1. Wprowadzenie
Połączenie A samozasysająca, odśrodkowa pompa powierzchniowa do solarów i automatyczny sterownik pompy solarnej przełączający AC/DC w Zakres mocy od 2000 W do 3600 W stanowi rozwiązanie do pompowania powierzchniowego o średniej i dużej mocy do zastosowań w zaopatrzeniu w wodę w rolnictwie, obszarach wiejskich i lekkim przemyśle. W przeciwieństwie do pomp głębinowych instalowanych pod powierzchnią wody, pompy powierzchniowe instaluje się nad gruntem i zasysa wodę do góry przez rurę ssącą – konfiguracja upraszczająca instalację, konserwację i kontrolę. Charakterystyka samozasysania umożliwia pompie usunięcie powietrza z przewodu ssawnego i ustalenie przepływu bez konieczności ręcznego zalewania przy każdym uruchomieniu.
Deye Group projektuje pompy głębinowe, pompy powierzchniowe i sterowniki pomp od 1990 roku. Linia samozasysających powierzchniowych pomp solarnych odzwierciedla dyscyplinę produkcyjną firmy Deye zarówno w zakresie konstrukcji hydraulicznych, jak i elektronicznych systemów sterowania, z weryfikacją jakości zintegrowaną na każdym etapie produkcji.
2. Podstawowe koncepcje
2.1 Samozasysająca odśrodkowa pompa powierzchniowa
A pompa odśrodkowa przekazuje energię wodzie poprzez ruch obrotowy wirnika, przekształcając energię mechaniczną w ciśnienie i przepływ hydrauliczny. w samozasysająca konstrukcji, obudowa pompy zawiera komorę zatrzymującą wodę, która zachowuje resztki wody po wyłączeniu. Przy następnym uruchomieniu zatrzymana woda miesza się z powietrzem w przewodzie ssącym przez obracający się wirnik, stopniowo wypychając powietrze i tworząc podciśnienie na ssaniu potrzebne do pobrania wody ze źródła – bez konieczności ręcznego napełniania wodą rury ssącej przed każdym uruchomieniem.
Kluczowe cechy konstrukcyjne tego typu pomp obejmują:
- Silnik suchy naziemny: Silnik nie jest zanurzony, co ułatwia dostęp w celu kontroli i serwisowania.
- Obudowa spiralna z komorą zalewową: Zatrzymuje wodę pomiędzy cyklami operacyjnymi, umożliwiając funkcję samozasysania.
- Uszczelnienie mechaniczne: Uszczelnia połączenie pomiędzy wałem obrotowym a obudową pompy, aby zapobiec przedostawaniu się wody do silnika.
- Trójfazowy silnik indukcyjny: Standardowy typ silnika kompatybilny ze sterownikami solarnymi opartymi na VFD w tej klasie mocy.
2.2 Automatyczny sterownik solarny przełączający AC/DC
The automatyczny sterownik solarny przełączający AC/DC zarządza dostarczaniem mocy do silnika pompy z dwóch źródeł wejściowych: prądu stałego z układu fotowoltaicznego i prądu przemiennego z sieci elektroenergetycznej lub generatora. Kontroler zawiera MPPT (śledzenie punktu maksymalnej mocy) optymalizację pozyskiwania energii fotowoltaicznej oraz a Napęd o zmiennej częstotliwości (VFD) do regulacji prędkości silnika proporcjonalnie do dostępnej energii słonecznej. Funkcja automatycznego przełączania przełącza pomiędzy źródłami prądu stałego i przemiennego bez udziału operatora w oparciu o konfigurowalne progi napięcia, zapewniając ciągłą pracę pompy niezależnie od warunków nasłonecznienia.
3. Typowe dane techniczne
| Parametr | Kontroler | Pompa powierzchniowa |
| Moc znamionowa | 2000 W / 2200 W / 3000 W / 3600 W | Dopasowane do oceny kontrolera |
| Napięcie wejściowe prądu stałego | 150 V – 500 V DC (typowo) | Nie dotyczy |
| Napięcie wejściowe AC | 3-fazowe 220 V / 380 V AC | Nie dotyczy |
| Wyjście do silnika | 3-fazowe 0 – 380 V AC, 0 – 50/60 Hz | Nie dotyczy |
| Wydajność MPPT | Większa niż 99% | Nie dotyczy |
| Maksymalne natężenie przepływu | Nie dotyczy | Do 30 m3/h (w zależności od modelu) |
| Maksymalna głowa | Nie dotyczy | Do 45 m (w zależności od modelu) |
| Maksymalna wysokość ssania | Nie dotyczy | Do 8m (ograniczenie samozasysania) |
| Kontroler Protection Rating | IP65 | IP55 (obudowa silnika, typowo) |
| Typ silnika | Indukcja asynchroniczna 3-fazowa | Indukcja trójfazowa, chłodzona powietrzem |
| Temperatura otoczenia | -10 stopni C do 50 stopni C | 0 stopni C do 50 stopni C |
| Interfejs komunikacyjny | RS485 / opcjonalnie GPRS | Nie dotyczy |
4. Samozasysająca a niesamozasysająca pompa powierzchniowa
| Kryteria | Samozasysająca pompa powierzchniowa | Niesamozasysająca pompa powierzchniowa |
| Wymóg uruchomienia | Brak ręcznego zalewania po pierwszym napełnieniu | W przypadku opróżnienia rurociągu wymagane jest ręczne napełnianie wodą rury ssawnej przy każdym uruchomieniu |
| Możliwość ponownego uruchomienia słonecznego | Wysoki — częste automatyczne ponowne uruchamianie (cykle w chmurze) nie wymagają interwencji | Niski — każde ponowne uruchomienie może wymagać ręcznego zasysania, jeśli przewód ssawny zostanie opróżniony |
| Miejsce instalacji | Do 8 m nad powierzchnią wody | Zwykle jest mniejsza niż 4 m lub instalowana blisko poziomu wody |
| Automatyzacja Operacyjna | W pełni zautomatyzowany ze sterownikiem słonecznym | Ograniczone — wymaga zaworu stopowego i ostrożnego zarządzania rurami |
| Koszt jednostkowy | Nieco wyżej | Niższy |
5. Pompa powierzchniowa a pompa głębinowa do zastosowań solarnych
| Kryteria | Samozasysająca pompa powierzchniowa | Pompa głębinowa |
| Głębokość instalacji | Nad ziemią; zasysanie z otwartego źródła do 8 m poniżej | Zanurzony w odwiercie lub głębokiej studni |
| Typ źródła wody | Stawy, rzeki, zbiorniki otwarte, płytkie studnie | Głębokie odwierty i ograniczone warstwy wodonośne |
| Dostęp konserwacyjny | Łatwe — pompa i silnik dostępne nad ziemią | Wymaga wydobycia ze studni |
| Maksymalny udźwig | Umiarkowany (typowo do 45 m całkowitej głowy) | Wysoka (do 200 m lub więcej w przypadku wielu etapów) |
| Odpowiednia częstotliwość ponownego uruchamiania systemu solarnego | Wysoka (samozasysanie umożliwia częste automatyczne ponowne uruchamianie) | Wysoki (zawsze zanurzony, nie wymaga gruntowania) |
| Chłodzenie silnika | Wentylator chłodzony powietrzem na silniku | Chłodzony wodą otaczającym płynem |
6. Pola aplikacji
- Nawadnianie ze źródeł otwartych: Pobieranie wody ze stawów, rzek, kanałów lub zbiorników otwartych do nawadniania kroplowego, tryskaczowego lub zalewowego średnich i dużych działek rolnych.
- Transfer wody pomiędzy zbiornikami magazynowymi: Transport wody z głównych zbiorników zbiorczych do podwyższonych zbiorników wtórnych lub zbiorników dystrybucyjnych.
- Systemy podnoszenia ciśnienia: Utrzymanie ciśnienia zasilania w wiejskich sieciach wodociągowych zasilanych ze zbiorników grawitacyjnych lub źródeł niskociśnieniowych.
- Zaopatrzenie w wodę dla zwierząt gospodarskich: Pompowanie ze zbiorników wód powierzchniowych do koryt i zbiorników na pastwiskach.
- Lekka woda procesowa przemysłowa: Zaopatrywanie w wodę chłodzącą, wodę do zmywania lub wodę technologiczną w obiektach przemysłu lekkiego poza siecią lub pół siecią.
- Kontrola powodzi i drenaż: Tymczasowe odwadnianie nisko położonych gruntów rolnych lub placów budowy przy użyciu przenośnych zestawów pomp powierzchniowych.
- Gospodarka wodna w akwakulturze: Cyrkulacja i uzupełnianie wody w stawach rybnych i hodowlach krewetek z sąsiednich źródeł wody.
7. Funkcje ochrony i bezpieczeństwa sterownika
| Funkcja ochrony | Opis |
| Ochrona przed suchobiegiem | Wykrywa niewystarczający prąd obciążenia i wyłącza się, aby zapobiec uszkodzeniu uszczelnienia mechanicznego i uzwojenia silnika w warunkach braku wody |
| Ochrona przeciwprzepięciowa (DC i AC) | Wyłącza się, gdy napięcie wejściowe DC PV lub napięcie sieciowe AC przekracza maksymalne napięcie wejściowe |
| Zabezpieczenie podnapięciowe | Zapobiega działaniu silnika, gdy moc wejściowa jest niższa od minimalnego stabilnego progu działania |
| Zabezpieczenie nadprądowe | Ograniczenie prądu po stronie wyjściowej z szybką izolacją uszkodzeń w celu ochrony uzwojeń silnika |
| Ochrona przed przegrzaniem | Monitorowanie temperatury wewnętrznego radiatora; obniżenie wartości znamionowych lub wyłączenie powyżej progu |
| Funkcja miękkiego startu | Stopniowe narastanie częstotliwości wyjściowej przy uruchomieniu zmniejsza naprężenia mechaniczne na uszczelnieniu mechanicznym, wirniku i łożyskach silnika |
| Zabezpieczenie przed utratą fazy | Wykrywa brakującą fazę wyjściową i zatrzymuje pracę, aby zapobiec uszkodzeniu silnika jednofazowego |
| Automatyczne przełączanie źródła AC/DC | Automatyczny, płynny transfer pomiędzy źródłami wejściowymi PV i AC w oparciu o konfigurowalne progi napięcia |
| Automatyczne zatrzymanie przy pełnym zbiorniku | Wejście przełącznika pływakowego lub przełącznika ciśnienia do automatycznego zatrzymywania i ponownego uruchamiania w zależności od poziomu wody w zbiorniku docelowym |
8. Uwagi dotyczące instalacji
- Rozmiar rury ssącej: Średnica rury ssącej musi być równa lub większa niż średnica wlotu pompy. Zbyt małe przewody ssące zwiększają straty tarcia i zmniejszają efektywną wysokość ssania, potencjalnie zapobiegając samozasysaniu.
- Instalacja zaworu stopowego: Zawór stopowy z filtrem siatkowym na dole rury ssawnej zatrzymuje wodę w przewodzie ssawnym pomiędzy cyklami pracy, skracając czas zalewania przy ponownym uruchomieniu i chroniąc pompę przed wchłonięciem zanieczyszczeń.
- Limit wysokości ssania: Wysokość montażu pompy nad powierzchnią wody nie może przekraczać znamionowej maksymalnej wysokości ssania (zwykle 7–8 m na poziomie morza). Wydajność spada na większych wysokościach z powodu niższego ciśnienia atmosferycznego.
- Montaż sterownika: Zamontuj sterownik w wentylowanej, zacienionej obudowie. Zachowaj minimalny odstęp 150 mm ze wszystkich stron, aby zapewnić przepływ powietrza. Unikaj miejsc narażonych na bezpośrednie działanie strumienia wody lub kondensacji.
- Okablowanie fotowoltaiczne DC: Kable prądu stałego muszą być przystosowane do ekspozycji na promieniowanie UV na zewnątrz i maksymalnego prądu zwarciowego łańcucha fotowoltaicznego. Bezpieczniki prądu stałego na przewodzie dodatnim na wyjściu układu są standardową praktyką.
- Długość kabla silnika: Długie kable biegnące od sterownika do silnika pompy powodują oporny spadek napięcia. Zwiększyć przekrój kabla w przypadku odległości przekraczających 30 metrów, aby utrzymać znamionowe napięcie na zaciskach silnika.
- Podstawa pompy: Zespół pompy powierzchniowej powinien być zamontowany na sztywnej podstawie betonowej lub stalowej, aby zminimalizować wibracje i zapobiec naprężeniom rur na połączeniach wlotowych i wylotowych.
9. Często zadawane pytania
P1: Jak długo trwa zalewanie samozasysającej pompy powierzchniowej przy uruchomieniu?
Czas zasysania zależy od długości rury ssącej, średnicy i ilości powietrza, które ma zostać wyparte. W typowych warunkach, przy prawidłowo dobranej rurze ssawnej i sprawnym zaworze stopowym, a samozasysająca pump in this power class primes within 1 to 3 minutes . Dłuższe rury ssące i większa wysokość ssania wydłużają czas zalewania.
P2: Czy system może działać w pełni automatycznie bez personelu na miejscu?
Tak. Połączenie automatyczne przełączanie źródła AC/DC, możliwość samozasysania pompy, zabezpieczenie przed pracą na sucho i automatyczne zatrzymanie przy pełnym zbiorniku umożliwia całkowicie bezobsługową pracę. Sterownik uruchamia pompę, gdy dostępna jest energia słoneczna lub aktywne jest zasilanie rezerwowe prądu przemiennego, automatycznie przełącza źródła i zatrzymuje się, gdy zbiornik docelowy jest pełny lub wykryty zostaje stan suchobiegu, a następnie uruchamia się ponownie, gdy warunki normalizują się.
P3: Jaka pojemność układu fotowoltaicznego jest wymagana dla kontrolera o mocy 3000 W?
Stosując standardowy współczynnik nadwymiaru od 1,2 do 1,5, a Kontroler o mocy 3000 W wymaga około 3600 Wp do 4500 Wp zainstalowanej mocy fotowoltaicznej. Przy zastosowaniu paneli o mocy 400 W odpowiada to 9 do 12 panelom. Konfigurację napięcia stringu należy sprawdzić w odniesieniu do okna napięcia wejściowego MPPT sterownika.
P4: Czy pompa powierzchniowa nadaje się do źródeł wody piaszczystej lub mętnej?
Samozasysające odśrodkowe pompy powierzchniowe są generalnie przeznaczone do: woda czysta lub lekko mętna . Woda zawierająca dużą ilość zawiesin, piasku lub cząstek ściernych przyspiesza zużycie wirnika i uszczelnienia mechanicznego. W przypadku źródeł o podwyższonym ładunku osadów zaleca się stosowanie filtra wlotowego i okresową kontrolę elementów mokrej pompy. Pompy przeznaczone do silnie zanieczyszczonych źródeł wody wymagają specjalistycznych materiałów wirnika i konfiguracji konstrukcyjnych nietypowych dla standardowych odśrodkowych pomp powierzchniowych.
P5: Czy Deye Group dostarcza dopasowane systemy pomp powierzchniowych i sterowników w tym zakresie mocy?
Tak. Grupa Deye produkuje samozasysająca centrifugal surface pumps and compatible AC/DC solar pump controllers w zakresie 2000–3600 W. Dostępne są dopasowane pakiety sterowników pomp o sprawdzonej kompatybilności elektrycznej i hydraulicznej, wspierane przez wewnętrzne procesy inżynieryjne i kontrolę jakości firmy Deye, ustanowione od 1990 roku.
