1. Mi az a napelemes felületi szivattyú?
A napelemes felületi szivattyú egy föld feletti szivattyúegység, amely egy közeli nyílt vízforrásból, például folyóból, tóból, csatornából, tóból vagy sekély kútból szívja a vizet, és teljes egészében vagy elsősorban fotovoltaikus (PV) napelemekkel látja el az energiát. A motor és a szivattyú egyaránt a felületre van felszerelve, egy szoláris szivattyú vezérlőhöz csatlakoztatva, amely szabályozza a bemeneti és kimeneti teljesítményt.
A felületi szivattyúk a szívás : negatív nyomást hoznak létre a bemenetnél, hogy egy szívócsövön keresztül felfelé szívják a vizet, mielőtt nyomás alá helyeznék és a szállító oldalon keresztül kiürítenék. Ez különbözteti meg őket a búvárszivattyúktól, amelyek alulról nyomják felfelé a vizet. A felületi szivattyúk gyakorlati szívómagasságát a légköri nyomás kb 7-8 méter valós körülmények között.
A Deye Group vízrendszer-megoldások portfóliójának részeként a felszíni szivattyúrendszerek kiegészítik a vállalat búvárszivattyú-termékcsaládját azáltal, hogy olyan alkalmazásokhoz kapcsolódnak, ahol a vízforrások a felszín szintjén vagy annak közelében hozzáférhetők.
2. A napelemes felületi szivattyúrendszer alapvető alkotóelemei
- PV napelemek: Egyenáramú áramot állítson elő napfényből a szivattyúrendszer táplálására.
- Napelemes szivattyú vezérlő: Kezeli az MPPT teljesítménykövetést, a motor fordulatszám szabályozását és a védelmi funkciókat; támogathatja a hibrid szoláris és hálózati bemenetet.
- Felületi szivattyú egység: Tartalmazza a motort és a szivattyúházat a beépítés helyén közös alapkeretre szerelve.
- Bemeneti cső és lábszelep: A vizet a forrástól a szivattyú bemenetéhez szállítja; a lábszelep megakadályozza a visszaáramlást és fenntartja a szivattyú feltöltését.
- Szűrő vagy szűrő: A bemenetnél van felszerelve, hogy megakadályozza a törmelék, levelek és üledék bejutását a szivattyú testébe.
- Nyomócső és nyomásmérő: Nyomás alatti vizet szállít az elosztórendszerbe; műszer figyeli az üzemi nyomást.
- Feltöltő port: A szivattyú és a bemeneti cső vízzel való feltöltésére szolgál az első indítás előtt a szívás létrehozása érdekében.
3. Napelemes felületi szivattyúk típusai
3.1 Szivattyús hidraulikus tervezés szerint
| Szivattyú típusa | Működési elv | Áramlási jellemzők | Tipikus használat |
| Centrifugális felületi szivattyú | A forgó járókerék a mozgási energiát nyomássá alakítja | Magas folyású, közepes fej | Öntözés, vízátvezetés, tószivattyúzás |
| Önfelszívó felületi szivattyú | Centrifugál belső recirkulációval az alapozáshoz | Mérsékelt áramlás és fej | Belföldi ellátás, kisüzemi öntözés |
| Többfokozatú felületi szivattyú | Több járókerék fokozat sorozatban | Kisebb áramlás, magasabb fej | Nyomás alatti elosztás, emelt tartálytöltés |
| Perifériás (regeneratív) szivattyú | Vortex által támogatott nyomásnövelés | Alacsony áramlás, nagyobb nyomás | Tiszta víz háztartási felhasználás, kerti öntözés |
3.2 Motortípus szerint
- DC motoros felületi szivattyú: Közvetlenül kompatibilis a PV panel kimenettel; egyszerűbb rendszertervezés, kevesebb átalakítási lépéssel. Kis teljesítménytartományokhoz alkalmas.
- AC motoros felületi szivattyú szolár inverteres vezérlővel: Szabványos váltakozó áramú indukciós motor, amelyet szoláris szivattyú inverter/vezérlő hajt. Támogatja a szélesebb teljesítménytartományokat, és kompatibilis mind a napelemes, mind a hálózati tápellátással.
4. Főbb műszaki paraméterek
| Paraméter | Leírás |
| Maximális szívómagasság (m) | Maximális függőleges távolság a szivattyú bemenete alatt, ahonnan vizet lehet szívni; a gyakorlatban jellemzően 6-8 m |
| Teljes fej (m) | A szivattyú által kialakuló össznyomás, beleértve a szívómagasságot, a szállítómagasságot és a súrlódási veszteségeket |
| Áramlási sebesség (m3/h) | Az óránként szállított víz mennyisége névleges üzemi feltételek mellett |
| Motor teljesítmény (kW) | A szivattyúmotor névleges bemeneti teljesítménye tervezési feltételek mellett |
| Szivattyú hatásfoka (%) | A hidraulikus kimenő teljesítmény és a mechanikus tengely bemeneti teljesítményének aránya |
| Bemeneti/kimeneti átmérő | Csőcsatlakozás mérete, amely meghatározza a maximális áramlási sebességet, és a csőrendszerhez kell igazítani |
| Védelmi besorolás (IP) | A motor por és víz behatolás elleni védelme; Az IP44 vagy IP55 jellemző a kültéri felületi telepítésekre |
5. Alkalmazási forgatókönyvek
- Felszíni víz öntözése: Vízszívás folyókból, csatornákból vagy tározókból a mezők öntözésére csepegtető, locsoló vagy barázdás módszerekkel olyan területeken, ahol nincs rácsatlakozás.
- Tó és tó vízi transzfer: Víz átvitele tároló tavak, öntözőcsatornák vagy kezelőmedencék között sík terepen.
- Sekély kút vízellátása: Víz vétele nyílt vagy bélelt sekély kutakból háztartási használatra, állattartásra vagy kisüzemi mezőgazdaságra, ahol a fúrólyuk mélysége nem haladja meg a gyakorlati szívómagasságot.
- Árvíz és vízelvezetés kezelése: A felgyülemlett felszíni vizek eltávolítása alacsonyan fekvő mezőgazdasági területekről vagy építkezésekről.
- Víztartály feltöltése: Víz szivattyúzása földszinti forrásból egy megemelt tárolótartályba gravitációs táplálású elosztáshoz épületekbe vagy öntözőrendszerekbe.
- Akvakultúra és halastavak kezelése: A halastavak édesvízzel való ellátása vagy az akvakultúra-létesítményekben a keringés fenntartása.
6. Napelemes felszíni szivattyú kontra szoláris búvárszivattyú
| Kritériumok | Napelemes felületi szivattyú | Napelemes merülőszivattyú |
| Telepítés | Föld felett, vízforrás közelében | Fúrólyukba, kútba vagy tartályba merülve |
| Megfelelő vízforrás | Nyílt felszíni víz, sekély kutak | Mély fúrások, zárt kutak |
| Max gyakorlati emelő | 7-8 m szívás, a teljes emelőmagasságtól függően változik | 200 m vagy több (többlépcsős) |
| Alapozás | Az első indítás előtt kötelező (nem önfelszívó típusok) | Nem kötelező |
| Karbantartási hozzáférés | Közvetlenül a felületről elérhető | Kitermelést igényel a fúrólyukból |
| Zajszint | Magasabb (fedett motor és szivattyú) | Alsó (motor alámerült) |
| Kezdeti költség | Általában alacsonyabb | Általában magasabb a tömített szerkezet miatt |
| Lopás vagy sérülés veszélye | Magasabb (exponált felszerelés) | Alsó (föld alatt rejtett) |
7. Telepítési szempontok
- Szivattyú elhelyezése: A szivattyút a lehető legközelebb és a lehető legalacsonyabbra kell telepíteni a vízforráshoz, hogy minimalizáljuk a szívóerőt és csökkentsük a kavitáció kockázatát.
- Bemeneti cső hossza és átmérője: A hosszabb vagy keskenyebb bemeneti csövek növelik a súrlódási veszteségeket és csökkentik a hatékony szívóképességet. A cső átmérője egyenlő vagy nagyobb legyen, mint a szivattyú bemeneti nyílása.
- Lábszelep beszerelése: A bemeneti cső alján található lábszelep visszatartja a vizet a csőben, amikor a szivattyú leáll, lehetővé téve az újraindítást kézi újratöltés nélkül.
- Menedék és védelem: A felületre szerelt motorokat és vezérlőket védeni kell a közvetlen esőtől, portól és szélsőséges napsugárzástól, hogy meghosszabbítsák az alkatrészek élettartamát.
- Biztonságos rögzítés: A szivattyú alapkeretét stabil felülethez kell rögzíteni, hogy megakadályozzuk a vibráció okozta kilazulást és eltolódást működés közben.
8. Gyakran Ismételt Kérdések
1. kérdés: Miért korlátozzák a szívómagasságot körülbelül 7-8 méterre a felszíni szivattyúknál?
A tengerszinti légköri nyomás elméletileg körülbelül 10,3 méteres vízoszlopot képes fenntartani. A gyakorlatban a szívócső súrlódási veszteségei, a víz hőmérséklete, magassága és a gőznyomás csökkenti az effektív szívási határt 7-8 méter . Ennek a határértéknek a túllépése kavitációt okoz, ami károsítja a szivattyú járókerekét és csökkenti a teljesítményt.
2. kérdés: Egy szoláris felületi szivattyú kezelheti az üledéket vagy algákat tartalmazó vizet?
A standard centrifugális felületi szivattyúkat viszonylag tiszta vízhez tervezték. A magas üledék-, homok- vagy algatartalmú víz felgyorsítja a járókerekek és a tömítések kopását. An bemeneti szűrő elengedhetetlen, és erősen szennyezett forrásokban mérlegelni kell egy előszűrési szakaszt a szivattyú bemenete előtt.
3. kérdés: Szüksége van egy napkollektoros felületi szivattyúhoz dedikált vezérlőre?
Igen. A napelemes szivattyú vezérlő Az MPPT-vel a változó PV panel kimenet hatékonyan stabil motorhajtási teljesítménysé alakításához szükséges. Szabályozó nélkül a motor feszültségingadozásoknak van kitéve, ami csökkenti a hatékonyságot és a motor károsodását. A vezérlő alapvető védelmet is biztosít, például szárazonfutási leállítást és túláram-lekapcsolást.
4. kérdés: Mi történik, ha működés közben a vízszint a befolyócső alá esik?
Ha a bemenetet levegő éri, a szivattyú elveszíti a feltöltést, és szárazon kezd működni. A szárazon futás a szivattyú tömítéseinek és a motor csapágyainak gyors túlmelegedését okozza. A szárazonfutás elleni védelem A szolárszivattyú-vezérlő funkciója érzékeli a rendellenes állapotot az áramesés vagy egy vízszint-érzékelő segítségével, és automatikusan leállítja a szivattyút a károsodás elkerülése érdekében.
5. kérdés: Hány PV panelre van szükség egy napelemes felületi szivattyúhoz?
A szükséges PV-tömb kapacitása a motor névleges teljesítményétől, a napi csúcsidőszaktól és a rendszer hatékonyságának veszteségétől függ. Általános iránymutatásként a panel teljes teljesítményének kb 1,2-1,5 alkalommal a motor névleges teljesítménye wattban. A helyspecifikus napsugárzás értékelése biztosítja a legpontosabb méretezési alapot.