Solárne vodné čerpadlá

Zdroj: solarmagazine

Mechanické čerpadlá majú v súčasnosti veľa použití. Sú bežné pri čerpaní vody zo studní, filtrovaní akvárií, filtrovaní rybníkov a prevzdušňovaní. Pokiaľ ide o vodné čerpadlá, hlavným využitím tohto zariadenia je výmena tekutín, napríklad vody.

Od poľnohospodárstva po energetický priemysel sa čerpadlá nachádzajú v širokej škále aplikácií. Hlavný pracovný princíp vodného čerpadla v zásade závisí od princípu pozitívneho posunu a kinetickej energie, ktorá pomáha tlačiť vodu.

Solárne vodné čerpadlá sú v mechanike relatívne novým konceptom. Solárne vodné čerpadlo je bežne viditeľné v obytných a komerčných aplikáciách, ako aj pri zavlažovaní poľnohospodárskej pôdy.Cez solárne panely, čerpadlo môže eliminovať náklady na energiu a ponúka vhodnejšiu možnosť, ktorá využíva energiu zo slnka (a nie mechanizmy spaľovania paliva) na čerpanie vody.

Zavádzanie zavlažovania so solárnym žiarením pre chudobné a odľahlé oblasti

V časoch, keď je celý svetprepínanie na solárne, využívanie slnečnej energie vo vodných čerpacích systémoch môže významne pomôcť a urýchliť rozvoj poľnohospodárstva v afrických krajinách a mnohých ďalších chudobných odľahlých oblastiach. Táto koncepcia sa nazýva zavlažovanie poháňané slnečným žiarením a v súčasnosti sa používa v mnohých regiónoch.

Pravdou je, že solárna energia môže byť pre poľnohospodárov najjednoduchším spôsobom výroby energie, najmä pre tých, ktorí žijú mimo elektrických sietí so zlou infraštruktúrou v okolí svojich domovov. Preto sa využívanie solárnych vodných čerpadiel v poľnohospodárstve stáva čoraz obľúbenejším. Koncept slnečného zavlažovania predstavuje skutočný kruh - keď slnko svieti, napája zavlažovací systém a pri slnečnom počasí napája plodiny, ktoré sú závislé od vody. Preto sa práve v čase, keď je to najviac potrebné, uvoľňuje veľké množstvo energie.

Solárne zavlažovanie je koncept, ktorý funguje prostredníctvom solárnych čerpadiel vody. Ďalej ich podrobne popisujeme.

Čo je to solárne vodné čerpadlo a aké sú najobľúbenejšie typy

Ako sme už diskutovali, solárne čerpadlá predstavujú čisté, jednoduché a energeticky efektívne alternatívne tradičné elektrické a palivové čerpadlá. V poľnohospodárstve sú súčasťou prístupu šetrného k životnému prostrediu a môžu sa využívať na využitie každého regiónu, či už je rozvinutý alebo chudobný.

Vzhľadom na obrovský potenciál produktívneho využitia a poľnohospodárskej produktivity poháňajú solárne vodné čerpadlá čoraz viac poľnohospodárskych projektov. S vedomím, že40% svetovej populácie sa spolieha na poľnohospodárstvo ako na hlavný zdroj príjmu, prístup k vode zostáva pre mnohých ľudí stále bojom.Cieľom solárneho systému je zmeniť a zaviesť nákladovo efektívnu budúcnosť pre približne 500 miliónov drobných poľnohospodárov na celom svete.

Medzi hlavné súčasti solárneho čerpacieho systému patrí fotovoltaické (PV) pole, elektrické motorové čerpadlo. Solárne systémy na čerpanie vody sú na druhej strane klasifikované ako systémy jednosmerného prúdu alebo striedavého prúdu na základe schopnosti ich motora. Nedávno bola predstavená aj koncepcia jednosmerných (BLDC) motorov pre solárne čerpacie vodné aplikácie.

Klasifikácia a typy solárnych čerpadiel

Pokiaľ ide o samostatné solárne čerpacie systémy, hlavnétypy zahŕňajúrotačné a objemové čerpadlá. Odstredivé čerpadlá sú bežnou voľbou pre rotáciu a sú určené pre aplikácie s pevnou hlavou. Ich výkon sa zvyšuje úmerne k rýchlosti ich otáčania.

Okrem toho sú čerpadlá klasifikované ako ponorné a povrchové čerpadlá na základe ich umiestnenia (pod vodou a nad vodoryskou).

Celkovo možno povedať, že hlavný aspekt týkajúci sa účinnosti solárneho vodného čerpadla je založený na troch premenných vrátane tlaku, prietoku a príkonu čerpadla. Účinnosť vodičov na vodu je bežne používaná metrika, ktorá určuje celkovú účinnosť solárneho vodného čerpadla (ako pomer medzi hydraulickou energiou, ktorá vychádza z potrubia a energiou prichádzajúcou cez elektrické vodiče cez solárne panely).

Prečo vodné čerpadlá poháňané solárnou energiou sú ideálnym spôsobom na podporu poľnohospodárstva v odľahlých oblastiach (a v Afrike)

Solárne čerpadlo je koncept, ktorý je šetrný k životnému prostrediu. A čo je dôležitejšie, je to koncept, ktorý sa zbavuje všetkých energetických sietí alebo fosílnych palív používaných na čerpanie vody zo zeme. Ďalej uvádzame výhody a nevýhody ich použitia.

Výhody solárnych vodných čerpadiel

Prvou výhodou solárnych čerpadiel je, že sú spoľahlivé v regionálnych a vzdialených oblastiach. Dokonalým príkladom je Afrika, ktorá je jedným z najchudobnejších odľahlých regiónov na svete s veľkým množstvom vody - ale tiež najdominantnejšou oblasťou, pokiaľ ide o väčšinu slnečných dní v roku. Na druhej strane sa predpokladá, že má Afrika9% svetových zdrojov sladkej vodyčo znamená ročne okolo 4 000 km3 vody. Nasadenie solárnych vodných čerpadiel v Afrike je preto perfektnou alternatívou k akýmkoľvek iným zdrojom založeným na palivách - a alternatívou, ktorá môže stimulovať život na všetkých častiach tohto kontinentu.

Solárne vodné čerpadlá sa dajú ľahko prepravovať a premiestňovať, môžu byť usporiadané podľa potrieb farmy a majú mimoriadne nízke prevádzkové náklady. Obe tieto výhody sú z dlhodobého hľadiska spojené s ich nákladovou efektívnosťou a ukazujú, že solárny systém prečerpávania vody je ideálnym riešením pre regióny so slnečnými dňami a množstvom vody na ich pozemku.

Hlavné nevýhody

Hlavnou nevýhodou nasadenia zavlažovacej pumpy poháňanej solárnou energiou pre poľnohospodárstvo sú jej náklady (počiatočná investícia). Aj keď to záleží na výkone konkrétneho čerpadla, jedno 120W solárne čerpadlo, ktoré sľubuje vyrábať 2 100 galónov vody za deň, možno nájsť na online trhoviskách približne od 235 USD. Celý systém pre solárne zavlažovacie čerpadlo založené na jednom čerpadle nájdete tiež za približne 498 dolárov. Na iných weboch, ako je eBay, sú ceny súprav, ktoré sú podobné, relatívne rovnaké.

Je zrejmé, že medzi nasadením solárnej vodnej pumpy pre váš domov a farmárskym projektom je zásadný rozdiel. S rôznymi typmi, veľkosťami a potrebami prichádzajú rôzne náklady. Existujú lacnejšie a drahšie modely, ale priemerné náklady na solárne vodné čerpadlá sú všeobecne vysoké, berúc do úvahy skutočnosť, že mnohé z nich je potrebné nasadiť na účinné zavlažovanie. Celkovo vzaté, v porovnaní s nákladmi na fosílne palivá a iné druhy energie je solárna energia z dlhodobého hľadiska stále víťazom.

Okrem toho je solárna energia v poľnohospodárstve tiež veľmi závislá od počasia. Aj keď sa slnečná energia môže stále zhromažďovať počas oblačných a daždivých dní, účinnosť slnečnej sústavy klesá. Z tohto dôvodu sa solárne zavlažovacie systémy najlepšie používajú v oblastiach so silným slnečným žiarením.

Investujú solárne vodné čerpadlá

Jednou dôležitou vecou, ​​ktorá sa týka solárnych čerpadiel a zavlažovacích systémov, je skutočnosť, že ich náklady v posledných rokoch výrazne klesli.PodľaPodľa nového prieskumu Medzinárodnej agentúry pre energiu z obnoviteľných zdrojov (IRENA) sa do roku 2025 v porovnaní s cenami v roku 2015 zníži náklady na elektrickú energiu vyrábanú solárnou fotovoltikou o 59%.

Ekonomická životaschopnosť týchto systémov sa preto líši pre rôzne regióny a oblasti, väčšinou v závislosti od podmienok na mieste, plodín a trhov.Infographicod Svetovej banky ukazuje, že v roku 1997 bola priemerná cena za využitie slnečnej energie za watt 76 dolárov. V roku 2015 bola táto cena 0,3 USD, čo jasne ukazuje pokles cien. V súčasnosti má solárny panel priemernú životnosť 25 rokov a v porovnaní s naftovým čerpaním nemá žiadne palivo a predstavuje menej prevádzky a údržby. Jedinou nevýhodou sú počiatočné náklady, ktoré sú približne dvakrát vyššie v porovnaní so systémami čerpania nafty.

Cena je tiež kľúčovým diferenciátorom, pokiaľ ide o návratnosť investícií (NI). Kľúčovým aspektom, ktorý určuje ekonomickú životaschopnosť (faktor spojený s hodnotou solárnych vodných čerpadiel ako investície), je porovnanie solárnych systémov v porovnaní s inými formami energie.

Všeobecne povedané, dieselové čerpadlá majú nízke počiatočné investičné náklady, ale sú spojené aj s vysokými nákladmi na prevádzku a údržbu, nehovoriac o ich negatívnom vplyve na životné prostredie a ekológiu. Na rozdiel od toho má solárny systém na čerpanie vody vyššie investičné náklady, ale nižšie náklady na údržbu a prevádzku.

Kľúčovou položkou otázky „stojí za to“ je teda nasledovať…

Ak sa nachádzate v oblasti s množstvom slnka a množstvom podzemnej vody, určite sa odporúča solárny systém na čerpanie vody. Napriek počiatočným inštalačným nákladom vám nižšie náklady na údržbu a vyššia životnosť zaistia bezproblémový chod systému, čistú vodu a veľa výhod z dlhodobého hľadiska.

Ako kúpiť efektívne solárne vodné čerpadlo

Ako sme už uviedli, investičné náklady spojené s nákupom solárnych vodných čerpadiel v posledných rokoch klesajú. Faktory, ktoré ovplyvňujú účinnosť solárneho vodného čerpadla, sú však početné a zahŕňajú:

Berúc do úvahy tieto faktory, môžeme povedať, že solárne čerpanie vody môže poskytnúť významné environmentálne a sociálno-ekonomické výhody na úrovni farmy a na vnútroštátnej úrovni. Na úrovni farmy môže táto technológia predstavovať spoľahlivý zdroj energie v odľahlých oblastiach - a najmä v oblastiach, ktoré nie sú napojené na elektrickú sieť alebo nemajú pravidelné dodávky tekutých palív. Na vnútroštátnej úrovni môže solárne čerpanie vody pomôcť stabilizovať, zvýšiť a diverzifikovať poľnohospodársku výrobu, ktorá je základom ekonomík väčšiny afrických krajín.

Podľa definície je efektívny solárny systém na čerpanie vody taký, ktorý dostáva veľa slnečného svetla a je inštalovaný špecificky pre potreby farmy.

Vo svete, kde je súčasná energetická kríza,existuje silná jazdasmerom k obnoviteľnej energii. Napriek relatívne vyšším nákladom sa skutočná účinnosť solárnych systémov prejavuje v ich používaní v priebehu rokov. Ako možnosť obnoviteľnej energie je využívanie solárnej energie cennou možnosťou.

Nasadenie čerpania solárnej vody je zjavne zamerané na Južnú Afriku a regióny so slabým hospodárskym rozvojom, ale s dostatkom slnečného svetla. Spárované so správnymi podmienkami prostredia, so správnym množstvom fotovoltaických panelov a regulátorov a so správnym nastavením inštalácie zásobníkov energie, meničov, meničov, čerpadiel a motorov - solárny systém čerpania vody môže predstavovať farmu a národ s mnohými výhodami.

Záver

Ak uvažujete alebo uvažujete o využití slnečnej energie v poľnohospodárstve, výhody sú početné. Vďaka schopnosti čerpať vodu na zavlažovanie počas suchého a slnečného počasia v oblastiach, ktoré to najviac potrebujú, sa panely, ako sú tieto, dajú ľahko nainštalovať a umožňujú čerpadlám pracovať v studniach s veľmi nízkym výnosom, čo ponúka dlhšiu životnosť a dostatok energie v dlhý beh.