Руководство покупателя глубинного солнечного насоса: советы по выбору и установке

Солнечный насос для глубоких скважин — это погружной насос, работающий от солнечных батарей, размер которого зависит от глубины скважины, потребности в воде и доступного солнечного света. Для большинства новых установок гибридный насос переменного/постоянного тока является наиболее практичным выбором: он качает энергию от солнечной энергии в течение дня и автоматически переключается на питание от сети или генератора ночью или в пасмурную погоду. В этом руководстве объясняется, как выбрать, определить размер и установить один из них без метода проб и ошибок, который обычно приводит к повторной покупке.

Что такое солнечный насос для глубоких скважин?

Солнечный насос для глубоких скважин — это многоступенчатый погружной насос, приводимый в действие двигателем постоянного, переменного или гибридного переменного/постоянного тока, работающим на солнечной энергии и предназначенный для установки внутри узкого кожуха скважины. Он использует несколько ступеней рабочего колеса для подъема воды с глубин, где обычный поверхностный насос не может обеспечить достаточное всасывание.

Основные компоненты просты:

• Солнечные панели, преобразующие солнечный свет в электричество постоянного тока.
• Контроллер насоса, который управляет напряжением, током и функциями защиты.
• Погружной насос, который нагнетает воду через сливную трубу.
• Резервуар для хранения, проводка и трубопроводы, которые доставляют воду туда, где она необходима.

Глубинные насосы сгруппированы по наружному диаметру: 3 дюйма, 4 дюйма и 6 дюймов. Размер 4 дюйма подходит для большинства домашних и небольших фермерских колодцев; 6-дюймовые модели обычно используются в коллекторных колодцах с большим объемом или на большей глубине. Поскольку насос устанавливается под водой, с охлаждением двигателя, вводом кабеля и весом отводной трубы необходимо обращаться иначе, чем с поверхностным насосом.

Шесть цифр, определяющих правильный насос

Вы можете сузить каждого кандидата на солнечные насосы для глубоких скважин до короткого списка, сначала собрав шесть цифр: общий напор, требуемый расход, диаметр скважины, качество воды, солнечный ресурс и доступный резервный источник переменного тока. Сама по себе мощность не скажет вам, сможет ли насос поднимать воду.

Качество воды влияет на материал рабочего колеса больше, чем любой другой фактор. Пластиковые крыльчатки эффективны и экономичны для чистой воды; Импеллеры из нержавеющей стали устойчивы к истиранию и дольше служат в песчаных или песчаных скважинах. Если в журнале скважины упоминается песок или осадок, выберите модель из нержавеющей стали, а не надейтесь, что фильтр все уловит.

4-дюймовый погружной насос переменного/постоянного тока с крыльчаткой из нержавеющей стали (800–3000 Вт) Этот 4-дюймовый насос с рабочим колесом из нержавеющей стали подходит для глубоких бытовых колодцев и небольших систем орошения, где присутствует песчаная вода. Его устойчивая к коррозии конструкция лучше справляется с песчаными условиями, чем пластиковые крыльчатки, что делает его надежным выбором для применений с высокими требованиями, описанных выше. Посмотреть продукт →

4-дюймовый насос переменного/постоянного тока из нержавеющей стали мощностью 800–3000 Вт является обычной отправной точкой для глубоких бытовых колодцев и небольших ирригационных систем. Он сочетает в себе стойкость к коррозии и достаточную напорную способность для большинства жилых и сельскохозяйственных применений.

Как подобрать размер солнечной батареи и резервуара для хранения

Запланируйте мощность солнечной панели примерно от 1,5 до 2 кВт на каждый 1 кВт потребляемой мощности насоса, а затем используйте резервуар для воды для покрытия ночных и пасмурных периодов вместо покупки большого аккумулятора. Точное число зависит от ежедневной энергии, а не только от мощности насоса.

Пример: насос мощностью 1200 Вт, работающий около 6 часов в день, потребляет 7,2 кВтч/день. При 5 часах пикового солнечного света и эффективности системы 75 процентов массиву требуется 7,2 ÷ (5 × 0,75) = 1,92 кВт. Добавьте сюда запасы по пыли и температуре, и массив мощностью 2–2,2 кВт станет разумным.

• Убедитесь, что диапазон напряжения массива соответствует окну MPPT контроллера.
• Увеличьте размер массива на 10–20 процентов из-за пыли, тепла и старения панели.
• Для большинства удаленных источников воды используйте резервуар для хранения воды вместо батарей.
• Установите поплавковый выключатель, чтобы насос останавливался, когда бак полон.

Для определения потребности сельскохозяйственных культур в воде и сезонных пиков используйте тот же расчет и вводимые данные из вашего графика орошения; наш Руководство по орошению с помощью солнечного насоса освещает детали.

Постоянный ток, переменный ток или гибридный переменный/постоянный ток: какая конфигурация лучше?

Гибридная система переменного/постоянного тока представляет собой лучший баланс гибкости и стоимости для большинства применений в глубоких скважинах, поскольку она использует солнечную энергию, когда она доступна, и автоматически переключается на переменный ток, когда ее нет. Системы, работающие только на постоянном токе, дешевле в очень отдаленных местах, а насосы, работающие только на переменном токе, теряют главное преимущество солнечной энергии.

Гибридные контроллеры сочетают в себе MPPT, автоматическое переключение и защиту насоса в одном корпусе. Они контролируют напряжение солнечной энергии, запускают насос, когда солнца достаточно, и переходят на переменный ток без ручного переключения. Контроллер класса 1100–3000 Вт подходит для обычных 4-дюймовых насосов; Системы с высоким напором или более высоким расходом переходят на более крупные контроллеры.

Контроллер насоса переменного/постоянного тока с автопереключением солнечной энергии для насосов мощностью 1100–3000 Вт Этот контроллер отдает приоритет солнечной энергии, автоматически переключаясь на переменный ток при слабом освещении или ночью для бесперебойной подачи воды. Благодаря защите от сухого хода и перегрузки, а также характеристикам MPPT, он соответствует диапазону мощности 1100–3000 Вт и подходит для гибридной установки, описанной в соседнем тексте. Посмотреть продукт →

Если у вас глубокая скважина и тяжелые условия эксплуатации, также убедитесь, что фаза и напряжение переменного тока контроллера соответствуют местному источнику питания. Хороший контроллер должен иметь защиту от сухого хода, защиту от перегрузки и стабильное поведение MPPT.

Проверки установки, предотвращающие преждевременный отказ

Большинство ранних отказов солнечных насосов для глубоких скважин связаны с ошибками установки, а не сбоями самих насосов. Четырьмя наиболее распространенными причинами являются кабель недостаточного размера, отсутствие защиты от сухого хода, плохое охлаждение двигателя и использование кабеля питания для поддержки насоса.

• Используйте таблицу размеров кабелей производителя и следите за тем, чтобы падение напряжения постоянного тока не превышало 3 процентов. Кабель недостаточного размера снижает скорость насоса и может привести к перегреву.
• Закрепите кабель питания на отводной трубе. Кабель ни в коем случае не должен выдерживать вес насоса.
• Установите насос ниже динамического уровня воды, но выше дна колодца. Частично открытый двигатель может перегреться, даже если впускное отверстие еще влажное.
• Установите отсечку при низком уровне воды или датчик сухого хода. Работа без воды — самый быстрый способ вывести из строя погружной насос.
• Добавьте защиту от перенапряжения в зонах, подверженных воздействию молний, ​​и сделайте все соединения водонепроницаемыми.

Для скважин с высоким ежедневным потреблением больший корпус насоса сокращает время работы и механические нагрузки. 6-дюймовая модель из нержавеющей стали является логичным шагом вперед, когда 4-дюймовому насосу придется работать слишком долго, чтобы заполнить накопительный бак.

6-дюймовый погружной насос переменного/постоянного тока с крыльчаткой из нержавеющей стали (800–3000 Вт) Этот 6-дюймовый насос из нержавеющей стали справляется с большим ежедневным потреблением и колодезной водой, содержащей песок, сокращая время работы по сравнению с моделями меньшего размера. Он создан для проектов централизованного водоснабжения, орошения ферм и деревенского водоснабжения, как упоминалось в обсуждении более крупных насосных корпусов для колодцев с высоким спросом. Посмотреть продукт →

Техническое обслуживание и ожидаемый срок службы

Правильно выбранный и установленный солнечный глубинный насос может работать от 8 до 12 лет, при этом регулярные проверки сосредоточены на солнечной батарее, контроллере и качестве воды, а не на самом насосе. Износ рабочего колеса и выход из строя уплотнений являются обычными видами неисправности.

• Проверяйте показания расхода и тока не реже одного раза в месяц.
• Очистите поверхности панелей от пыли, птичьего помета и органических отложений.
• Проверьте кабельные соединения и коды неисправностей контроллера.
• Проверьте воду на наличие песка или осадка; если производительность падает, проверьте впускную сетку и рабочие колеса.

Регистрация времени работы насоса, статического уровня воды и суточной производительности поможет вам обнаружить потерю производительности до того, как она перерастет в поломку.

Часто задаваемые вопросы

Может ли солнечный насос для глубокого колодца работать ночью?

Со стандартной солнечной системой нет. Насос работает только тогда, когда массив генерирует достаточную мощность. Гибридный насос переменного/постоянного тока автоматически переключается на питание от сети или генератора; Система с батарейным питанием также может работать всю ночь, но резервуар для воды обычно является более дешевым способом хранения энергии.

Насколько глубоко солнечная глубокая скважина может поднять воду?

Правильная спецификация — максимальный общий напор, а не глубина скважины. Насос, рассчитанный на напор 100 м, может обслуживать скважину длиной 70 м при еще 30 м трения в трубе и давления нагнетания. Многие многоступенчатые солнечные насосы рассчитаны на высоту от 50 до 200 м и более.

Нужны ли мне батарейки?

Не для большинства систем орошения, животноводства или автономного бытового водоснабжения. Храните воду в резервуаре и перекачивайте ее в солнечные часы. Батареи имеют смысл только тогда, когда вам нужна вода под давлением в любой момент и вы не можете рассчитывать на резервное подключение к сети переменного тока.

Какой размер солнечной панели мне нужен?

Начните с мощности, в 1,5–2 раза превышающей номинальную мощность насоса, а затем уточните ее с учетом пиковых солнечных часов и эффективности системы. Для насоса мощностью 1000 Вт установка мощностью 1500–2000 Вт является разумной предварительной цифрой.

Рабочее колесо из пластика или нержавеющей стали?

Используйте пластиковые рабочие колеса для получения чистой, неабразивной воды и снижения себестоимости. Используйте рабочие колеса из нержавеющей стали для песчаных скважин, агрессивной воды или когда вам нужны более длительные интервалы между капитальными ремонтами.

Итог для покупателей

Кратчайший путь к надежной системе — сначала определить общий напор и суточный расход, затем выбрать насос и контроллер как согласованный комплект, а затем определить размер массива и резервуара. Гибридный насос переменного/постоянного тока позволяет избежать проблемы ручного переключения, которая разочаровывает многие солнечные проекты. Если вы не уверены в расчетах, перед заказом сообщите производителю журнал скважин, ежедневную потребность в воде и местоположение объекта; см. наш страница контактов .