Le dimensionnement d'une pompe solaire à eau commence par le calcul du volume d'eau journalier et de la hauteur manométrique totale. La profondeur du forage seule ne suffit pas. Il faut également prendre en compte le niveau d'eau à pomper, l'altitude du réservoir ou du champ d'épandage, les pertes de charge dans les canalisations et la pression de sortie. Une fois le point de fonctionnement optimal déterminé, choisissez une pompe dont la courbe de performance correspond à ce débit et à cette hauteur manométrique, puis adaptez le régulateur et le champ photovoltaïque à la tension, au courant et aux conditions d'ensoleillement saisonnières. Un réservoir de stockage permet généralement une meilleure gestion de l'énergie que des batteries, tandis qu'une pompe AC/DC peut assurer une réserve lorsque la demande en eau ne peut attendre l'ensoleillement.

Points clés à retenir

• Calculez les besoins en eau pour la journée de conception avant de choisir la puissance de la pompe ou le nombre de panneaux.
• Utilisez le niveau d'eau de pompage, et non seulement la profondeur du forage, pour calculer la hauteur manométrique totale.
• Sélectionnez la courbe de la pompe correspondant au débit et à la hauteur manométrique requis ; les indications de débit maximal et de hauteur manométrique maximale ne correspondent pas au même point de fonctionnement.
• Vérifiez la plage de tension et de courant PV du contrôleur aux températures chaudes et froides du module.
• Privilégier le pompage en journée dans un réservoir ; n'ajouter un système de climatisation de secours que lorsque les besoins en eau le justifient.

Définir les besoins en eau pour la journée de conception

Commencez par séparer les besoins en eau pour l'irrigation, l'élevage, le lavage et les usages domestiques. Les besoins en irrigation doivent être calculés en fonction de la superficie cultivée, de la méthode d'irrigation, du type de sol, du climat et des besoins journaliers de conception définis par l'agronome. Les besoins en eau pour l'élevage doivent inclure le nombre et le type d'animaux, l'eau potable, les pertes dans les abreuvoirs et le nettoyage. Ne basez pas le dimensionnement sur une moyenne annuelle si la saison sèche est le facteur déterminant du projet.

Convertissez le résultat en mètres cubes par jour et en heures de pompage fiables pour la saison de conception. Si une exploitation agricole a besoin de 36 m³ par jour pendant six heures efficaces, le débit moyen requis est de 6 m³/h. Prévoyez une marge pour les périodes nuageuses, la maintenance et les périodes d'irrigation restreintes, en vous basant sur les données du site plutôt que sur un pourcentage non justifié.

Un réservoir permet de dissocier la consommation d'eau de la production solaire : pomper l'eau pendant l'ensoleillement et la puiser plus tard. Dimensionnez-le pour assurer la continuité du débit et protégez-le contre les débordements et la contamination.

Calculer correctement la hauteur manométrique totale

La hauteur manométrique totale comprend le niveau d'eau pompée sous terre, l'altitude jusqu'au point de livraison, la friction dans la conduite montante et la conduite de distribution, et la pression requise à la sortie ou à l'équipement d'irrigation.

Utilisez le niveau d'eau de pompage, et non le niveau statique.

Le niveau d'eau statique est mesuré lorsque le puits est au repos. Dès le début du pompage, ce niveau peut baisser en raison du rabattement de la nappe. La pompe doit fonctionner contre le niveau d'eau pompé ; par conséquent, un dimensionnement basé uniquement sur le niveau statique peut sous-estimer la hauteur manométrique et entraîner un manque d'eau dans le système. Il est donc nécessaire d'effectuer un essai de débit ou de pompage et de prévoir le rabattement de la nappe au débit proposé.

Maintenez la pompe immergée à la profondeur minimale prévue, dans les limites de profondeur et de refroidissement spécifiées par le fabricant. Prévoyez une protection contre le fonctionnement à sec ou un capteur de niveau correctement positionné.

Ajouter la friction dans la conduite et la pression de refoulement

Consignez les caractéristiques des tuyaux : matériau, diamètre intérieur, longueur, coudes, vannes, filtres et clapets anti-retour. Calculez les pertes de charge au débit nominal ; les canalisations longues, étroites ou fortement encombrantes augmentent rapidement ces pertes.

Convertissez la pression d'entrée requise par les lignes d'irrigation goutte à goutte ou les arroseurs en hauteur manométrique et ajoutez-la au total. Sinon, l'eau risque d'atteindre le champ mais la pression aux émetteurs pourrait être insuffisante.

Adapter le point de fonctionnement à la courbe de la pompe

La courbe de puissance d'une pompe indique le débit disponible à différentes hauteurs de refoulement. Déterminez la hauteur manométrique totale requise et reportez-vous à la courbe de puissance correspondante pour obtenir le débit souhaité. Éliminez un modèle qui ne répond au débit journalier qu'à une hauteur manométrique bien inférieure. Le débit maximal annoncé est généralement mesuré à faible hauteur manométrique, tandis que la hauteur manométrique maximale est atteinte pour des débits faibles ou nuls ; aucune de ces indications ne permet, à elle seule, de garantir le bon fonctionnement du système.

Le responsable Pompe à eau solaire AC/DC Soonest La gamme comprend des modèles fonctionnant à l'énergie solaire sans batterie, avec régulation MPPT et certains modèles avec alimentation de secours sur secteur. La page présente des options jusqu'à une hauteur de refoulement maximale de 320 mètres et un débit maximal de 700 m³/h, mais recommande aux acheteurs de consulter la fiche technique du modèle correspondant pour connaître les valeurs exactes de débit, de hauteur de refoulement et de puissance. Pour une centrale hydroélectrique à forage profond, veuillez demander la courbe de puissance du modèle précis et indiquer le point de fonctionnement prévu avant validation.

Dimensionnez le champ photovoltaïque autour de la fenêtre du contrôleur

Le générateur photovoltaïque doit fournir l'énergie prévue pour la journée et rester dans les limites du contrôleur. Consultez la fiche technique du contrôleur de pompe pour connaître la plage de tension MPPT, la tension maximale en circuit ouvert, le courant d'entrée, la puissance recommandée du générateur, la tension de démarrage et le schéma de câblage.

Vérifiez la tension en circuit ouvert de la chaîne à la température minimale prévue et la tension de fonctionnement à la température maximale des cellules. Une chaîne défectueuse peut ne pas démarrer par forte chaleur ou endommager le contrôleur par temps froid. Maintenez le courant de court-circuit et le courant de fonctionnement dans les limites d'entrée.

Utilisez les données mensuelles de production solaire pour la saison d'irrigation plutôt qu'une moyenne annuelle. Tenez compte de la poussière, de la température des modules, des pertes dans les câbles, des différences de puissance, de l'ombrage et de l'orientation selon la méthode de conception du fournisseur.

Soonest propose un gamme de panneaux solaires haute puissanceLa puissance seule ne garantit pas la compatibilité. Vérifiez la tension en circuit ouvert (Voc), la tension d'alimentation (Vmp), le courant de court-circuit (Isc), l'impédance (Imp), les coefficients de température, les connecteurs et la quantité de modules par rapport au contrôleur.

Choisissez entre une alimentation CC uniquement et une alimentation de secours CA/CC.

Un système solaire direct à courant continu comporte moins d'étapes de conversion et peut fonctionner sans batteries. C'est souvent la solution la plus propre : un réservoir peut stocker l'eau et le pompage s'adapte à la course du soleil. En contrepartie, le débit est variable durant la journée et le pompage est impossible après la tombée de la nuit, sauf en présence d'une autre source d'énergie.

Un contrôleur AC/DC renforce la résilience en cas d'alimentation par le réseau ou un groupe électrogène. Il permet de définir la priorité de la source, la commutation, la tension et la fréquence admissibles, la puissance du groupe électrogène, la mise à la terre et la protection. L'entrée hybride ne dispense pas de l'adaptation à la courbe de la pompe ni de la prévention du fonctionnement à sec.

La comparaison précédente de Soonest pompes solaires submersibles et de surface Ce point est utile pour choisir le type de pompe. Les forages profonds nécessitent généralement une pompe submersible, car celle-ci refoule l'eau vers le haut depuis le niveau du fond ; les sources peu profondes et ouvertes peuvent convenir à une pompe de surface accessible.

Conception de l'installation des canalisations, des câbles et des forages

La conduite de remontée doit être adaptée à la pression de service, à la qualité de l'eau, au poids de la pompe et à la profondeur. Elle doit comporter un clapet anti-retour, un support de tête de puits, une méthode de levage sécuritaire et un plan de dépose. Il convient de vérifier si la présence de sable, de sédiments ou d'eau corrosive modifie le matériau de la pompe ou les besoins en filtration.

Dimensionnez les longs câbles moteurs en fonction de l'intensité, de la longueur, du mode d'installation, de la température et de la chute de tension admissible. Utilisez des joints immergés, des dispositifs de décharge de traction, une mise à la terre, une protection contre les surtensions et la foudre, ainsi qu'une protection mécanique contre les animaux et les véhicules.

Installez les isolateurs et les régulateurs dans un endroit accessible au personnel formé, à l'abri de la chaleur, de la poussière, de la pluie et de toute modification non autorisée. Fournissez des étiquettes, un schéma de câblage et un guide des codes d'erreur.

Commission contre la consommation d'eau, et pas seulement d'électricité

Enregistrez les niveaux statiques et de pompage, le débit, la pression, le temps de remplissage du réservoir, la tension et le courant photovoltaïques, l'état du régulateur et les conditions d'ensoleillement. Comparez le point de fonctionnement à la courbe approuvée. Testez l'arrêt en cas de niveau d'eau bas et de réservoir plein, le redémarrage, l'alimentation de secours par secteur et les alarmes.

Répétez le contrôle du débit après le raccordement du réseau d'irrigation. Les filtres, vannes et goutteurs augmentent la résistance. Formez les opérateurs au nettoyage des panneaux, à la détection des fuites et à l'inspection des câbles, au contrôle du niveau d'eau, à la lecture des codes défauts du contrôleur et à l'arrêt de la pompe en cas de vibrations anormales ou de baisse de débit.

Le Équipe d'assistance Soonest Vous pouvez solliciter notre assistance pour la conception et le dépannage de vos systèmes. Veuillez inclure les documents suivants dans votre bon de commande : courbe de la pompe, limites du contrôleur, conception de la chaîne photovoltaïque, plan d’installation, paramètres de protection, rapport de mise en service, calendrier de maintenance, liste des pièces de rechange et conditions de garantie.

Conclusion

Le pompage solaire en forage profond est optimal lorsque les conceptions hydraulique et électrique convergent vers un point de fonctionnement validé. Il convient de définir la demande journalière en eau, de calculer la hauteur manométrique totale en tenant compte du rabattement et des pertes de charge, de sélectionner la courbe de pompage précise, puis d'adapter le champ photovoltaïque au contrôleur en fonction des variations saisonnières. Plus tôt Il est possible d'examiner les résultats du test de forage, la hauteur de refoulement, la canalisation, les besoins en eau, le potentiel solaire et les préférences en matière de système de secours avant de choisir un modèle. Ces informations sont plus pertinentes que de choisir une pompe uniquement en fonction de sa puissance ou de la profondeur du forage.

FAQ (questions fréquentes)

Combien de panneaux solaires sont nécessaires pour une pompe à eau de puits profond ?

Le nombre de modules dépend de la puissance absorbée par la pompe, des limites de tension et de courant du contrôleur, des caractéristiques électriques des modules, des conditions d'ensoleillement locales, des pertes dans les câbles et du volume d'eau journalier requis. Commencez par sélectionner le point de fonctionnement de la pompe, puis dimensionnez les chaînes photovoltaïques en série et en parallèle à partir des fiches techniques précises du contrôleur et des modules.

Une batterie est-elle nécessaire pour une pompe solaire de forage ?

Généralement non. Le pompage solaire direct vers un réservoir d'eau offre souvent un stockage plus simple, avec moins de pertes et moins d'entretien. Une batterie peut être envisagée uniquement lorsque le pompage nocturne ou un besoin spécifique ne peuvent être satisfaits par le stockage d'eau ou un système de secours sur secteur.

Pourquoi une pompe fournit-elle moins d'eau que son débit maximal annoncé ?

Le débit maximal est généralement indiqué pour une faible hauteur manométrique. Un forage profond, les frottements dans la conduite, l'altitude, les filtres, les vannes et la pression de sortie augmentent tous la hauteur manométrique totale et déplacent le point de fonctionnement vers un débit inférieur sur la courbe de la pompe. Vérifiez la hauteur manométrique réelle du système et comparez le débit mesuré avec la courbe du modèle.