太陽光発電ポンプ

太陽光発電ポンプは、太陽光発電パネルによって発電された電力またはグリッド電力またはディーゼルランウォーターポンプとは対照的に、収集された太陽光から利用可能な放射熱エネルギーで動作するポンプです。太陽光発電ポンプの運転は、主に内燃機関(ICE)によって動力を供給されるポンプよりも、操作および維持コストが低く、環境への影響が少ないため経済的です。ソーラーポンプは、グリッド電力が利用できず、代替エネルギー源(特に風力)が十分なエネルギーを供給しない場合に有用です。

ソーラーポンプシステムは、従来の電気またはディーゼルによって供給される代わりに、太陽光発電ソーラーパネルによって直接供給される油圧ポンプからなる。

風力発電のような太陽光発電システムは、一般的な電力網にアクセスすることが不可能な場合、または非常に高価な場合に非常に便利です。それらのコストは、操作およびメンテナンスのコストが低いため一般的に安価であり、内燃機関によって動力を供給されるポンプシステムよりも環境への影響が低く、信頼性も低い。

使用されるポンプは、交流(AC)または直流(DC)のいずれかであり得る。通常、DCモータは最大3kWの中小用途に使用されますが、大型の用途では、ACモータは、使用のために太陽電池パネルからのDC電流を変換するインバータに接続されて使用されます。これにより、複雑な灌漑システムや貯水池の供給に使用できる0.15kWから55kWを超える寸法システムが可能になります。場合によっては、太陽光発電パネルと風力タービンの両方からエネルギーを受け取り、実質的にポンピングを改善するハイブリッド電力システムが設置される。

ポンピングシステムは、場所の日射条件、ポンピングの総動的高さ、および1日あたりの水の必要性に従って寸法が決められている。バッテリの使用はメンテナンスが必要であり、故障の原因となる可能性があるため、お勧めできません。日射量の少ない日のための予備として機能する水槽を設置することをお勧めします。このために、オーストラリアのタンク、トレイ、または発掘されたタンクの設置が一般的です。

現在、ソーラーポンピングの大手企業はGrundfosとLorentzです。後者は寿命が長く、ソーラーパネルが少なくて済む新しいブラシレスDCモーターシステムを開発しました。低コストで太陽光ポンプを製造するアジアの多くのブランドもあります。

コンポーネント
太陽光発電式ポンプシステムには、3つの部分があります。

ソーラーパネル。
コントローラ
ポンプ

PVシステムのサイズは、ポンプのサイズ、必要な水の量(m³/ d)に直接依存しますが、利用可能な太陽放射照度。

コントローラの目的は2つある。第1に、それは、ポンプが太陽電池パネルから利用可能な入力電力で受け取る出力電力と一致する。第2に、コントローラは通常、低電圧保護を提供し、それにより、電圧がポンプの動作電圧範囲に対して低すぎるか高すぎる場合、システムはスイッチオフされる。これにより、ポンプの寿命が長くなり、メンテナンスの必要性が減ります。他の補助的な機能には、水源レベルが低いときまたは貯蔵タンクが満杯のときにシステムを自動的に停止すること、水の出力圧力を調整すること、ソーラーパネルとグリッドまたはガソリンジェネレータのような代替電源との間に電力入力を混合すること、製造業者がクラウドサービスとして提供するオンラインポータルを通して、システムを遠隔監視および管理する。

ソーラーポンプモータの電圧は、AC(交流)またはDC(直流)とすることができる。直流モータは、定格が約4kWまでの中小用途に使用され、庭園、造園、家畜用飲料水、小規模灌漑プロジェクトなどの用途に適しています。 DCシステムは、同様のサイズのACポンプより全体的に高い効率レベルを有する傾向があるので、より小さなソーラーパネルを使用することができるので、コストが低減される。

最後に、交流ソーラーポンプが使用される場合、ソーラーパネルからの直流をポンプ用の交流に変えるインバータが必要である。サポートされるインバータの出力範囲は0.15〜55kWで、より大きな灌漑システムに使用できます。しかし、パネルとインバーターは、ACモーターの突入特性に対応するようにサイズを変更する必要があります。適切なサイジングを助けるために、大手製造業者は第三者認証会社によってテストされた独自のサイジングソフトウェアを提供しています。サイジングソフトウェアには、日射量の季節的な変化のために変わる予測される毎月の水出力が含まれている場合があります。

ウォーターポンピング
太陽光発電の給水ポンプは、家畜や灌漑目的で水だけでなく飲料水を供給することができます。大規模な灌漑には大量の水が必要であり、大規模な太陽電池アレイが必要となるため、ソーラーウォーターポンプは小規模または共同体ベースの灌漑に特に有用です。水は年間の一部でしか必要とされないため、大きなPVアレイは必ずしも必要ではない余分なエネルギーを供給し、システムを非効率的にします。

インドでは、太陽光発電の水供給システムが灌漑や飲料水として使用されています。大部分のポンプには、4,800 WpのPVアレイからエネルギーを受け取る2000ワット-3,700ワットのモーターが取り付けられています。 5hpシステムは、合計50mのセットオフヘッドと70mのダイナミックヘッドから約124,000リットルの水を供給することができます。 2016年8月30日までに、インドには合計120万台の太陽光発電システムが設置されています。このシステムでは、19M.H.Wと26トンの二酸化炭素

オイルとガス
化石燃料の環境への影響に関連する否定的な宣伝を撲滅するために、業界は太陽光発電システムを採用しています。多くの石油およびガス井は、操作を維持し抽出率を向上させるために、様々な化学物質を圧迫して正確に注入(計量)する必要があります。歴史的に、これらの化学注入ポンプ(CIP)は、井戸のガスの圧力を利用して原料ガスを大気中に排出するガス往復運動モータによって駆動されてきた。太陽光発電電動ポンプ(ソーラーCIP)は、これらの温室効果ガスの排出を削減することができます。ソーラーアレイ(光電池)は、CIPの持続可能な電源を提供するだけでなく、非常に離れた場所からデスクトップまたはノートブックの監視コンピュータへのリモート制御および衛星/セル通信によるリモートSCADAタイプの診断を実行する電源を提供することもできます。

スターリングエンジン
モーターを回転させるために発電する代わりに、スターリングエンジンの熱交換器に太陽光を集中させ、機械的にポンプを駆動することができます。これは、ソーラーパネルと電気機器のコストを不要にします。場合によっては、スターリングエンジンが現地製作に適しているため、設備の輸入の困難性が排除されます。スターリングエンジンの1つの形態は、ピストンとしてのポンプ流体上で直接的に作動する流体式エンジンである。 Fluidyneソーラーポンプは1987年以来研究されています少なくとも1つのメーカーがStirlingソーラーパワーポンプでテストを行っています。