Bombeo Solar con Bomba de Superficie

bombeo solar con bomba de superficieLos sistemas FOTOVOLTAICOS que las cargas de energía directamente de un módulo FOTOVOLTAICO o matriz se llama “PV-directo” y operar sólo cuando el sol está brillando. Estos sistemas son mucho menos costosos y más fáciles de instalar que basado en la batería o de rejilla-atado diseños. No requiere de baterías, controladores de carga, o de los inversores, todos los cuales son caros y reducir la eficiencia general del sistema.

bombeo solar directo

El más común PV-aplicación directa solar de bombeo de agua para riego, la ganadería, y el uso doméstico. Si el agua es lo que necesita, ¿por qué molestarse con las baterías? Los tanques de agua son mucho más baratos que los bancos de baterías, y durante décadas. Estos sistemas funcionan bien como usted puede almacenar suficiente agua para llegar a usted, sus plantas y sus animales a través de los períodos de ausencia de sol. PV-directo de bombeo no se utiliza para proporcionar doméstico de agua a presión, pero generalmente para llenar un tanque. La gravedad o por separado, de bajo costo de presión de agua de la bomba del sistema es utilizado en lugar de empujar el agua almacenada para su casa de los grifos, ducha, etc.

Bombas de agua para PV-uso directo vienen en diversas variedades:

Bombas de superficie se utilizan para mover bombeo el agua de los pozos, estanques, arroyos y estanques, donde la bomba se encuentra a no más de 20 pies por encima del nivel del agua. Hay muchos tipos disponibles; su elección dependerá de la cantidad de agua por día que usted necesita para moverse, lo alto, y en qué medida.bombeo solar directo

Las bombas sumergibles son para pozos profundos, donde la bomba no puede ser instalado dentro de los 20 pies por encima del nivel del agua. Estas bombas están suspendidos por debajo del nivel de agua en el pozo y se conecta a una salida de la tubería que se extiende hasta la superficie. Una vez más, la bomba adecuada para su aplicación depende de sus necesidades para la cantidad de agua y altura de bombeo y la distancia.

Las bombas de circulación se utilizan para mover el agua a su alrededor en un sistema cerrado, como el de agua solar para calentar el agua, la calefacción, a la piscina o spa. Generalmente eleva el agua a sólo un corto de altura.

¿Por qué hay un 20 pies límite de altura de la superficie del agua a la bomba? Las bombas pueden empujar el agua a cientos de pies y mover horizontalmente a través de grandes distancias, sino que debe depender exclusivamente de la presión atmosférica a “chupar” el agua hasta su nivel para el bombeo de hasta el destino final. El límite teórico es el 33,9 pies (10.3 metros) al nivel del mar, pero incluso la más mínima fuga de vacío reducirá drásticamente el límite, como las altas altitudes. Como poco de altura como sea posible, con un máximo de 20 pies (a nivel del mar), es un realista de la pauta.

Controladores De Bombas

En el más simple PV-aplicación directa, un controlador puede no ser necesario—cuando el sol brilla, la bomba funciona, y cuando el sol se pone, la bomba se detiene. Pero en la mayoría de los sistemas, un controlador de cable entre el generador FOTOVOLTAICO y la bomba para detener el flujo de agua cuando el depósito está lleno, y para evitar la ejecución el nivel de la fuente de agua tan bajo como para ejecutar la bomba en seco.

El sentido de nivel de agua, interruptores de flotador conectado a la controladora y el uso de la gravedad para abrir o cerrar los contactos como el flotador cambios en el ángulo con el nivel de agua. La mayoría están destinados a cambiar la totalidad de la corriente de un típico de 120 o 240 voltios de CA de la bomba, y puede no funcionar correctamente con la baja-tensión, baja-amperaje del circuito sensor en el solar controlador de la bomba. Asegúrese de obtener el derecho de cambiar para su aplicación. Para el riego, hay otras opciones disponibles, tales como el suelo-sensores de humedad para evitar el exceso de riego, y de alta sensores de viento para apagar el sistema cuando los vientos se puede propagar el agua a donde no quería.

Sistema De Dimensionamiento

La forma más sencilla de determinar el bombeo tamaño y el costo de un PV-directo de agua-sistema de bombeo es preguntarle a su favorito de energía renovable distribuidor! Tendrán hojas de cálculo y especificaciones de producto de la mano, y ser capaz de hacer los cálculos de forma rápida para usted. Nunca está de más hacer su tarea, sin embargo, de modo de tener una idea aproximada de cuánto tendrá que invertir. En cualquier caso, usted necesitará algo de información crítica para obtener una precisa estimación de costos.

En primer lugar, usted necesita saber qué cantidad de agua que usted necesita para moverse por día, y el tamaño de su tanque de almacenamiento para llegar tanto a través de la noche y los períodos de tiempo nublado cuando la bomba no se ejecuta (o se está ejecutando lentamente). Después, usted necesita para calcular el total del sistema dinámico de la cabeza (TDH). Esta es la suma de la carga estática total (distancia vertical desde la superficie del agua a la salida de descarga), la cabeza de fricción (pérdidas por fricción de las paredes del tubo y curvas en la tubería), y la presión de cabeza (pérdidas de cualquier boquillas o filtros en las líneas). La cabeza puede ser expresada en pies de agua o libras de presión por pulgada cuadrada.

Cabeza (en pies). ÷ 2.31 = psi

Cabeza (en psi) x 2.31 = Cabeza (en pies).

Estática de la cabeza debe ser medido con una solar precisión de ±1 pie, que se puede hacer con un nivel y la barra. Mapas topográficos o de mediciones GPS no son lo suficientemente precisas. Un espectáculo de nivel con la varilla de medición o de algún otro medio es necesario. (Para más información sobre la cabeza de medición, consulte “Introducción a la energía Hidroeléctrica” en HP104). Si usted tiene un pozo profundo, el perforador debe tener siempre con la distancia desde el nivel del suelo hasta el nivel del agua. Si no, se puede volver a medir (que utilizan un sensor especial), o usted puede venir para arriba con su propia solución de medición. Bien draw-down—¿qué tan lejos de la superficie del agua a nivel de las gotas mientras el bombeo de agua—también afecta a la solar cabeza estática de las mediciones. Su perforador debe también han proporcionado esta información a la derecha después de que el pozo fue perforado y la bomba instalada, y también la tasa (en galones por minuto; gpm) en el que el bien recargas.

La distancia Horizontal de la bomba a la salida de descarga puede ser medido con una cinta, pero la cabeza de fricción cálculos implican matemáticas complicadas que incluye la tasa de flujo; diámetro de la tubería, la longitud y suavidad; y los accesorios en la línea. Afortunadamente, la cabeza de fricción puede ser estimada a partir de tablas proporcionadas por los fabricantes de tubería. También hay directo numerosos fricción pérdida de calculadoras disponibles en línea. Si eres de bombeo de un pozo, asegúrese de incluir la longitud de la tubería de la bomba al nivel del suelo en la distancia total.

Porque típica, del tamaño de su casa PV-sistemas directos de la bomba lentamente, se puede asumir con seguridad un diámetro de tubería de 3/4 a 1 pulgada, y ajustar esto más adelante, como reducir la bomba que usted necesita. El directo uso de tuberías de gran diámetro (más de 2 pulgadas) no es recomendable en sistemas pequeños—es caro, y con un bajo flujo puede haber acumulación de sedimentos en el interior de la tubería.

Para la cabeza de presión, el fabricante de la irrigación de la boquilla o el filtro de agua que va a utilizar va a proporcionar usted con caída de presión de datos, en libras por pulgada cuadrada (psi).

Por último, necesitará averiguar el número promedio de horas de sol de que su sitio recibe cada día. Usted puede ver su ubicación en un mapa de insolación en línea (http://rredc.nrel.gov/solar/pubs/redbook), o el uso PVWatts, NREL la calculadora en línea. Con esta información, usted puede obtener una cotización de un solar de la bomba de distribuidor.

La selección de una Bomba

El común de la filosofía de diseño detrás de PV-directo de bombeo de agua es simple: la Bomba lentamente con tan pocos los módulos FOTOVOLTAICOS como sea posible, y la instalación de un gran tanque de almacenamiento. PV-directo de las bombas en la casa-escala los sistemas funcionan generalmente en el rango de 1 a 4 gpm, mientras que CA típica de las bombas de pozo suelen trabajar a las 6 de la gpm y de seguridad. Estas bombas no son adecuados para PV-uso directo—que requieren de un banco de baterías, un inversor con alta capacidad de sobrecarga y una mayor generador FOTOVOLTAICO. Si usted ya tiene una de estas bombas en su bien, tendrás que reemplazar el uso de PV-directo de bombeo. La mayoría de los fabricantes de la bomba solar proporcionar gráficos de especificaciones para las bombas modelo de agrupamiento de serie en un riego solar directo gráfico para facilitar la selección.bombeo solar directo

Por ejemplo, digamos que usted necesita acerca de 240 galones de agua por día para los domésticos, el ganado y el uso de riego. De bien dibujar abajo del nivel de la cisterna, el agua debe ser levantado de 60 pies de largo de una distancia de 500 pies. Tienes 3/4-pulgada tubo de polietileno de listo, y un filtro de sedimentos en el tanque provoca una caída de presión de 2,41 psi. El bien recargas a 3 galones por minuto. Su promedio diario de la insolación durante el peor mes del año es de 4 sol-horas, y necesita suficiente agua para asegurarse de que los períodos nublados de hasta 7 días.

Trabajando hacia atrás con la capacidad de almacenamiento, se necesita un 1,680 galones tanque de almacenamiento de agua (240 gal./día x 7 días). La tasa de flujo requerida sería de alrededor de 1 galón por minuto [240 gal./día ÷ 240 min./el sol de las horas del día (el número de minutos en 4 horas)]. Porque el bien recargas en 3 gpm, no hay ninguna posibilidad de que usted haga funcionar la bomba en seco.

A continuación, calcula el total dynamic head (TDH). La longitud total de la tubería es de 560 metros (500 pies. horizontal + 60 pies. vertical). El 2.41 psi de caída de presión del filtro añade 1 pie de TDH, y la fricción en los tubos a 1 gpm añade otra 1.55 metros, para un total de 62.55 pies de TDH. También hay factores desconocidos, tales como la fricción de conectores de tuberías y válvulas. Una estimación segura es de 70 pies de TDH—siempre oversize de su sistema.

Las líneas en un fabricante de la bomba del gráfico (arriba) muestra la salida máxima de la bomba puede producir en un determinado cabeza y el flujo. Encontrar la intersección de 1 gpm de flujo y 70 pies de cabeza en el gráfico. Ese lugar se encuentra bien por debajo de la curva del ejemplo SDS D-las bombas de la serie, y a lo lejos el más caro SDS-Q de la serie. En este ejemplo, entonces, el de la serie D sería una mejor inversión.

Tamaño de la Matriz FOTOVOLTAICA

La pieza final del rompecabezas es el cálculo del tamaño de la matriz FOTOVOLTAICA necesarios para ejecutar la bomba al especificado de la cabeza y la tasa de flujo. De nuevo, el fabricante de la bomba puede proporcionar las especificaciones para usted.

La mayoría de las casas escala PV-directo de las aplicaciones requieren entre 100 y 800 vatios de la energía FOTOVOLTAICA, dependiendo del sitio y las necesidades. Siempre se debe sobredimensionar el generador FOTOVOLTAICO al menos un 20% para compensar la eléctrica y mecánica de las pérdidas en el sistema. Si sus cálculos indican que un sistema FOTOVOLTAICO más grande que usted puede poner en, usted podría ahorrar dinero con una pequeña matriz y una bomba, con el lento flujo—pero gastar un poco más en un mayor depósito de agua.

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