O dimensionamento de uma bomba solar para água começa com o volume diário de água e a altura manométrica total. A profundidade do furo, por si só, não é suficiente. Considere também o nível da água a ser bombeada, a elevação até o reservatório ou campo, o atrito na tubulação e a pressão de saída. Uma vez determinado o ponto de operação, selecione uma bomba cuja curva de desempenho atinja essa vazão e altura manométrica e, em seguida, escolha um controlador e um sistema fotovoltaico compatíveis com a tensão, a corrente e as condições solares sazonais. Um reservatório geralmente armazena energia de forma mais simples do que baterias, enquanto uma bomba CA/CC pode manter uma reserva de energia quando a demanda de água não puder esperar pela luz solar.

Principais conclusões

• Calcule a demanda de água para o dia de projeto antes de escolher a potência da bomba ou a quantidade de painéis solares.
• Ao calcular a carga hidráulica total, utilize o nível da água bombeada, e não apenas a profundidade do furo.
• Selecione a curva da bomba com a vazão e a altura manométrica necessárias; as indicações de vazão máxima e altura manométrica máxima não ocorrem no mesmo ponto de operação.
• Verifique a faixa de tensão e corrente do controlador do painel fotovoltaico em temperaturas de módulo quente e frio.
• Dê preferência ao bombeamento diurno para um reservatório; adicione ar condicionado como reserva somente quando a demanda de água justificar.

Defina a necessidade de água para o dia do projeto.

Comece separando a água para irrigação, pecuária, lavagem e uso doméstico. A demanda de água para irrigação deve ser baseada na área cultivada, no método de irrigação, no solo, no clima e na necessidade diária de projeto do agrônomo. A demanda para pecuária deve incluir o número e o tipo de animais, a água para beber, as perdas nos bebedouros e a limpeza. Não utilize uma média anual como base para o dimensionamento se a estação seca for o fator determinante do projeto.

Converta o resultado em metros cúbicos por dia e horas de bombeamento confiáveis ​​na estação de projeto. Se uma fazenda necessita de 36 m³ por dia durante seis horas efetivas, a vazão média necessária é de 6 m³/h. Adicione uma margem para períodos nublados, manutenção e janelas de irrigação restritas, utilizando dados do local em vez de uma porcentagem sem explicação.

Um reservatório desvincula o uso da água da produção solar: a bomba funciona durante o período de luz solar e a água é utilizada posteriormente. Dimensione-o de acordo com a necessidade de fornecimento contínuo e proteja-o contra transbordamentos e contaminação.

Calcule corretamente a altura manométrica total.

A altura manométrica total inclui o nível da água bombeada abaixo do solo, a elevação até o ponto de entrega, o atrito na tubulação principal ascendente e na tubulação de distribuição, e a pressão necessária na saída ou no equipamento de irrigação.

Use o nível da água bombeada, não o nível estático.

O nível estático da água é medido quando o poço está em repouso. Assim que o bombeamento começa, o nível pode cair devido ao rebaixamento. A bomba precisa trabalhar contra o nível da água bombeada, portanto, um projeto baseado apenas no nível estático pode subestimar a altura manométrica e deixar o sistema com falta de água. Obtenha um teste de vazão ou de bombeamento e indique o rebaixamento esperado na vazão proposta.

Mantenha a bomba submersa abaixo do nível mínimo de água previsto, dentro dos limites de profundidade e refrigeração especificados pelo fabricante. Providencie proteção contra funcionamento a seco ou instale um sensor de nível corretamente posicionado.

Adicione o atrito da tubulação e a pressão de entrega.

Registre o material da tubulação, o diâmetro interno, o comprimento, as curvas, as válvulas, os filtros e as válvulas de retenção. Calcule o atrito na vazão de projeto; tubulações longas, estreitas ou com muitas conexões aumentam as perdas rapidamente.

Converta a pressão de entrada no campo, necessária para as linhas de gotejamento ou aspersores, em altura manométrica e adicione-a ao total. Caso contrário, a água pode chegar ao campo, mas não ter pressão suficiente nos emissores.

Ajuste o ponto de operação à curva da bomba.

A curva de vazão de uma bomba mostra a vazão disponível em diferentes alturas manométricas. Localize a altura manométrica total necessária e leia a vazão na curva da bomba candidata. Rejeite um modelo que atenda à vazão diária apenas em uma altura manométrica muito menor. A vazão máxima anunciada geralmente é medida perto de uma altura manométrica baixa, enquanto a altura manométrica máxima ocorre perto de uma vazão mínima ou nula; nenhum dos dois rótulos, isoladamente, define um sistema em funcionamento.

O oficial Bomba de água solar CA/CC mais próxima A gama inclui operação solar sem bateria, controle MPPT e modelos selecionados com backup CA. A página lista opções com altura manométrica máxima de até 320 metros e vazão máxima de 700 m³/h, mas também orienta os compradores a consultarem a ficha técnica do modelo correspondente para obterem os valores exatos de vazão, altura manométrica e potência. Para uma fazenda com poços profundos, solicite a curva de desempenho do modelo específico e indique o ponto de operação proposto antes da aprovação.

Dimensionar o conjunto fotovoltaico em torno da janela do controlador

O conjunto fotovoltaico deve fornecer a energia de projeto e permanecer dentro dos limites do controlador. Obtenha a faixa de tensão MPPT, a tensão máxima de circuito aberto, a corrente de entrada, a potência recomendada do conjunto, a tensão de partida e o esquema de fiação na folha de dados do controlador da bomba.

Verifique a tensão de circuito aberto da string na temperatura mais baixa esperada e a tensão de operação na temperatura mais alta das células. Uma string inválida pode não iniciar em climas quentes ou danificar o controlador em climas frios. Mantenha a corrente de curto-circuito e a corrente de operação dentro dos limites de entrada.

Utilize dados mensais de recursos solares para a temporada de irrigação, em vez de uma média anual. Leve em consideração poeira, temperatura dos módulos, perdas nos cabos, incompatibilidade, sombreamento e orientação, utilizando o método de projeto do fornecedor.

A Soonest oferece um gama de painéis solares de alta potênciaMas a potência por si só não garante a compatibilidade. Confirme os valores de Voc, Vmp, Isc, Imp, coeficientes de temperatura, conectores e quantidade do módulo em comparação com o controlador.

Decida entre alimentação somente CC e backup CA/CC.

Um sistema de corrente contínua (CC) com energia solar direta possui menos estágios de conversão e pode operar sem baterias. Frequentemente, é a opção mais limpa, especialmente quando um reservatório armazena água e o bombeamento acompanha o movimento da luz solar. A desvantagem é a vazão variável ao longo do dia e a impossibilidade de bombeamento após o anoitecer, a menos que haja outra fonte de energia disponível.

Um controlador CA/CC aumenta a resiliência quando há energia da rede elétrica ou de gerador. Defina a prioridade da fonte, a comutação, a tensão e a frequência aceitáveis, o tamanho do gerador, o aterramento e a proteção. A entrada híbrida não elimina a necessidade de ajustar a curva da bomba ou evitar o funcionamento a seco.

A comparação mais recente de bombas solares submersíveis e de superfície É útil na hora de escolher o tipo de bomba. Poços profundos geralmente indicam o uso de uma bomba submersível, pois ela impulsiona a água para cima a partir de um nível inferior; fontes rasas e abertas podem ser mais adequadas para uma bomba de superfície acessível.

Projete a instalação de tubos, cabos e furos de sondagem.

A tubulação principal de recalque deve ser adequada à pressão de operação, à qualidade da água, ao peso da bomba e à profundidade. Inclua uma válvula de retenção, suporte para a cabeça do poço, método de içamento seguro e um plano de remoção. Verifique se a presença de areia, sedimentos ou água corrosiva altera o material da bomba ou as necessidades de filtragem.

Dimensionar cabos longos de motores considerando corrente, comprimento, método de instalação, temperatura e queda de tensão permitida. Utilizar juntas submersas, alívio de tensão, aterramento, proteção contra surtos e raios, e proteção mecânica contra animais e veículos.

Instale os isoladores e controladores em locais de fácil acesso para pessoal treinado, protegidos do calor, poeira, chuva e ajustes não autorizados. Forneça etiquetas, um diagrama de fiação e um guia de códigos de falha.

Comissão contra o consumo de água, não apenas de energia elétrica.

Registre os níveis estáticos e de bombeamento, vazão, pressão, tempo de enchimento do tanque, tensão e corrente do sistema fotovoltaico, status do controlador e condições solares. Compare o ponto de operação com a curva aprovada. Teste o desligamento por baixo nível de água e tanque cheio, a reinicialização, o backup de energia CA e os alarmes.

Repita a verificação da saída após a conexão da rede de irrigação. Filtros, válvulas e emissores adicionam resistência. Treine os operadores para limpar os painéis, inspecionar vazamentos e cabos, verificar os níveis de água, interpretar falhas no controlador e parar a bomba em caso de vibração incomum ou queda de vazão.

O Equipe de suporte técnico mais rápida Pode ser solicitado suporte para projeto de sistemas e resolução de problemas. Inclua os documentos necessários no pedido de compra: curva da bomba, limites do controlador, projeto da string fotovoltaica, desenho de instalação, configurações de proteção, registro de comissionamento, cronograma de manutenção, lista de peças de reposição e condições de garantia.

Conclusão

O bombeamento solar em poços profundos é bem-sucedido quando os projetos hidráulico e elétrico convergem em um ponto de operação verificado. Defina a demanda diária de água, calcule a altura manométrica total considerando o rebaixamento e o atrito, selecione a curva de bombeamento ideal e, em seguida, ajuste o conjunto fotovoltaico ao controlador de acordo com as condições sazonais. Mais cedo É possível analisar o teste de perfuração, a elevação de entrega, a tubulação, a necessidade de água, o recurso solar e a preferência de backup antes de selecionar um modelo. Essas informações são mais úteis do que solicitar uma bomba apenas com base na potência ou na profundidade do furo.

FAQ

Quantos painéis solares são necessários para uma bomba de água de poço profundo?

A quantidade de painéis fotovoltaicos depende da potência de entrada da bomba, dos limites de tensão e corrente do controlador, dos dados elétricos dos módulos, das condições solares locais, das perdas nos cabos e do volume de água necessário diariamente. Primeiro, selecione o ponto de operação da bomba e, em seguida, projete as strings fotovoltaicas em série e em paralelo com base nas especificações do controlador e dos módulos.

É necessário ter uma bateria para uma bomba solar de poço artesiano?

Geralmente não. O bombeamento solar direto para um reservatório de água costuma proporcionar um armazenamento mais simples, com menos perdas e menos manutenção. Uma bateria pode ser considerada apenas quando o bombeamento noturno ou uma necessidade específica de serviço não puderem ser atendidos pelo armazenamento de água ou por um sistema de alimentação CA de reserva.

Por que uma bomba fornece menos água do que a vazão máxima anunciada?

A vazão máxima é normalmente indicada para baixas alturas manométricas. Um poço profundo, o atrito na tubulação, a elevação, os filtros, as válvulas e a pressão de saída aumentam a altura manométrica total e deslocam o ponto de operação para uma vazão menor na curva da bomba. Verifique a altura manométrica real do sistema e compare a vazão medida com a curva exata do modelo.