Күн энергиясын пайдаланатын сорғы жүйесі торлы электр энергиясынсыз қалай жұмыс істейді?

Сенімді электр қуатына қатынай алмау — көптеген шаруашылықтарда, ауылдарда, құрылыс алаңдарында және алыстағы су қамтамасыз ету жобаларында әлі де проблема болып табылады. Дегенмен, бір су сорғысы әрқашан да қоғамдық электр желісіне қосылуға мәжбүр емес.

А соларлық помпа жүйесі су сорғысын жұмыс істету үшін күн панельдерінің өндіретін энергиясын пайдаланады. Жүйенің конструкциясына байланысты сорғы күндіз тікелей жұмыс істей алады немесе күн сәулесі болмаған кезде сақталған энергияны қолдана алады.

Олай болса, желіге қосылмаған күн энергиясымен жұмыс істейтін су сорғысы қалай жұмыс істейді? Бұл мақалада желіге қосылмаған күн энергиясымен жұмыс істейтін сорап жүйесін жобалаудың негізгі компоненттері, жұмыс істеу процесі мен маңызды факторлар түсіндірілген.

Күн энергиясымен жұмыс істейтін сорғы шынымен электр қуатынсыз жұмыс істей ме?

Күн сәулесінің сорғысы энергиясыз жұмыс істемейді. Оның орнына, ол желілік электр қуатынсыз жұмыс істейді.

Жүйе күн сәулесін фотовольттық күн сәулесінің панельдері арқылы электр энергиясына түрлендіреді. Бұл энергия кейіннен күн сәулесінің сорғысының басқарушысы немесе инверторы арқылы басқарылады және су сорғысына беріледі.

Басқаша айтқанда, энергия ағысы мынадай болады:

Күн сәулесі → Күн сәулесінің панельдері → Сорғы басқарушысы немесе инвертор → Су сорғысы → Суды сақтау немесе тарату жүйесі

Себебі жүйе өзінің электр қуатын өндіреді, ол желілік қуат қолжетімді емес, тұрақсыз немесе орнату қымбат болатын орындарда жұмыс істеуге қабілетті.

Күн сәулесінің сорғы жүйесінің негізгі компоненттері

Толық күн сәулесінің сорғы жүйесі әдетте келесі компоненттерден тұрады.

1. Солар панелдер

Күн сәулесінің панельдері күн сәулесін ұстап, тұрақты ток электр энергиясына түрлендіреді.

Панельдердің саны мен қуаты бірнеше факторға тәуелді, олардың ішінде:

• Сорғы қуаты
• Қажетті су ағысы
• Жалпы сорғыш басы
• Жергілікті күн сәулесі
• Тәуліктік жұмыс уақыты
• Мезгілдік ауа-райы жағдайлары

Күн сәулесінің қалыпты жағдайларында сорғышты іске қосу мен жұмыс істеуге жеткілікті кернеу мен қуат беру үшін күн сәулесінің массиві қажет.

2. Күн сәулесінің сорғышының басқарушысы

Басқарушы күн сәулесінің сорғышы жүйесіндегі ең маңызды бөлшектердің бірі.

Ол күн сәулесінің панельдерінен өндірілетін электр энергиясын реттейді және сорғышқа тұрақты қуат береді. Көптеген заманауи күн сәулесінің сорғышының басқарушылары күн сәулесінің өзгеруі кезінде энергияны пайдалануды жақсарту үшін максималды қуат нүктесін іздеу (MPPT) технологиясын қолданады.

Күн сәулесінің сорғышының басқарушысы мыналардан қорғау қызметін де атқаруы мүмкін:

• Құрғақ жұмыс
• Асқын кернеу
• Төмен кернеу
• Ашылған ток
• Мотордың өшірімі
• Кері полярлық
• Су қоймасының асуы

Бұл қорғану функциялары жүйенің сенімділігін арттыруға және сорғының пайдалану мерзімін ұзартуға көмектеседі.

3. Тұрақты немесе айнымалы токтағы су сорғысы

Күн энергиясымен жұмыс істейтін сорғы жүйелері тұрақты немесе айнымалы токтағы сорғыларды пайдалануы мүмкін.

Тұрақты токтағы күн энергиясымен жұмыс істейтін сорғы әдетте үйлесімді күн энергиясын бақылайтын құрылғыдан тікелей қуат алады. Оның қарапайым құрылымы мен энергияны тиімді түрлендіруі себебінен ол кіші және орташа көлемді жүйелерде жиі қолданылады.

Айнымалы токтағы су сорғысына күн энергиясымен жұмыс істейтін сорғы инверторы қажет. Инвертор панельдерден өндірілетін тұрақты ток электр энергиясын айнымалы токқа түрлендіреді, ол айнымалы ток қозғалтқышы үшін қолайлы.

Сорғы мыналар болуы мүмкін:

• Терең құдық түскен пумпа
• Беткі центрифугалды сорғы
• Күн энергиясымен жұмыс істейтін су шашу сорғысы
• Су құбыры немесе су ағызып шығаратын сорғы
• Қосымша қысым сорғысы

Дұрыс сорғы түрі су көзі мен қолданылуына байланысты.

4. Су деңгейін бақылайтын сенсорлар

Су деңгейін бақылайтын сенсорлар құдық пен сақтау ыдысына орнатылуы мүмкін.

Төменгі су деңгейін бақылайтын сенсор құдықтағы су деңгейі тым төмен болған кезде сорғыны қорғайды. Ыдыстағы су деңгейін бақылайтын сенсор сақтау ыдысы толған кезде сорғыны тоқтатады.

Автоматты басқару артық жұмыс істеуді азайтады және сорғының зақымдануын болдырмауға көмектеседі.

5. Су сақтау ыдысы

Су сақтау ыдысы аккумуляторлар тобына қарағанда жиі ыңғайлырақ.

Күннің жарық сағаттарында сорғы суын ыдысқа береді. Сақталған су кешке, түнге немесе бұлтты кезеңдерде пайдаланылуы мүмкін.

Бұл әдіс энергияны электр энергиясы түрінде емес, су түрінде сақтайды. Ол әдетте жүйенің құнын және қызмет көрсету талаптарын төмендетеді.

6. Кеңестік аккумуляторлық жүйе

Суды күндізгі уақыттан тыс мезгілде сорғылау қажет болған кезде аккумуляторлар қосылуы мүмкін.

Алайда аккумуляторлар бастапқы инвестицияны арттырады және қосымша басқаруды талап етеді. Аккумулятордың сыйымдылығы, зарядтау өнімділігі, жұмыс істеу температурасы мен пайдалану мерзімін ескеру керек.

Көптеген ауыл шаруашылығы және тұрмыстық су құбыры жобалары үшін күндіз суы барынша жоғары орналасқан сақтау резервуарына сорғылау – тиімді шешім.

Жүйе күндіз қалай жұмыс істейді?

Күн сәулесі күн энергиясын өндіретін панельдерге түскен кезде панельдер электр энергиясын өндіруді бастайды.

Басқарушы қолжетімді кернеу мен қуаттың сорғыны іске қосу үшін жеткілікті екендігін тексереді. Іске қосу шарттары орындалғаннан кейін сорғы жұмыс істей бастайды.

Күшті күн сәулесінде сорғы өз номиналды көрсеткіштеріне жақын жұмыс істей алады. Күн сәулесінің сәулеленуі азайғанда, бақылаушы қолжетімді қуатқа қарай жұмыс істеу жиілігін немесе электрқозғалтқыштың айналу жиілігін реттейді.

Сондықтан су ағысы күн ішінде өзгеруі мүмкін.

Сорғы таңертең және кешке су азықтандыру көлемін аз шығарады, ал ең жоғары шығыс көбінесе күннің ортасында қол жетімді болады.

Бұлтты күндерде не болады?

Кейбір бұлтты жағдайларда да күн энергиясымен жұмыс істейтін сорғылар әлі де жұмыс істей алады, бірақ олардың жұмыс істеу сапасы қолжетімді күн сәулесінің интенсивтілігіне байланысты.

Жеңіл бұлттылық тек сорғының айналу жиілігі мен су ағысын төмендетуі мүмкін. Ал ауыр бұлттар күн энергиясын сорғының қосылу үшін қажетті минималды қуат деңгейінен төмен түсіреді, сондықтан бақылаушы уақытша сорғыны тоқтатады.

Қолжетімді күн сәулесі қайта пайда болғанда жүйе автоматты түрде қайта іске қосылады.

Сондықтан күн энергиясымен жұмыс істейтін сорғы жүйелерін тек сорғының максималды су ағысына ғана емес, сонымен қатар күндік су сұранысына сәйкес есептеу керек.

Дұрыс өлшемдегі су қоймасы күнсіз кезеңдерге де резервтік су қамтамасыз етуге болады.

Күн сәулесімен жұмыс істейтін сорғы түнде қалай жұмыс істейді?

Тікелей күн сәулесімен жұмыс істейтін сорғы жүйесі күн батқаннан кейін әдетте тоқтайды, себебі панельдер электр энергиясын шығармайды.

Түнде сумен қамтамасыз ету үшін үш тәсіл бар:

• Күндіз су қоймасына су жинау.
• Түнде электр энергиясын беру үшін аккумуляторларды қосу.
• Күн сәулесі панельдерінен, желіден немесе генератордан қуат қабылдай алатын гибридті бақылаушыны пайдалану.

Көпшілік суару мен малды сумен қамтамасыз ету қолданыстары үшін күндізгі сорғылау мен су сақтау қосымшасы – оңтайлы нұсқа.

Үздіксіз сорғылау қажет ететін қолданыстар үшін гибридті немесе аккумуляторлық жүйе қажет болуы мүмкін.

Дұрыс күн сәулесімен жұмыс істейтін сорғы жүйесі қалай таңдалады?

Күн сәулесімен жұмыс істейтін сорапты таңдау тек қозғалтқыш қуатына негізделмейді.

Жүйені таңдау алдында келесі ақпаратты растау керек:

Су келесі

Су көзі ретінде құдық, скважина, өзен, көл, су қоймасы немесе сақтау ыдысы қолданылуы мүмкін. Су көзі сораптың су астында немесе бетінде орналасуын анықтайды.

Жалпы динамикалық биіктік

Жалпы динамикалық биіктікке кіреді:

• Тік көтерілу биіктігі
• Қажетті шығыс қысымы
• Трубадағы үйкеліс жоғалтуы
• Су деңгейіндегі өзгерістер
• Сорап пен шығыс нүктесі арасындағы қашықтық

Түтік жоғалтуларын ескермеу орнатқаннан кейін ағыс жеткіліксіз болуына әкелуі мүмкін.

Күндік су сұранысы

Жүйе күніне қажетті су көлемі бойынша жобалануы тиіс.

Мысалы, суару жобасы бірнеше сағат бойы жоғары ағыс жылдамдығын талап етуі мүмкін, ал мал суару жүйесі кішірек, бірақ тұрақты күндік қорын талап етуі мүмкін.

Жергілікті күн сәулесі жағдайлары

Нәтижелі күн сәулесі сағаттарының саны елге, маусымға және орнату орнына қарай өзгереді.

Қатты жыл бойы күн сәулесі бар аймақ үшін жобаланған жүйе ұзақ бұлтты маусымдары бар аймақта осындай шығыс бермейді.

Су құдығының өнімділігі

Сорғы ағысы су құдығының тұрақты су өндіруінен аспауы тиіс.

Өлшемі үлкен сорғы таңдау су деңгейінің тез төмендеуіне және жиі құрғақ жұмыс қорғауына әкелуі мүмкін.

Қазіргі су сорғыларын күн энергиясы панельдерімен қолдануға бола ма?

Кейбір жағдайларда қолданыстағы айнымалы ток (AC) сорғысын күн энергиясы сорғы инверторы арқылы іске қосуға болады.

Бірақ инвертор, күн энергиясы панельдері мен сорғы дұрыс сәйкестендірілуі тиіс. Қозғалтқыштың іске қосылу талаптары, номиналды ток, жұмыс кернеуі мен сорғының жұмыс өнімділігі тексерілуі тиіс.

Дәстүрлі AC сорғыға күн энергиясы панельдерін тікелей қосу ұсынылмайды.

Жаңа жоба үшін толық күн энергиясы сорғы жүйесін таңдау әдетте жақсырақ сәйкестікті және қорғауды қамтамасыз етеді.

Ағынсыз күн энергиясы сорғы жүйесінің негізгі артықшылықтары

Дұрыс жобаланған күн энергиясы сорғы жүйесі бірнеше артықшылықтарды қамтамасыз ете алады:

• Ұлттық электр желісіне тәуелділік жоқ
• Дизель отынының тұтынуы азаяды
• Күндік жұмыс шығындары төмендейді
• Күн сәулесі кезінде автоматты жұмыс істеу
• Алыстағы орнатуларға сай
• Кеңейтілетін күн энергиясын пайдаланатын панельдердің конфигурациясы
• Генераторлық жүйелермен салыстырғанда тазарту жиілігі азаяды
• Ауыл шаруашылығы, мал шаруашылығы және тұрмыстық сумен жабдықтау үшін икемді қолданыс

Бірақ бұл артықшылықтар дұрыс жүйе өлшемі мен орнатуға тәуелді.

Қорытынды

Күн энергиясын пайдаланатын сорғы жүйесі тор кернеусіз жұмыс істейді: күн сәулесі электр энергиясына айналдырылады да, сорғыны қосу үшін бақылаушы немесе инвертор қолданылады.

Жүйе тәуліктің күндізгі уақытында тікелей жұмыс істеуі мүмкін, су қойылатын сыйымдылықтарға жиналуы немесе күн энергиясы аккумуляторлар, генератор немесе тор кернеуімен біріктірілуі мүмкін.

Сенімді жұмыс істеудің негізі — тек көбірек күн панелін орнату емес. Сорғы, бақылаушы, күн массиві, су көзі, жалпы биіктік пен тәуліктік су сұранысы біртұтас жүйе ретінде қарастырылуы тиіс.

AINAFLY ауыл шаруашылығына арналған суару, малды сумен қамтамасыз ету, тұрмыстық сумен жабдықтау және алыстағы жобалар үшін күн энергиясын пайдаланатын терең құдық сорғыларын, күн энергиясын пайдаланатын су асты сорғыларын және қажеттілікке сай жасалған күн энергиясын пайдаланатын сорғы шешімдерін ұсынады.

Сіздің жоба талаптарыңызға сәйкес келетін сорғы мен күн энергиясын пайдаланатын панельдің конфигурациясын алу үшін AINAFLY командасымен байланысыңыз.