1. Co je solární ponorné čerpadlo
A solární ponorné čerpadlo je uzavřená čerpací jednotka navržená pro provoz plně ponořená ve vodě, poháněná fotovoltaickými (PV) solárními panely. Motor a těleso čerpadla jsou umístěny v jediné vodotěsné sestavě, která se spouští přímo do vrtu, studny nebo nádrže. Elektrická energie je přiváděna z povrchu pomocí ponorného kabelu připojeného k regulátoru solárního čerpadla.
Na rozdíl od povrchových čerpadel, která se spoléhají na sání, aby nasávali vodu nahoru, ponorné čerpadlo tlačí vodu zespodu nahoru , což mu umožňuje pracovat ve výrazně větších hloubkách s vyšší účinností. Tato konstrukce je zvláště vhodná pro extrakci vody mimo síť, kde je napájení ze sítě nedostupné nebo nespolehlivé.
Deye Group se specializuje na návrh a výrobu ponorná čerpadla od roku 1990, aplikující precizní inženýrství a přísnou kontrolu kvality s cílem dodávat produkty vhodné pro různé globální aplikace.
2. Základní součásti systému solárního ponorného čerpadla
- FV solární panely: Přeměňte sluneční světlo na stejnosměrnou elektrickou energii pro napájení systému čerpadla.
- Regulátor solárního čerpadla: Reguluje přeměnu energie pomocí technologie MPPT a VFD, poskytuje ochranu motoru a může podporovat hybridní síťový/solární vstup.
- Motor ponorného čerpadla: Buď stejnosměrný bezkomutátorový motor nebo 3-fázový střídavý indukční motor utěsněný v krytu čerpadla.
- Sestava stupně čerpadla: Jeden nebo více stupňů oběžného kola, které stlačují vodu a tlačí ji nahoru přes výtlačné potrubí.
- Ponorný kabel: Voděodolný kabel přenášející napájení z ovladače na povrchu dolů k motoru.
- Výtlačné potrubí a zpětný ventil: Přenáší vodu na povrch; zpětný ventil zabraňuje zpětnému toku, když se čerpadlo zastaví.
- Zásobník vody (volitelně): Uchovává čerpanou vodu pro použití v noci nebo v obdobích s nízkou intenzitou záření, což snižuje potřebu zálohování baterií.
3. Typy solárních ponorných čerpadel
3.1 Podle typu motoru
| Typ motoru | Vstup napájení | Charakteristika | Společný rozsah výkonu |
| Bezkomutátorový DC motor | DC přímo z FV | Žádné kartáče, nižší nároky na údržbu, kompaktní design | 0,1 až 3 kW |
| 3-fázový AC indukční motor | AC z ovladače solárního invertoru | Robustní, široce použitelné, vhodné pro vysoký výkon | 0,75 až 75 kW a více |
3.2 Podle průměru vrtu
Solární ponorná čerpadla jsou vyráběna ve staardních vnějších průměrech, aby vyhovovala běžným velikostem vrtů. Nejpoužívanější jsou 4 palce (100 mm) and 6 palců (150 mm) jednotky průměru. Pro průmyslové aplikace s vysokým průtokem jsou k dispozici větší průměry, jako je 8 palců a 10 palců.
3.3 Podle rozsahu hlavy
- Mělká studna (pod 30 m): Zásobování domácností vodou, zavlažování zahrad, napájení hospodářských zvířat.
- Střední hloubka (30 až 100 m): Obecní vodovod, drobné zemědělské závlahy.
- Hluboký vrt (nad 100 m): Projekty rozsáhlých závlah, odběry podzemních vod obcí, zásobování průmyslovou vodou.
4. Klíčové parametry výkonu
| Parametr | Popis |
| průtok (Q) | Objem dodávané vody za hodinu (m3/h) nebo za minutu (L/min) při jmenovitých podmínkách |
| Celková výška (H) | Součet vertikálního zdvihu, ztrát třením potrubí a výstupního tlaku, měřeno v metrech |
| Výkon motoru (kW) | Jmenovitý příkon na hřídeli čerpadla za projektovaných provozních podmínek |
| Účinnost čerpadla (%) | Poměr hydraulického výkonu k mechanickému příkonu; vyšší hodnoty snižují požadovanou FV kapacitu |
| Maximální hloubka ponoru (m) | Jmenovitá hloubka, do které lze čerpací jednotku bezpečně spustit |
| Tolerance obsahu písku | Maximální přípustný obsah písku nebo sedimentu v čerpané vodě, obvykle vyjádřený v g/m3 |
| Třída izolace motoru | Tepelná klasifikace izolace vinutí motoru; Třída F (155 stupňů C) je standardem pro ponorná čerpadla |
5. Aplikační scénáře
- Zemědělské zavlažování: Odsávání podzemní vody pro kapkové, sprinklerové nebo záplavové zavlažování v oblastech bez přístupu k elektrické síti.
- Zásobování venkovskou pitnou vodou: Solární čerpadla do vrtů poskytují komunitám v odlehlých oblastech spolehlivý přístup k čisté podzemní vodě.
- Napájení hospodářských zvířat: Automatizovaný přívod vody do žlabů a nádrží pro skot, ovce a další hospodářská zvířata v pasteveckých oblastech.
- Akvakultura: Cirkulace a doplňování vody v rybnících a na farmách s krevetami, kde je vyžadován nepřetržitý průtok vody.
- Humanitární a rozvojové projekty: Mezinárodní vývojové organizace nasazují systémy solárních ponorných čerpadel v subsaharské Africe, jižní Asii a Latinské Americe jako součást programů přístupu k čisté vodě.
- Zásobování průmyslovou vodou: Procesní vodu pro výrobu, odvodňování staveniště a hospodaření s důlní vodou pomocí vysokokapacitních systémů hlubinných vrtů.
6. Solární ponorné čerpadlo vs. povrchové solární čerpadlo
| Kritéria | Solární ponorné čerpadlo | Povrchové solární čerpadlo |
| Místo instalace | Ponořený do studny, vrtu nebo nádrže | Montáž nad zemí v blízkosti vodního zdroje |
| Maximálně praktická hlava | 200 m nebo více (vícestupňové) | Typicky pod 25 m sací výšky |
| Požadavek na základní nátěr | Žádné (samonasávací podle návrhu) | Povinné před spuštěním |
| Úroveň hluku | Nízká (motor ponořený ve vodě) | Vyšší (motor vystavený nad zemí) |
| Přístup k údržbě | Vyžaduje extrakci ze studny | Přímo přístupné na povrchu |
| Vhodný zdroj vody | Vrty, hluboké studny, nádrže | Řeky, rybníky, otevřené nádrže |
7. Materiálové a konstrukční normy
Materiály použité v ponorném čerpadle přímo ovlivňují odolnost proti korozi, životnost a vhodnost pro různé chemické složení vody. Mezi běžné materiály patří:
- Nerezová ocel 304 nebo 316: Používá se pro tělesa čerpadel, oběžná kola a skříně motorů, kde je vyžadována odolnost proti korozi. Třída 316 nabízí vynikající odolnost ve slané nebo brakické vodě.
- Noryl nebo technické plasty: Používá se pro oběžná kola v nenáročných nebo nákladově citlivých aplikacích; odolný proti chemické korozi, ale omezený v abrazivním prostředí.
- Karbonová keramická ložiska: Vodou mazaná ložiska, která nahrazují olejem mazané konstrukce, eliminují riziko kontaminace olejem v aplikacích s pitnou vodou.
- Izolace vinutí motoru: Vinutí ponorného motoru používá izolační materiály třídy F nebo třídy H, které jsou dimenzované tak, aby vydržely dlouhodobé vystavení vlhkosti a zvýšeným teplotám.
Platí Deye Group přísný výběr materiálů a kontrola kvality v každé výrobní fázi, aby byla zajištěna dlouhodobá výkonnost v náročných provozních podmínkách.
8. Často kladené otázky
Q1: Může solární ponorné čerpadlo běžet bez ovladače?
Ne. Přímé připojení ponorného čerpadla k FV poli bez regulátoru vystavuje motor neregulovaným kolísání napětí a proudu, což může způsobit přehřátí, poškození vinutí a výpadek chodu nasucho. A vyhrazený ovladač solárního čerpadla s MPPT a funkcemi ochrany motoru je vyžadována pro bezpečný a efektivní provoz.
Q2: Jaký je účinek písku a sedimentu na ponorné čerpadlo?
Nadměrný obsah písku urychluje opotřebení oběžných kol a těsnění čerpadla a zkracuje životnost. Při čerpání z písčitých vrtů výběr čerpadla s nerezová oběžná kola a je důležité hodnocení tolerance písku vhodné pro vodní zdroj. Odlučovač písku nebo usazovací nádrž mohou také snížit zatížení pohlcenými částicemi.
Q3: Jak hluboko lze solární ponorné čerpadlo nainstalovat?
Maximální instalační hloubka je určena specifikací jmenovité hloubky ponoru čerpadla a délkou ponorného kabelu. Většina standardních jednotek je dimenzována pro hloubky ponoření mezi 50 m a 200 m. The celková dynamická hlava (instalační hloubka plus ztráty v potrubí) musí zůstat v rozsahu jmenovité dopravní výšky čerpadla pro správnou funkci.
Q4: Je pro systém solárního ponorného čerpadla potřeba baterie?
Ve většině instalací není baterie vyžadována. Standardním přístupem je čerpání vody během denního světla do nadzemního podlaží skladovací nádrž , který pak kdykoliv samospádem dodává vodu. Pro aplikace vyžadující noční čerpání lze použít bateriové úložiště nebo hybridní regulátory sítě.
Q5: Jak je solární ponorné čerpadlo extrahováno pro údržbu?
Čerpadlo se vysune zatažením za bezpečnostní lano nebo výtlačné potrubí, které jej podpírá ve vrtu. Ponorný kabel je během vytahování stočen a spravován samostatně. Správná instalace se jmenovitým bezpečnostním lanem je nezbytná, aby se zabránilo tomu, že se čerpadlo stane neobnovitelným na dně vrtu.
Deye Group | Založena 1990 | Ponorná čerpadla, bazénová čerpadla a ovladače čerpadel