Fabbrica di pompe centrifughe solari

1. Cos'è una pompa di superficie solare

A pompa solare di superficie è un'unità di pompaggio installata fuori terra che aspira l'acqua da una fonte d'acqua aperta vicina come un fiume, uno stagno, un canale, un lago o un pozzo poco profondo, alimentata interamente o principalmente da pannelli solari fotovoltaici (PV). Il motore e la pompa sono entrambi montati in superficie, collegati a un controller della pompa solare che regola l'ingresso e l'uscita della potenza.

Le pompe di superficie funzionano secondo il principio di aspirazione : creano una pressione negativa in ingresso per aspirare l'acqua verso l'alto attraverso un tubo di aspirazione prima di pressurizzarla e scaricarla attraverso il lato di mandata. Questo le distingue dalle pompe sommerse, che spingono l'acqua dal basso verso l'alto. L'altezza di aspirazione pratica per le pompe di superficie è limitata dalla pressione atmosferica a circa 7-8 metri in condizioni reali.

Nell'ambito del portafoglio di soluzioni per sistemi idrici di Deye Group, i sistemi di pompe di superficie completano le linee di prodotti di pompe sommergibili dell'azienda indirizzandosi ad applicazioni in cui le fonti d'acqua sono accessibili a livello della superficie o in prossimità di essa.

2. Componenti principali di un sistema di pompaggio solare di superficie

• Pannelli solari fotovoltaici: Genera elettricità CC dalla luce solare per alimentare il sistema di pompaggio.
• Regolatore della pompa solare: Gestisce l'inseguimento della potenza MPPT, la regolazione della velocità del motore e le funzioni di protezione; può supportare l'ingresso ibrido solare e di rete.
• Unità pompa di superficie: Comprende il motore e il corpo della pompa montati su un telaio di base comune nel luogo di installazione.
• Tubo di ingresso e valvola di fondo: Convoglia l'acqua dalla sorgente all'ingresso della pompa; la valvola di fondo impedisce il riflusso e mantiene l'adescamento della pompa.
• Colino o filtro: Montato in ingresso per impedire l'ingresso di detriti, foglie e sedimenti nel corpo pompa.
• Tubo di scarico e manometro: Fornisce acqua pressurizzata al sistema di distribuzione; un manometro monitora la pressione di esercizio.
• Porta di adescamento: Utilizzato per riempire d'acqua la pompa e il tubo di ingresso prima dell'avvio iniziale per stabilire l'aspirazione.

3. Tipi di pompe solari di superficie

3.1 In base alla progettazione idraulica della pompa

3.2 Per tipo di motore

• Pompa di superficie con motore CC: Direttamente compatibile con l'uscita del pannello fotovoltaico; progettazione del sistema più semplice con meno fasi di conversione. Adatto a gamme di potenza ridotte.
• Pompa di superficie con motore CA con controller inverter solare: Motore a induzione CA standard azionato da un inverter/controllore della pompa solare. Supporta gamme di potenza più ampie ed è compatibile con l'ingresso di energia solare e di rete.

4. Parametri tecnici chiave

5. Scenari applicativi

• Irrigazione delle acque superficiali: Prelevare acqua da fiumi, canali o bacini artificiali per irrigare i campi tramite metodi a goccia, irrigatori o solchi in aree prive di connettività alla rete.
• Trasferimento dell'acqua dello stagno e del lago: Trasferimento di acqua tra stagni di stoccaggio, canali di irrigazione o bacini di trattamento su terreno pianeggiante.
• Approvvigionamento idrico di pozzi poco profondi: Prelievo di acqua da pozzi poco profondi aperti o rivestiti per uso domestico, allevamento o agricoltura su piccola scala in cui la profondità del pozzo non supera l'altezza di aspirazione pratica.
• Gestione delle inondazioni e dei drenaggi: Rimozione dell'acqua superficiale accumulata da terreni agricoli bassi o cantieri edili.
• Riempimento del serbatoio dell'acqua: Pompaggio dell'acqua da una fonte a livello del suolo a un serbatoio di stoccaggio sopraelevato per la distribuzione alimentata per gravità a edifici o sistemi di irrigazione.
• Acquacoltura e gestione degli stagni ittici: Fornitura di acqua dolce agli stagni di pesca o mantenimento della circolazione negli impianti di acquacoltura.

6. Pompa solare di superficie e pompa solare sommergibile

7. Considerazioni sull'installazione

• Posizionamento della pompa: La pompa deve essere installata il più vicino possibile alla fonte d'acqua e il più in basso possibile per ridurre al minimo l'altezza di aspirazione e ridurre il rischio di cavitazione.
• Lunghezza e diametro del tubo di ingresso: Tubi di aspirazione più lunghi o più stretti aumentano le perdite per attrito e riducono la capacità di aspirazione effettiva. Il diametro del tubo deve essere uguale o maggiore della porta di ingresso della pompa.
• Installazione della valvola di fondo: Una valvola di fondo alla base del tubo di ingresso trattiene l'acqua nel tubo quando la pompa si ferma, consentendone il riavvio senza riadescamento manuale.
• Riparo e protezione: I motori e i controller montati su superficie devono essere protetti dalla pioggia diretta, dalla polvere e dalle radiazioni solari estreme per prolungare la durata dei componenti.
• Montaggio sicuro: Il telaio della base della pompa deve essere ancorato a una superficie stabile per evitare allentamenti e disallineamenti indotti dalle vibrazioni durante il funzionamento.

8. Domande frequenti

D1: Perché l'altezza di aspirazione è limitata a circa 7-8 metri per le pompe di superficie?

La pressione atmosferica al livello del mare può teoricamente sostenere una colonna d'acqua di circa 10,3 metri. In pratica, le perdite per attrito nel tubo di aspirazione, la temperatura dell'acqua, l'altitudine e la pressione del vapore riducono il limite di aspirazione effettivo a 7-8 metri . Il superamento di questo limite provoca cavitazione, che danneggia la girante della pompa e riduce le prestazioni.

Q2: Una pompa solare di superficie può gestire acqua contenente sedimenti o alghe?

Le pompe centrifughe di superficie standard sono progettate per acqua relativamente pulita. L'acqua con un elevato contenuto di sedimenti, sabbia o alghe accelera l'usura delle giranti e delle guarnizioni. An filtro di ingresso è essenziale e, in fonti fortemente contaminate, dovrebbe essere presa in considerazione una fase di prefiltrazione prima dell'ingresso della pompa.

Q3: Una pompa solare di superficie necessita di un controller dedicato?

SÌ. A regolatore della pompa solare con MPPT è necessario per convertire in modo efficiente l'uscita variabile del pannello fotovoltaico in potenza stabile di azionamento del motore. Senza un controller, il motore è soggetto a fluttuazioni di tensione che riducono l'efficienza e rischiano di danneggiarlo. Il controller fornisce inoltre protezioni essenziali come l'arresto per funzionamento a secco e l'interruzione per sovracorrente.

Q4: Cosa succede se il livello dell'acqua scende al di sotto del tubo di ingresso durante il funzionamento?

Se l'ingresso è esposto all'aria, la pompa perde l'adescamento e inizia a funzionare a secco. Il funzionamento a secco provoca un rapido surriscaldamento delle guarnizioni della pompa e dei cuscinetti del motore. A protezione contro il funzionamento a secco La funzione nel controller della pompa solare rileva la condizione anomala tramite caduta di corrente o un sensore del livello dell'acqua e spegne automaticamente la pompa per evitare danni.

Q5: Quanti pannelli fotovoltaici sono necessari per una pompa solare di superficie?

La capacità richiesta dell'array fotovoltaico dipende dalla potenza nominale del motore, dalle ore di punta giornaliera del sole nel sito e dalle perdite di efficienza del sistema. Come linea guida generale, la potenza totale del pannello dovrebbe essere approssimativa da 1,2 a 1,5 volte la potenza nominale del motore in watt. Una valutazione dell'irradianza solare specifica del sito fornisce la base di dimensionamento più accurata.