اختيار وتصميم مضخات المياه بالطاقة الشمسية في أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية

اختيار وتصميم مضخات المياه في أنظمة ضخ المياه الكهروضوئية

• المحرك والمضخة

• اختيار وتصميم مضخة المياه بالطاقة الشمسية

المحرك والمضخة

تهدف جميع إجراءات نظام ضخ المياه الكهروضوئي إلى إنتاج المزيد من المياه بشكل ثابت وموثوق، ويجب تنفيذها على عمل المحرك ومضخة المياه. بالنسبة لمضخة المياه الكهروضوئية، فإن الجمع بين المحرك ومضخة المياه ليس مثل المحرك المشترك ومضخة المياه. التجميع 'غير رسمي' للغاية، لأن مستوى الطاقة ومستوى الجهد للمحرك مقيدان إلى حد كبير بمستوى الجهد ومستوى الطاقة لوحدة الخلايا الشمسية، لذلك عندما تنعكس متطلبات رفع وتدفق المضخة على المحرك، يجب أن يتم تصميمه خصيصًا بشرط مراعاة هيكل وحدات الخلايا الشمسية. 

نظرًا للمتطلبات المختلفة للمستخدمين المختلفين، تشمل المحركات الدافعة لمضخات المياه الكهروضوئية ما يلي: 

• محركات التيار المستمر التقليدية ذات مستويات الجهد المختلفة

• محركات مغناطيسية دائمة بدون فرش تعمل بالتيار المستمر 

• المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور 

• المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم

• محركات الممانعة 

انطلاقًا من وضع الاستخدام الحالي، فإن المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور والمحركات غير المتزامنة التي تعمل بالتيار المستمر هي الأكثر، ولا تزال الأنظمة عالية الطاقة تستخدم بشكل أساسي محركات غير متزامنة ثلاثية الطور عالية الكفاءة. عند تصميم المحرك، من الضروري مراعاة ظروف التشغيل المحددة لمضخة المياه الكهروضوئية بشكل كامل، وأهمها: عملية تحويل التردد، والتغيرات الكبيرة في معدل التحميل عاجلاً أم آجلاً، وما إلى ذلك. وفي هذه الحالة يجب أن نسعى جاهدين لجعل المحرك بأعلى متوسط ​​كفاءة على مدار اليوم والسنة. على عكس المحركات العادية، يمكن اعتبار أنها تعمل دائمًا تحت مصدر الطاقة بجهد ثابت. في المجتمعات النائية، تعد إحدى الطرق المثالية لاستخدام معدات رفع المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية الكهروضوئية لحل مشاكل مياه الشرب والري للأشخاص والحيوانات في هذه المناطق بدون كهرباء. فمن ناحية، بعض المناطق غنية بموارد الطاقة الشمسية؛ من ناحية أخرى، فإن معدات ضخ المياه الكهروضوئية لا تحتوي على تلوث، ولا ضوضاء، وموثوقية عالية، والحد الأدنى من عبء عمل الصيانة، والتكلفة المنخفضة، وهي أقل بحوالي النصف من تكلفة ضخ المياه بمحرك الديزل. وموثوقيتها تتجاوز بكثير طاقة الرياح لرفع المياه. مع تجديد الخلايا الشمسية والبحث والتطوير فيها، سيكون احتمال تطبيق ضخ المياه الكهروضوئية أوسع. 

يتكون نظام ضخ المياه الكهروضوئية من 4 أجزاء: مكونات الخلايا الشمسية، التحكم (العاكس)، المحرك ونظام ضخ المياه.

يعد اختيار وتصميم مضخة المياه في نظام ضخ المياه الكهروضوئي مميزًا أيضًا. وفقا لمتطلبات المستخدمين المختلفة للتدفق والرأس، يمكن اختيار نوع المضخة وفقا للمبادئ التالية من حيث الاقتصاد والموثوقية: يجب على المستخدمين الذين يحتاجون إلى تدفق صغير ورأس مرتفع اختيار مضخات الإزاحة الإيجابية؛ المستخدمون الذين يحتاجون إلى تدفق أكبر ورأس أعلى يجب على المستخدمين الذين يحتاجون إلى استخدام المضخات الكهربائية الغاطسة اختيار المضخات الكهربائية الغاطسة؛ يجب على المستخدمين الذين يحتاجون إلى تدفق كبير ولكن رفع منخفض أن يستخدموا بشكل عام محركات المضخات ذاتية التحضير ومضخات المياه.