Anwendungsleitfaden für Solarwasserpumpen: Wichtige Entscheidungen zur Effizienzsteigerung

Das Kernprinzip des solaren Photovoltaik-Wasserpumpensystems, abgekürzt als Solarwasserpumpensystem, besteht darin, die von den Solarzellenmodulen umgewandelte elektrische Energie umzuwandeln und über die Steuerung der Photovoltaik-Wasserpumpe genau zu steuern, um die Wasserpumpe anzutreiben, um Wasser aus der Wasserquelle zu extrahieren und zu transportieren.
Das Solarwasserpumpensystem wandelt mithilfe von Photovoltaikmodulen und Steuerungen Sonnenenergie effizient in elektrische Energie um und treibt so die Wasserpumpe zum Laufen. Unter ihnen arbeiten Photovoltaikmodule als Schlüssel zur Energieumwandlung mit mehreren Solarzellen zusammen, um Sonnenenergie effizient in elektrische Energie umzuwandeln. Die Steuerung der Photovoltaik-Wasserpumpe verwendet den MPPT-Algorithmus (Maximum Power Tracking), um die Durchflussrate der Wasserpumpe in Echtzeit zu überwachen und anzupassen, um sicherzustellen, dass sie mit der Ausgangsleistung des Photovoltaik-Zellenmoduls übereinstimmt. Auf diese Weise kann das System die Durchflussmenge der Wasserpumpe intelligent an Änderungen der Lichtintensität und Temperatur anpassen und so stets den optimalen Betriebszustand der Photovoltaikmodule aufrechterhalten und die Nutzung der Solarenergieressourcen maximieren.
Anwendung einer Kreiselwasserpumpe bei der photovoltaischen Wassergewinnung
Eigenschaften und Einschränkungen von Kreiselwasserpumpen
Kreiselwasserpumpen werden aufgrund ihrer Eignung für hohe Durchflussraten und niedrige Förderhöhen häufig in solarbetriebenen Wasserhebeprojekten eingesetzt. Aufgrund der wetterbedingten Schwankungen der Sonnenenergie müssen Photovoltaik-Wasserpumpensysteme jedoch auf Antriebe mit variabler Frequenz zurückgreifen, um sich an diese Veränderungen anzupassen. Es ist zu beachten, dass der Antrieb mit variabler Frequenz die Drehzahl der Wasserpumpe beeinflusst. Kreiselwasserpumpen können normalerweise kein Wasser bei Frequenzen unter 25 Hz fördern. Darüber hinaus beträgt der gewichtete durchschnittliche Wirkungsgrad innerhalb des Arbeitsfrequenzbereichs von 30 Hz bis 50 Hz des Abwassers nur 30 % bis 40 % des Wirkungsgrads unter Nennbetriebsbedingungen. Daher ist der tatsächliche gewichtete Wirkungsgrad einer durch Photovoltaik betriebenen Kreiselwasserpumpe normalerweise auf 30 % bis 40 % des Nennwirkungsgrads im Betriebspunkt begrenzt. Mittlerweile wird auch die Wasserhebezeit deutlich kürzer sein als die durchschnittliche Sonnenscheindauer.
Anwendung einer Kolbenwasserpumpe bei der Wasserförderung durch Photovoltaik
Vorteile der Kolbenwasserpumpe
Kolbenwasserpumpen erbringen gute Leistungen im Bereich der solarbetriebenen Wasserförderung und zeichnen sich durch ihre Anpassungsfähigkeit an Arbeitsumgebungen mit geringen Durchflussraten und hoher Förderhöhe aus. Die Effizienzkurve dieser Art von Wasserpumpe ist glatt und stabil, sie kann bei niedrigen Frequenzen wie 5 Hz reibungslos starten und einen Langzeitbetrieb bei 8 Hz erreichen.
Kolbenwasserpumpen eignen sich für den Betrieb bei geringem Durchfluss, hoher Förderhöhe und niedriger Frequenz mit hohem Wirkungsgrad und einer höheren Gesamtenergienutzungsrate als Kreiselpumpen. Unter Nennbetriebsbedingungen kann der Wirkungsgrad von Kolbenpumpen bis zu 80 % erreichen, ohne dass das Problem besteht, dass Kreiselpumpen bei niedrigen Frequenzen kein Wasser produzieren können. Daher liegt der Energienutzungsgrad von Kolbenpumpen in der Regel bei bis zu 90 % und ihr gewichteter Wirkungsgrad ist mindestens doppelt so hoch wie der von Kreiselpumpen. Darüber hinaus reduziert das mit einer Kolbenwasserpumpe ausgestattete Photovoltaik-Wasserhebesystem bei gleichen Förderhöhen- und Durchflussbedingungen die Anzahl der Photovoltaikzellenmodule im Vergleich zu einer Zentrifugalwasserpumpe um das Zwei- bis Dreifache und senkt die Systemkosten um mehr als das Einmalige. Gleichzeitig ist die tägliche Wasserförderleistung deutlich besser als die einer Kreiselwasserpumpe.