مصنع مضخات الطرد المركزي الشمسية

1. ما هي المضخة السطحية الشمسية؟

A مضخة سطحية شمسية هي وحدة ضخ يتم تركيبها فوق سطح الأرض وتقوم بسحب المياه من مصدر مياه مفتوح قريب مثل النهر أو البركة أو القناة أو البحيرة أو البئر الضحلة، ويتم تشغيلها بالكامل أو بشكل أساسي بواسطة الألواح الشمسية الكهروضوئية. يتم تركيب كل من المحرك والمضخة على السطح، ويتم توصيلهما بوحدة تحكم في مضخة الطاقة الشمسية التي تنظم إدخال وإخراج الطاقة.

تعمل المضخات السطحية على مبدأ شفط : أنها تخلق ضغطًا سلبيًا عند المدخل لسحب الماء لأعلى من خلال أنبوب السحب قبل الضغط عليه وتفريغه من خلال جانب التوصيل. وهذا ما يميزها عن المضخات الغاطسة، التي تدفع الماء إلى الأعلى من الأسفل. يقتصر رفع الشفط العملي للمضخات السطحية على الضغط الجوي إلى ما يقرب من 7 إلى 8 أمتار في ظل ظروف العالم الحقيقي.

كجزء من مجموعة حلول أنظمة المياه الخاصة بمجموعة Deye، تكمل أنظمة المضخات السطحية خطوط إنتاج المضخات الغاطسة للشركة من خلال معالجة التطبيقات حيث يمكن الوصول إلى مصادر المياه عند مستوى السطح أو بالقرب منه.

2. المكونات الأساسية لنظام المضخة السطحية الشمسية

• الألواح الشمسية الكهروضوئية: توليد كهرباء DC من ضوء الشمس لتشغيل نظام المضخة.
• تحكم المضخة الشمسية: يدير تتبع الطاقة MPPT، وتنظيم سرعة المحرك، ووظائف الحماية؛ قد يدعم مدخلات الطاقة الشمسية والشبكة الهجينة.
• وحدة المضخة السطحية: يشمل المحرك وجسم المضخة المثبتين على إطار قاعدة مشترك في موقع التثبيت.
• مدخل الأنابيب وصمام القدم: ينقل الماء من المصدر إلى مدخل المضخة؛ يمنع صمام القدم التدفق العكسي ويحافظ على المضخة.
• مصفاة أو مرشح: يتم تركيبها عند المدخل لمنع الحطام والأوراق والرواسب من دخول جسم المضخة.
• أنبوب التفريغ ومقياس الضغط: يسلم الماء المضغوط لنظام التوزيع. مقياس يراقب ضغط التشغيل.
• ميناء فتيلة: يستخدم لملء المضخة وأنبوب الإدخال بالماء قبل بدء التشغيل الأولي لإنشاء الشفط.

3. أنواع المضخات السطحية الشمسية

3.1 بواسطة التصميم الهيدروليكي للمضخة

3.2 حسب نوع المحرك

• مضخة سطح محرك DC: متوافق مباشرة مع مخرجات الألواح الكهروضوئية؛ تصميم نظام أبسط مع مراحل تحويل أقل. مناسبة لنطاقات الطاقة الصغيرة.
• مضخة سطح محرك التيار المتردد مع جهاز التحكم العاكس للطاقة الشمسية: محرك حثي تيار متردد قياسي يتم تشغيله بواسطة عاكس/جهاز تحكم لمضخة الطاقة الشمسية. يدعم نطاقات طاقة أوسع ومتوافق مع مدخلات الطاقة الشمسية والشبكة.

4. المعلمات التقنية الرئيسية

5. سيناريوهات التطبيق

• الري بالمياه السطحية: سحب المياه من الأنهار أو القنوات أو الخزانات لري الحقول عن طريق طرق التنقيط أو الرش أو الأخاديد في المناطق التي لا تتصل بالشبكة.
• نقل مياه البرك والبحيرات: نقل المياه بين أحواض التخزين أو قنوات الري أو أحواض المعالجة على أرض مستوية.
• إمدادات مياه الآبار الضحلة: سحب المياه من الآبار الضحلة المفتوحة أو المبطنة للاستخدام المنزلي أو الماشية أو الزراعة الصغيرة حيث لا يتجاوز عمق البئر قوة الشفط العملية.
• إدارة الفيضانات والصرف الصحي: إزالة المياه السطحية المتراكمة من الأراضي الزراعية المنخفضة أو مواقع البناء.
• تعبئة خزان المياه: ضخ المياه من مصدر على مستوى الأرض إلى خزان مرتفع لتوزيعها بالجاذبية على المباني أو أنظمة الري.
• تربية الأحياء المائية وإدارة أحواض الأسماك: توفير المياه العذبة لأحواض الأسماك أو الحفاظ على الدورة الدموية في مرافق تربية الأحياء المائية.

6. المضخة السطحية الشمسية مقابل المضخة الغاطسة الشمسية

7. اعتبارات التثبيت

• وضع المضخة: يجب تركيب المضخة بالقرب من مصدر المياه قدر الإمكان وعلى مستوى منخفض قدر الإمكان لتقليل رفع الشفط وتقليل خطر التجويف.
• طول وقطر أنبوب الإدخال: تعمل أنابيب الإدخال الأطول أو الأضيق على زيادة خسائر الاحتكاك وتقليل قدرة الشفط الفعالة. يجب أن يكون قطر الأنبوب مساويًا أو أكبر من منفذ مدخل المضخة.
• تركيب صمام القدم: يحتفظ صمام القدم الموجود في قاعدة أنبوب الإدخال بالمياه في الأنبوب عندما تتوقف المضخة، مما يسمح بإعادة التشغيل دون إعادة التشغيل اليدوي.
• المأوى والحماية: يجب حماية المحركات ووحدات التحكم المثبتة على السطح من الأمطار المباشرة والغبار والإشعاع الشمسي الشديد لإطالة عمر المكونات.
• التركيب الآمن: يجب تثبيت إطار قاعدة المضخة على سطح ثابت لمنع الارتخاء الناتج عن الاهتزاز وعدم المحاذاة أثناء التشغيل.

8. الأسئلة المتداولة

س1: لماذا يقتصر رفع الشفط على حوالي 7 إلى 8 أمتار للمضخات السطحية؟

يمكن للضغط الجوي عند مستوى سطح البحر أن يدعم نظريًا عمودًا مائيًا يبلغ ارتفاعه حوالي 10.3 مترًا. من الناحية العملية، يؤدي فقد الاحتكاك في أنبوب الشفط ودرجة حرارة الماء والارتفاع وضغط البخار إلى تقليل حد الشفط الفعال 7 إلى 8 أمتار . يؤدي تجاوز هذا الحد إلى حدوث تجويف، مما يؤدي إلى إتلاف دافعة المضخة وتقليل الأداء.

س2: هل يمكن للمضخة السطحية الشمسية التعامل مع المياه التي تحتوي على رواسب أو طحالب؟

تم تصميم المضخات السطحية الطاردة المركزية القياسية للمياه النظيفة نسبيًا. سوف تعمل المياه التي تحتوي على نسبة عالية من الرواسب أو الرمل أو الطحالب على تسريع تآكل الدفاعات والأختام. ان مصفاة المدخل أمر ضروري، وفي المصادر شديدة التلوث، ينبغي النظر في مرحلة ما قبل الترشيح قبل مدخل المضخة.

س 3: هل تحتاج المضخة السطحية الشمسية إلى وحدة تحكم مخصصة؟

نعم. أ تحكم المضخة الشمسية مع MPPT مطلوب لتحويل مخرجات اللوحة الكهروضوئية المتغيرة بكفاءة إلى طاقة محرك ثابتة. بدون وحدة تحكم، يتعرض المحرك لتقلبات الجهد مما يقلل من الكفاءة ويخاطر بتلف المحرك. توفر وحدة التحكم أيضًا وسائل الحماية الأساسية مثل إيقاف التشغيل الجاف وقطع التيار الزائد.

س 4: ماذا يحدث إذا انخفض مستوى الماء تحت أنبوب الإدخال أثناء التشغيل؟

إذا تعرض المدخل للهواء، تفقد المضخة قوتها وتبدأ في الجفاف. يؤدي التشغيل الجاف إلى ارتفاع درجة حرارة أختام المضخة ومحامل المحرك بشكل سريع. أ حماية التشغيل الجاف تعمل الميزة الموجودة في وحدة التحكم في المضخة الشمسية على اكتشاف الحالة غير الطبيعية من خلال انخفاض التيار أو مستشعر مستوى الماء وتغلق المضخة تلقائيًا لمنع التلف.

س 5: كم عدد الألواح الكهروضوئية اللازمة لمضخة سطحية تعمل بالطاقة الشمسية؟

تعتمد سعة المجموعة الكهروضوئية المطلوبة على الطاقة المقدرة للمحرك، وساعات الذروة اليومية للشمس في الموقع، وفقدان كفاءة النظام. كمبدأ توجيهي عام، يجب أن يكون إجمالي القوة الكهربائية للوحة تقريبًا 1.2 إلى 1.5 مرة قوة المحرك المقدرة بالواط. يوفر تقييم الإشعاع الشمسي الخاص بالموقع الأساس الأكثر دقة للتحجيم.