneczne).

Dlaczego pompy wodne zasilane energią słoneczną są idealnym sposobem na ożywienie rolnictwa na odległych obszarach (i Afryce)

Pompa wodna zasilana energią słoneczną to koncepcja przyjazna dla środowiska. Co ważniejsze, jest to koncepcja, która eliminuje wszelkie sieci energetyczne lub paliwa kopalne używane do wypompowywania wody z ziemi. Poniżej wymieniamy zalety i wady ich stosowania.

Zalety solarnych pomp wodnych

Pierwszą zaletą pomp słonecznych jest to, że są niezawodne w regionach i odległych obszarach. Doskonałym tego przykładem jest Afryka, która jest jednym z najbiedniejszych odległych regionów świata, obfitującym w wodę, ale także najbardziej dominującym regionem, jeśli chodzi o większość słonecznych dni w roku. Z drugiej strony uważa się, że Afryka posiada9% światowych zasobów słodkiej wodyco przekłada się na około 4000 km3 wody rocznie. Wdrażanie słonecznych pomp wodnych w Afryce jest zatem doskonałą alternatywą dla wszelkich innych źródeł opartych na paliwie - i alternatywą, która może stymulować życie w każdej części tego kontynentu.

Łatwe w transporcie i przenoszeniu, solarne pompy wodne można zorganizować zgodnie z potrzebami gospodarstwa i mają wyjątkowo niskie koszty eksploatacji. Obie te zalety, w połączeniu z ich opłacalnością w dłuższej perspektywie, pokazują, że solarny system pompowania wody jest idealnym rozwiązaniem dla regionów o słonecznych dniach i dużej ilości wody na ich terenie.

Główne wady

Główną wadą stosowania pompy irygacyjnej zasilanej energią słoneczną w rolnictwie jest jej koszt (inwestycja początkowa). Chociaż zależy to od mocy konkretnej pompy, jedną 120-watową pompę słoneczną, która obiecuje produkować 2100 galonów wody dziennie, można znaleźć na rynkach internetowych za około 235 USD. Cały system pompy irygacyjnej zasilanej energią słoneczną oparty na jednej pompie można również znaleźć za około 498 USD. W innych witrynach, takich jak eBay, ceny takich zestawów są stosunkowo takie same.

Oczywiście istnieje zasadnicza różnica między instalacją solarnej pompy wodnej w domu a taką do projektu rolniczego. Różne typy, rozmiary i potrzeby wiążą się z różnymi kosztami. Istnieją tańsze i droższe modele, ale średni koszt solarnych pomp wodnych jest generalnie wysoki, biorąc pod uwagę fakt, że wiele z nich wymaga zastosowania w celu skutecznego nawadniania. Podsumowując, w porównaniu z kosztami paliw kopalnych i innych rodzajów energii, energia słoneczna nadal jest zwycięzcą na dłuższą metę.

Oprócz tego energia słoneczna w rolnictwie jest również bardzo zależna od pogody. Chociaż energię słoneczną można nadal gromadzić w pochmurne i deszczowe dni, wydajność układu słonecznego spada. Dlatego systemy nawadniania słonecznego najlepiej stosować w regionach o dużym nasłonecznieniu.

Czy solarne pompy wodne są warte inwestycji

Jedną z ważnych rzeczy, na które należy zwrócić uwagę, jeśli chodzi o pompy słoneczne i systemy nawadniające, jest fakt, że ich koszty znacznie spadły w ciągu ostatnich kilku lat.WedługWedług nowych badań Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej (IRENA) do 2025 r. koszt energii elektrycznej wytwarzanej z fotowoltaiki będzie o 59% niższy w porównaniu z cenami z 2015 r.

Jako taka, ekonomiczna żywotność tych systemów jest różna dla różnych regionów i obszarów, głównie w zależności od warunków panujących na terenie, upraw i rynków.Infografikaz Banku Światowego pokazuje, że w 1997 r. średnia cena wykorzystania energii słonecznej na wat wynosiła 76 USD. W 2015 roku cena ta wynosiła 0,3 USD, co wyraźnie pokazuje spadek cen. Obecnie panel słoneczny ma średnią żywotność 25 lat iw porównaniu do pompowania oleju napędowego, brakuje mu paliwa i wymaga mniej operacji i konserwacji. Jedyną wadą jest początkowy koszt, który jest około dwa razy wyższy w porównaniu z systemami pompowania wody z silnikiem diesla.

Cena jest również kluczowym wyróżnikiem, jeśli chodzi o zwrot z inwestycji (ROI). Kluczowym aspektem determinującym opłacalność ekonomiczną (czynnik związany z wartością słonecznych pomp wodnych jako inwestycji) jest porównanie systemów zasilanych energią słoneczną z innymi formami energii.

Ogólnie rzecz biorąc, pompy diesla mają niskie początkowe koszty inwestycyjne, ale wiążą się również z wysokimi kosztami eksploatacji i konserwacji, nie wspominając o ich negatywnym wpływie na środowisko i ekologię. W przeciwieństwie do tego, solarny system pompowania wody ma wyższe koszty inwestycyjne, ale niższe koszty konserwacji i eksploatacji.

Tak więc kluczowa odpowiedź na pytanie „czy warto” jest następująca…

Jeśli mieszkasz w regionie o dużym nasłonecznieniu i dużej ilości wód gruntowych, zdecydowanie zalecany jest system solarny do pompowania wody. Pomimo początkowych kosztów instalacji, niższe koszty konserwacji i dłuższa żywotność zapewnią szybko działający system, czystą wodę i wiele korzyści na dłuższą metę.

Jak kupić wydajną solarną pompę wodną

Jak wspomnieliśmy powyżej, koszty inwestycyjne związane z zakupem solarnych pomp wodnych spadają w ostatnich latach. Jednak czynniki wpływające na sprawność słonecznej pompy wodnej są liczne i obejmują:

Biorąc pod uwagę te czynniki, możemy powiedzieć, że solarne pompowanie wody może przynieść znaczące korzyści środowiskowe i społeczno-ekonomiczne na poziomie gospodarstwa i na poziomie krajowym. Na poziomie farmy technologia ta może stanowić niezawodne źródło energii na odległych obszarach - a zwłaszcza obszarach, które nie są podłączone do sieci elektrycznej lub nie mają regularnych dostaw paliw płynnych. Na poziomie krajowym pompowanie wody słonecznej może pomóc ustabilizować, zwiększyć i zróżnicować produkcję rolną, która jest fundamentem gospodarek większości krajów afrykańskich.

Z definicji wydajny system pompowania wody zasilany energią słoneczną to taki, który dociera do dużej ilości światła słonecznego i jest instalowany specjalnie na potrzeby gospodarstwa.

W świecie, w którym panuje obecny kryzys energetyczny,jest silny popędw kierunku energii odnawialnej. Pomimo stosunkowo wyższych kosztów, rzeczywistą wydajność systemów słonecznych widać w ich użytkowaniu na przestrzeni lat. Jako opcja energii odnawialnej, wykorzystanie energii słonecznej jest cenną opcją.

Głównym celem pompowania wody słonecznej jest oczywiście RPA i regiony o słabym rozwoju gospodarczym, ale z dużą ilością światła słonecznego. W połączeniu z odpowiednimi warunkami środowiskowymi, odpowiednią ilością paneli fotowoltaicznych i kontrolerów oraz właściwą konfiguracją instalacji magazynów energii, przetworników, falowników, pomp i silników - solarny system pompowania wody może przynieść farmie i całemu krajowi liczne korzyści.

Konkluzja

Jeśli myślisz lub rozważasz zastosowania energii słonecznej w rolnictwie, korzyści są liczne. Dzięki możliwości pompowania wody do nawadniania podczas suchej i słonecznej pogody w regionach, które najbardziej tego potrzebują, panele takie można łatwo zainstalować i umożliwić pompom pracę w studniach o bardzo niskiej wydajności, oferując dłuższą żywotność i dużo energii w długi bieg.