Două pompe submersibile identice de 3 inci, instalate la câteva sute de metri una de cealaltă, pe același tip de foraj, se pot comporta complet diferit: una ridică apă toată după-amiaza, cealaltă se blochează înainte de prânz. Pompele sunt la fel. Arhitectura de energie off-grid din spatele lor nu este.
Deci, iată răspunsul scurt înainte de detaliu. O pompă în afara rețelei nu este un tip special de pompă. Este o pompă submersibilă standard, de suprafață sau de piscină, asociată cu o sursă de energie care nu are o rețea de utilități în spate - o rețea solară, o bancă de baterii, un generator sau o combinație a acestora - plus un controler care menține motorul să funcționeze în timp ce intrarea variază de la o dimineață întunecată până la o ieșire completă a prânzului. Potriviți capul, debitul, cablul și controlerul la un singur punct de lucru și pomparea în afara rețelei devine fără evenimente. Nu le potrivesc și defecțiunea apare de obicei în controler mai întâi și în pompă a doua, motiv pentru care cumpărătorii care compară doar prețurile pompelor tind să reconstruiască sistemul de două ori.
Ce contează ca o pompă în afara rețelei
O pompă în afara rețelei este orice pompă a cărei sursă de energie primară este independentă de rețeaua de utilități, împreună cu electronica care o lasă să funcționeze pe acea sursă. Această definiție mută în liniște centrul de greutate departe de corpul pompei și către lanțul de alimentare, deoarece pompa vede întotdeauna ceea ce îi oferă controlerul și matricea.
Patru arhitecturi acoperă aproape fiecare instalație reală:
- DC solar direct. Matricea alimentează un motor de curent continuu printr-un controler de urmărire a punctului de putere maximă. Fără baterie, fără combustibil; apa se mișcă în timp ce soarele strălucește.
- Baterie solară plus. Matricea încarcă o bancă de baterii, iar bateria pornește pompa, astfel încât alimentarea continuă și după întuneric, cu costul hardware-ului suplimentar și al pierderilor de încărcare.
- Comutare automată hibridă AC/DC. Solar DC este sursa prioritară; când iradierea scade sub un prag, controlerul se transferă la rețeaua de curent alternativ sau la un generator și se transferă înapoi când soarele revine.
- AC numai pentru generator. Cel mai simplu de specificat și cel mai scump de rulat; încă obișnuit acolo unde un set diesel există deja la fața locului.
Cele patru arhitecturi una lângă alta
| Arhitectura | Banda de putere tipică | Depozitare | Cel mai potrivit | Riscul principal |
|---|---|---|---|---|
| DC solar direct | 400-3000 W | Niciuna | Cerere numai în timpul zilei, cap scăzut spre mediu | Ieșire zero în timpul perioadelor înnorate |
| Baterie solară plus | 400-2200 W | baterie 24-48 V | Aprovizionarea de uz casnic care trebuie să funcționeze după apusul soarelui | Costul de înlocuire a bateriei și pierderile de încărcare |
| Comutare automată hibridă AC/DC | 1100-13000 W | Niciuna, or a small buffer | Ferme, sate și site-uri cu o rețea nesigură | Are nevoie de o sursă de curent alternativ utilizabilă la care să se retragă |
| AC numai pentru generator | 2000-13000 W | Combustibil | Construcție, aprovizionare de urgență și temporară | Combustibil, noise and scheduled maintenance |
Dimensiuni: Cap și volum în primul rând, wați în al doilea rând
Dimensionați pompa în funcție de înălțimea dinamică totală și volumul zilnic de apă; puterea rezultă din acel calcul mai degrabă decât să-l conducă. Puterea hidraulică este ușor de estimat ca P = 1000 x 9,81 x Q x H / 3600, unde P este wați, Q este debitul în metri cubi pe oră și H este înălțimea dinamică totală în metri.
O pompă care livrează 5 m3 pe zi pe o înălțime de 45 m, cu șase ore de soare utilizabile, are nevoie de aproximativ 0,83 m3/h, adică aproximativ 100 W de putere hidraulică. Împărțiți la o eficiență realistă a pompei de 0,35 până la 0,5 și aterizați lângă un motor de 250 W. Supradimensionați matricea de 1,3 până la 1,5 ori valoarea nominală a motorului și un set de panouri de 350-400 W devine punctul de pornire practic.
Capul dinamic total are două părți. Înălțimea statică este distanța verticală de la suprafața apei până la punctul de descărcare. Capul de frecare este tot ceea ce apa se freacă pe drum: lungimea conductei, coturile, supapele de reținere și retragerea care are loc în timp ce pompa funcționează. Dimensionarea numai pe capul static este cel mai frecvent motiv pentru care un sistem nu livrează în prima săptămână.
Un exemplu lucrat
O fântână adâncă de 40 m, nivelul apei la 25 m în jos, un rezervor la 8 m deasupra solului și 60 m conductă de 32 mm. Înălțimea statică este de 33 m; frecarea adaugă aproximativ 4-6 m la 1 m3/h, deci planificați 38-40 m, nu 33 m. Adăugați o reducere sezonieră și numărul se mută din nou.
Pe măsură ce înălțimea cad sub aproximativ 8 m, pompa se mișcă deasupra solului: o unitate de suprafață cu autoamorsare este în mod normal răspunsul mai ieftin și mai util pentru iazuri, rezervoare și puțuri de mică adâncime.
Pompă submersibilă sau de suprafață?
Profunzimea decide. Dincolo de aproximativ 7-8 m de înălțime de aspirație, pompa trebuie să intre în apă; deasupra, o pompă de suprafață este mai ieftină și mai ușor de trăit. Pompele de suprafață se ridică prin aspirație, iar presiunea atmosferică stabilește un tavan dur aproape de 10,3 m la nivelul mării - în practică, 7 până la 8 m, odată ce frecarea, altitudinea și rotorul uzat sunt permise. Împingeți mai tare partea de aspirație și obțineți cavitație: un zgomot de zgomot și un rotor care se erodează liniștit.
| Criteriu | Submersibil | Suprafata (centrifuga sau autoamorsanta) |
|---|---|---|
| Limită practică de adâncime | 60-200 m | 7-8 m de înălțime de aspirație |
| Eficiență la cap înalt | Se ține bine | Cade repede |
| Expunerea | Protejat de coloana de apă | Îngheț, praf și lumina soarelui; are nevoie de o casă de pompe |
| Acces la serviciu | Necesită tragerea pompei | La nivelul solului, repede |
| Datorie tipică | Foraje, fântâni adânci, animale | Iazuri, râuri, rezervoare, fântâni de mică adâncime |
Materialul rotorului contează la fel de mult ca tipul pompei. Pentru apă curată și funcționare intermitentă, un rotor din plastic este o alegere rațională la un cost mai mic. Pentru apă încărcată cu nisip, chimie agresivă sau serviciu aproape continuu, oțelul inoxidabil rezistă mult mai bine la abraziune și eroziune, iar costul suplimentar este mic lângă prețul de a trage o pompă de două ori.
Pompă submersibilă solară de 4 inci cu rotor din oțel inoxidabil Pompă submersibilă cu rotor din oțel inoxidabil pentru apă subterană nisipoasă și funcționare continuă, cu modele de 800–3000 W și opțiuni multiple de debit pentru proiecte sătești sau industriale. Vizualizare produs → Controlerul face sarcini grele
În instalațiile eșuate în afara rețelei, controlerul este mai adesea veriga slabă decât pompa. Un controler are patru sarcini: urmăriți punctul de putere maximă al matricei pe măsură ce iradierea se mișcă, protejați motorul de funcționarea uscată atunci când nivelul apei scade, porniți ușor motorul, astfel încât curentul de pornire să nu se prăbușească o matrice marginală și - în sistemele hibride - transferați între DC și AC fără a lovi înfășurările. O pompă de 3 kW va funcționa fericit de la un controler capabil de 12 kW; nu va funcționa bine de la un controler care își pierde blocarea MPPT de fiecare dată când trece un nor.
Benzile de putere contează aici. Un controler DC de 400-1500 W se potrivește pentru sarcinile casnice mici și animale; Unitățile de comutare automată de 1100-3000 W acoperă majoritatea sistemelor hibride la scară fermă; Controlerele de 5500-13000 W preiau alimentarea satului și blocurile mari de irigare. Achiziționarea unei benzi peste punctul de lucru măsurat este o asigurare rezonabilă împotriva căderii apei freatice.
Controler de pompă AC/DC cu comutare automată solară 1100–3000W Controlerul AC/DC, primul solar, comută la rețeaua în condiții de lumină slabă pentru alimentare neîntreruptă cu apă de 24 de ore; Carcasă IP65, MPPT, LCD, protecții pentru motor se potrivesc proiectelor de fermă și sat. Vizualizare produs → Unde pompele off-grid își câștigă păstrarea
Patru cicluri de funcționare reprezintă aproape toată pomparea în afara rețelei: alimentarea casnică, irigarea, circulația și transferul.
- Aprovizionarea internă. O gospodărie fără grilă, sau una nesigură, are nevoie de obicei de 1-3 m3 pe zi la 20-60 m de cap. The pompe solare de apă pentru locuit în afara rețelei scenariile descriu acest model în detaliu.
- Irigare. Blocurile de picurare și sprinklere pompează cel mai greu la prânz, ceea ce se întâmplă să coincidă cu puterea maximă a matricei, ceea ce face ca pompa solara de apa pentru irigatii ciclu de lucru sarcina off-grid cea mai potrivită care există.
- Acvacultura și întreținerea râului. Capete mai mici, volume mai mari, durate zilnice lungi; aerarea și circulația contează de obicei mai mult decât presiunea.
- Circulația bazinului. Filtrarea rulează 6-10 ore pe zi în sezon, o potrivire aproape perfectă pentru o pompă de piscină hibridă solară.
Ce să verificați înainte de a comanda
Scrieți punctul de taxă înainte de a compara prețurile; specificația decurge din șapte numere.
- Înălțimea dinamică totală, măsurată, inclusiv retragerea și frecarea - nu adâncimea găurii de foraj.
- Volumul zilnic în metri cubi și orele de soare pe care te poți baza în mod realist în cea mai proastă lună.
- Calitatea apei: nisipul, nămolul și fierul decid între un rotor din plastic și unul din oțel inoxidabil.
- Lungimea și secțiunea transversală a cablului, deoarece căderea de tensiune pe o rulare de 60 m DC poate costa mai mult decât ar câștiga o matrice mai mare.
- Caracteristicile controlerului: MPPT, protecție împotriva funcționării uscate, întreruperi la supra și sub tensiune și timp de transfer AC.
- Dacă există o sursă de curent alternativ la fața locului, care decide între un design pur DC și unul hibrid.
- Plan de service: cum iese pompa din pământ și cine o face.
Întrebări frecvente despre pompa off-grid
Poate funcționa o pompă în afara rețelei fără baterii?
Da, și majoritatea o fac. Un sistem solar direct de curent continuu pompează numai în timp ce matricea produce tensiune utilizabilă, iar apa intră într-un rezervor sau rezervor, care este mult mai ieftin de stocare decât o bancă de baterii. Bateriile au sens atunci când apa este consumată, deoarece este pompată și nu stocată.
Ce se întâmplă în timpul unei săptămâni de nor?
Ieșirea scade odată cu iradierea și un sistem direct se poate opri complet. Un controler hibrid se transferă la rețeaua de curent alternativ sau la un generator odată ce magistrala DC scade sub pragul său, apoi se transferă înapoi automat, astfel încât rezervorul să se umple în continuare. Sistemele fără backup așteaptă pur și simplu vremea.
Rotor din plastic sau oțel inoxidabil?
Pentru apă curată și utilizare intermitentă, plasticul este o opțiune rezonabilă la un cost mai mic. Pentru apa încărcată cu nisip, chimie agresivă sau funcționare aproape continuă, oțelul inoxidabil rezistă mult mai bine la abraziune și eroziune.
De câtă matrice am nevoie pe kW de pompă?
Ca regulă de lucru, permiteți 1,3 până la 1,5 kW de panou pentru fiecare kW de motor și mai mult dacă pompa funcționează la înălțime mare sau site-ul are dimineți lungi și încețoșate. Panoul suplimentar este de obicei mai ieftin decât bateria suplimentară.
Un controler poate rula mai multe pompe diferite?
În cadrul benzii de putere, da - o unitate de comutare automată de 1100-3000 W va conduce o gamă de pompe submersibile și de suprafață. În afara acestei benzi, aveți nevoie de un controler mai mare, iar subdimensionarea acestuia este o comandă rapidă comună și costisitoare.
Pomparea în afara rețelei recompensează o abordare plictisitoare: măsurați înălțimea, numărați litrii zilnici, alegeți arhitectura care se potrivește cu vremea pe care o obțineți de fapt, apoi cumpărați un controler cu încăpere și o pompă cu rotorul potrivit pentru apă. Orice altceva - înclinarea panoului, dimensiunea rezervorului, ecartamentul cablului - este optimizarea în jurul acelor puncte fixe.
Dacă încă alegeți între arhitecturi, începeți de la punctul de lucru și lucrați înapoi la wați. Pompa este partea ușoară.
