La energía solar se une al suministro de agua: el intrincado funcionamiento de las bombas de agua solares

La bomba de agua solar (también conocida como bomba de agua fotovoltaica), es hoy en día las zonas ricas en sol del mundo, especialmente la falta de electricidad sin electricidad en las zonas remotas de la forma más atractiva de suministro de agua, el uso de todas partes disponibles, la energía solar inagotable Energía, el sistema de salida, puesta y descanso totalmente automático, sin cuidado del personal, la carga de trabajo de mantenimiento se puede reducir al mínimo.Es un sistema de energía verde ideal que integra economía, confiabilidad y beneficios ambientales.

Composición del sistema

Arreglo fotovoltico

Su objetivo principal es convertir la energía luminosa del sol en energía eléctrica para proporcionar potencia de trabajo al motor de la bomba de carga.

Inversor o controlador de agua fotovoltaico

El funcionamiento de la bomba de agua solar se controla y ajusta, la energía eléctrica emitida por el panel solar se utiliza para impulsar la bomba de agua y la frecuencia de salida se ajusta en tiempo real de acuerdo con el cambio de intensidad del sol, de modo que la potencia de salida está cerca de la potencia máxima del conjunto de baterías solares.

Motor (motor de accionamiento)

Los motores de accionamiento utilizados en diferentes sistemas también son diferentes.En el sistema de bomba fotovoltaica a gran escala, todavía no falta el modo de transmisión asíncrona de CA, pero debido al desarrollo continuo de la tecnología de control moderna, para mejorar aún más la cantidad de elevación proporcionada por el vatio pico unitario, ha comenzado será reemplazado por la tecnología de control de grupo de múltiples máquinas de control flexible por múltiples bombas.

Bomba de agua

Para los sistemas de bombeo fotovoltaicos, la elección del tipo de bomba también es importante.En un sistema de baja potencia, si el usuario requiere una gran altura pero un caudal pequeño, es apropiado elegir una bomba de desplazamiento positivo, y en otros casos puede ser posible utilizar bombas centrífugas o de flujo axial.La selección y consideración del tipo de bomba para el sistema de bomba fotovoltaica.

El motor sin escobillas de imán permanente de CC impulsa la bomba

El motor de CC se ha utilizado ampliamente en sistemas de control de movimiento debido a sus buenas características mecánicas, amplio rango de velocidad, gran par de arranque, alta eficiencia operativa, control simple, etc., pero su cepillo y conmutador también brindan baja confiabilidad, necesitan mantenimiento frecuente y otros. debilidades.En los últimos 20 años, con el rápido desarrollo de dispositivos de conmutación de alta potencia, circuitos integrados analógicos y digitales, tecnología informática y materiales magnéticos de alto rendimiento, también se han desarrollado rápidamente motores de CC sin escobillas que utilizan el principio de conmutación electrónica.Se ha ampliado rápidamente desde la aplicación inicial de las instalaciones aeroespaciales y militares a los campos industriales y civiles, y su uso está cada vez más extendido.El motor CC sin escobillas de pequeña potencia se ha utilizado ampliamente en periféricos de computadora, automatización de oficinas y equipos de audio y video, y en algunos sistemas de transmisión eléctrica, su aplicación es cada vez más extensa.

Durante varios años, el motor de CC sin escobillas comenzó a usarse como motor de accionamiento en sistemas de bombas fotovoltaicas, esto se debe a que el motor tiene una alta eficiencia que no es fácil de lograr con un motor de CA general, se espera que reduzca en gran medida la cantidad de costos relativamente costosos. Células solares, con importante economía.Sin embargo, dado que la bomba fotovoltaica generalmente requiere que el motor se sumerja en el agua para funcionar, el trabajo de investigación en este artículo, además de la necesidad de resolver la tecnología de accionamiento de funcionamiento del motor sin escobillas de CC convencional, también requiere que el motor se adapte a la Los requisitos del buceo, es decir, también deben resolver el problema de aislamiento confiable del devanado.Desde el punto de vista del sello mecánico, encontrar formas de resolver el problema del sellado del motor sumergible es una forma de pensar, pero es difícil superar su compleja estructura, la correspondiente pérdida mecánica de grandes problemas.

principio de funcionamiento

Bomba de agua solar CC sin escobillas (motor)

La bomba de motor CC sin escobillas está compuesta por un motor CC sin escobillas y un impulsor.El eje del motor está conectado con el impulsor.Hay un espacio entre el estator y el rotor de la bomba y el agua penetrará en el motor durante mucho tiempo, aumentando la posibilidad de que el motor se queme.

propia ventaja

(1) Fiable: las fuentes de alimentación fotovoltaica rara vez utilizan piezas móviles y funcionan de forma fiable.

(2) Seguro, sin ruidos ni otros peligros públicos.No produce sustancias nocivas sólidas, líquidas y gaseosas, absoluta protección del medio ambiente.

(3) Instalación y mantenimiento sencillos, bajo costo operativo, adecuado para uso desatendido y otras ventajas.Especialmente por su alta fiabilidad y mucha atención.

(4) Buena compatibilidad, la generación de energía fotovoltaica se puede utilizar junto con otras fuentes de energía y también puede ser conveniente aumentar la capacidad del sistema fotovoltaico según las necesidades.

(5) El grado de estandarización es alto, los componentes en serie y en paralelo pueden satisfacer las necesidades de diferentes consumos de electricidad y la versatilidad es fuerte.

(6) La energía solar está disponible en todas partes y tiene una amplia gama de aplicaciones.

Sin embargo, el sistema solar también tiene sus desventajas, tales como: dispersión de energía, intermitente, fuerte regionalidad.El costo inicial es alto.

Perspectiva de sistemas

La eficiencia de los paneles solares de silicio es difícil de mejorar en un corto período de tiempo, aunque la segunda generación de células solares de película delgada y la tercera generación de células solares orgánicas tienen ventajas obvias en términos de costo, pero en comparación con la producción a gran escala de silicio. Los paneles solares no son competitivos.Durante algún tiempo, los paneles de silicio seguirán ocupando una gran parte del mercado.Por lo tanto, en el futuro, la dirección de la investigación y el desarrollo de sistemas de bombas de agua solares debería centrarse en los tres aspectos siguientes:

(1) Desarrollar bombas y motores de alta eficiencia para mejorar la gama de motores y bombas de alta eficiencia bajo una amplia gama de cambios de velocidad y flujo y reducir la potencia umbral del sistema.Desarrollar controladores inteligentes de bajo costo y alta confiabilidad para mejorar el rendimiento entre los componentes y hacer frente a las condiciones climáticas cambiantes, mejorando así la calidad dinámica y la eficiencia general del sistema.Al mismo tiempo, debe mejorarse el desarrollo y la promoción de tecnologías integrales para la utilización complementaria de la energía eólica, luminosa y térmica a pequeña y mediana escala.

(2) El método general de predicción del rendimiento a largo plazo del sistema de bomba de agua solar bajo cambios de múltiples factores como el clima, la luz, el nivel del agua y la demanda de agua y el método de diseño del sistema basado en cambios dinámicos, la base de datos de diferentes regiones es establecido para reemplazar gradualmente el método de utilizar la estimación estática del valor promedio;

(3) Con la reducción de los precios de los paneles y el desarrollo de sistemas solares pequeños y medianos, en el futuro, sobre la base de la optimización de la potencia de los paneles, se debe aumentar la evaluación de la confiabilidad operativa del sistema para mejorar la confiabilidad operativa a largo plazo. del sistema y la estabilidad del suministro de agua.