태양열 펌프

태양열 펌프는 태양 광 패널에 의해 생성 된 전기로 작동하는 펌프 또는 그리드 전기 또는 디젤 유수 펌프와 달리 수집 된 햇빛에서 사용할 수있는 방사열 에너지입니다. 태양열 펌프의 작동은 주로 운전 및 유지 보수 비용이 낮기 때문에 경제적이며 내부 연소 엔진 (ICE)으로 구동되는 펌프보다 환경 영향이 적습니다. 태양열 펌프는 계통 전력을 이용할 수없고 대체 에너지 (특히 풍력)가 충분한 에너지를 공급하지 않는 곳에서 유용합니다.

태양열 펌프 시스템은 기존의 전기 또는 디젤로 공급되는 대신 태양 광 태양 전지판에 의해 직접 공급되는 유압 펌프로 구성됩니다.

풍력에 의해 가동되는 것과 같은 태양 광 펌핑 시스템은 일반 전기 네트워크에 액세스 할 수 없거나 가격이 비싼 곳에서 매우 유용합니다. 비용은 일반적으로 운전 및 유지 보수 비용이 적기 때문에 더 싸며 내연 기관으로 구동되는 펌핑 시스템보다 환경 영향이 적습니다. 내연 기관의 경우에도 신뢰성이 낮습니다.

사용되는 펌프는 교류 (AC) 또는 직류 (DC) 중 하나 일 수 있습니다. 일반적으로 DC 모터는 최대 3kW의 소형 및 중형 어플리케이션에 사용되는 반면, 대형 어플리케이션의 경우 AC 모터는 인버터를 사용하여 태양 광 패널의 DC 전류를 변환시켜 인버터에 연결하여 사용합니다. 이를 통해 0.15 kW에서 55 kW 이상의 전력을 계측 할 수 있으며, 복잡한 관개 시스템이나 물 저장 장치를 공급하는 데 사용할 수 있습니다. 어떤 경우에는 태양 광 패널과 풍력 터빈 모두에서 에너지를받을 수있는 하이브리드 전력 시스템이 설치되어 실질적으로 펌핑을 개선합니다.

펌핑 시스템은 장소의 태양 조사 조건, 펌핑의 전체 동적 높이 및 하루 물의 필요성에 따라 치수가 정해집니다. 배터리는 유지 보수가 필요하고 고장이 발생할 수 있으므로 사용하지 않는 것이 좋습니다. 일사량이 적을 때를 대비하여 예비로 활동하는 물 탱크를 설치하는 것이 좋습니다. 이를 위해 호주 탱크, 쟁반 또는 굴착 된 탱크의 설치가 일반적입니다.

현재 태양 펌핑 분야의 선도 기업은 Grundfos와 Lorentz이며, 후자는 수명이 더 길고 더 적은 태양 전지 패널을 필요로하는 새로운 브러시리스 DC 모터 시스템을 개발했습니다. 저렴한 비용으로 태양 광 펌프를 제조하는 많은 아시아 브랜드도 있습니다.

구성 요소
태양 광 발전 태양 광 펌프 시스템은 세 부분으로 구성됩니다.

태양 전지 패널.
제어기
펌프

PV 시스템의 크기는 펌프의 크기, 필요한 물의 양 (m³ / d)에 직접적으로 의존합니다. 및 유효한 태양 irradiance.

컨트롤러의 목적은 두 가지입니다. 첫째, 펌프가 태양 전지 패널에서 사용할 수있는 입력 전력으로받는 출력 전력과 일치합니다. 두 번째로 컨트롤러는 일반적으로 저전압 보호 기능을 제공하므로 펌프의 작동 전압 범위에 비해 전압이 너무 낮거나 너무 높으면 시스템이 꺼집니다. 이는 펌프의 수명을 증가시켜 유지 보수의 필요성을 줄입니다. 다른 부수적 인 기능으로는 수원 수준이 낮거나 저장 탱크가 가득차있을 때 자동으로 시스템을 종료하는 것, 물 출력 압력을 조절하는 것, 태양열 패널과 그리드 또는 가솔린 발전기와 같은 대체 전원 사이에 전원 입력을 혼합하는 것, 제조업체가 클라우드 서비스로 제공하는 온라인 포털을 통해 시스템을 원격으로 모니터링 및 관리합니다.

태양 펌프 모터의 전압은 AC (교류) 또는 DC (직류) 일 수 있습니다. 직류 모터는 약 4kW 정격의 중소 규모 어플리케이션에 사용되며 정원 분수, 조경, 가축 ​​용수 또는 소규모 관개 프로젝트와 같은 어플리케이션에 적합합니다. DC 시스템은 비슷한 크기의 AC 펌프보다 전반적으로 더 높은 효율 수준을 갖는 경향이 있기 때문에 더 작은 태양 전지판을 사용할 수 있으므로 비용이 절감됩니다.

마지막으로 교류 태양 광 펌프를 사용하는 경우 태양 전지 패널의 직류 전류를 펌프의 교류 전류로 변경하는 인버터가 필요합니다. 인버터의 지원 전력 범위는 0.15 ~ 55kW이며 대규모 관개 시스템에 사용할 수 있습니다. 그러나 패널 및 인버터는 AC 모터의 돌입 특성을 수용 할 수 있도록 크기를 조정해야합니다. 적절한 사이징을 돕기 위해 주요 제조업체는 제 3 자 인증 업체가 테스트 한 독점적 인 크기 조정 소프트웨어를 제공합니다. 사이징 소프트웨어에는 일사량의 계절적 변화로 인해 달라지는 예상 월간 물 출력이 포함될 수 있습니다.

물 펌핑
태양열 펌프는 가축이나 관개 목적으로 물뿐만 아니라 식수를 공급할 수 있습니다. 태양열 워터 펌프는 대규모 규모의 관개가 큰 태양 광 발전 어레이를 필요로하는 대량의 물을 필요로하기 때문에 소규모 또는 지역 사회 기반 관개에 특히 유용 할 수 있습니다. 물은 일년 중 일부분에서만 필요할 수 있으므로 대형 PV 어레이는 필요하지 않은 과도한 에너지를 제공하여 시스템을 비효율적으로 만듭니다.

태양 PV 물 펌핑 시스템은 인도에서 관개 및 식수로 사용됩니다. 대부분의 펌프에는 4,800Wp PV 어레이로부터 에너지를받는 2000 와트 -3,700 와트 모터가 장착되어 있습니다. 5hp 시스템은 총 50m 정차 헤드와 70m 동적 헤드에서 약 124,000 리터의 물을 하루에 제공 할 수 있습니다. 2016 년 8 월 30 일까지 총 1,20,000 대의 PV PV 시스템이 인도에 설치되었습니다. 이 시스템에서는 19M.H.W와 26 톤의 이산화탄소

석유 및 가스
fracking을 포함한 화석 연료의 환경 영향과 관련된 부정적인 홍보를 방지하기 위해 업계에서는 태양 광 펌핑 시스템을 채택하고 있습니다. 많은 석유 및 가스 우물은 작동을 유지하고 추출 속도를 향상시키기 위해 다양한 화학 물질을 정밀하게 주입 (계측)해야합니다. 역사적으로,이 화학 분사 펌프 (CIP)는 우물의 가스 압력을 이용하고 원료 가스를 대기로 배출하는 가스 왕복 모터에 의해 구동되었습니다. 태양열 전기 펌프 (solar CIP)는 이러한 온실 가스 배출을 줄일 수 있습니다. 태양 광 어레이 (광전지)는 CIP를위한 지속 가능한 전원을 제공 할뿐만 아니라 매우 먼 위치에서 데스크톱 또는 노트북 모니터링 컴퓨터로 원격 제어 및 위성 / 셀 통신을 통해 원격 SCADA 유형 진단을 실행하기위한 전원을 제공 할 수 있습니다.

스털링 기관
모터를 돌리기 위해 전기를 발생시키는 대신 햇빛을 스털링 엔진의 열 교환기에 집중시켜 펌프를 기계적으로 구동하는 데 사용할 수 있습니다. 이것은 태양 전지판 및 전기 장비의 비용을 필요로하지 않습니다. 어떤 경우에는 스털링 엔진이 현지 제작에 적합하여 장비를 수입하기가 어려울 수 있습니다. 스털링 엔진의 한 가지 형태는 피스톤으로 펌핑 된 유체에서 직접 작동하는 유체 엔진입니다. Fluidyne 태양열 펌프는 1987 년부터 연구되었습니다. 적어도 한 제조업체는 Stirling 태양열 펌프로 테스트를 수행했습니다.