EN
Как подобрать солнечную насосную установку для скважины для орошения фермы
Выбор солнечные панели для скважинных насосов начинается с воды, необходимой вашей ферме, а не с количества панелей. Работоспособная солнечная система для скважины должна перекачивать известный суточный объём воды с реальной глубины всасывания через трубопроводную сеть в поле или накопительный резервуар в течение доступного на месте солнечного времени. Когда эти входные параметры чётко определены, насос, контроллер, солнечная батарея, трубопровод и ёмкость для хранения могут быть спроектированы как единая система.
Для покупателей систем орошения наиболее полезным результатом является рабочая точка: требуемая производительность при расчётном общем динамическом напоре (TDH). Эта рабочая точка позволяет поставщику сравнить характеристики насосов и затем подобрать солнечные панели для скважинных насосов, ориентируясь на выбранный насос, а не на предположение.
Начните с рабочего листа потребности фермы в воде
Перед выбором глубинного скважинного насоса определите суточную потребность в воде в кубических метрах или литрах. На этот показатель влияют тип культуры, площадь орошения, способ применения воды, погодные условия и график полива. Например, капельные зоны могут требовать меньшего мгновенного расхода по сравнению с открытым каналом, однако система должна обеспечивать запланированный суточный объём.
- Суточная цель по воде: общий объём в м³/сутки, необходимый на поле или в резервуаре для хранения.
- Окно полива: реальное время работы насоса в светлое время суток с учётом сезонных условий.
- Пиковый расход: суточный объём, разделённый на доступное время перекачки, с практическим эксплуатационным запасом.
- Способ распределения: капельный, дождевальный, бассейновый или перекачка в резервуар — поскольку каждый из них предъявляет разные требования к давлению.
Например, ферма, которая должна обеспечивать подачу 30 м³/сутки и планирует шесть эффективных часов откачки, нуждается приблизительно в 5 м³/ч в точке подачи до учёта эксплуатационного запаса. Это лишь пример расчёта на стадии проектирования; потребность в воде для сельскохозяйственных культур и доступность солнечной энергии должны быть подтверждены на местном уровне. При солнечной водяной ирригации увеличение объёма накопительного резервуара может снизить необходимость прокачки всего объёма воды через систему за короткий период максимальной солнечной инсоляции.
Рассчитывайте полный динамический напор вместо использования только глубины скважины
Глубина скважины, указанная в буровом журнале, не равна напору насоса. Полный динамический напор (TDH) — это вертикальный подъём и гидравлическое сопротивление, которые насос должен преодолеть в процессе работы. Удобный расчёт на месте выглядит следующим образом:
TDH = уровень воды при откачке + высота над уровнем земли + напор на выходе + потери напора на трение в трубопроводе.
Используйте динамический уровень воды, а не только статический уровень воды. Динамический уровень — это уровень воды во время откачки из скважины; депрессия может существенно изменить выбранную рабочую точку. Прибавьте вертикальный подъём от устья скважины до резервуара или поля, давление, необходимое для работы спринклеров или фильтров, а также потери на трение в трубопроводе, обусловленные его длиной, диаметром, фитингами, клапанами и фильтрами.
| Ввод данных для записи | Почему это важно | Распространённая ошибка при подборе оборудования |
|---|---|---|
| Динамический уровень воды | Задаёт истинный напор внутри скважины | Использование статической глубины и недостаточный подбор насоса |
| Высота резервуара или поля над уровнем моря | Добавляет вертикальный напор над поверхностью земли | Игнорирование уклонов между скважиной и полем |
| Маршрут трубопровода и его диаметр | Определяет потери на трение | Выбор малого диаметра трубы для снижения первоначальной стоимости |
| Давление орошения | Защита производительности эмиттеров или спринклеров | Расчёт расхода без учёта требований к давлению |
Солнечную систему водозабора следует проектировать с учётом наихудших ожидаемых условий эксплуатации, включая сезонное снижение уровня воды при наличии соответствующих данных. Это обеспечивает более надёжную основу для подбора солнечных панелей для скважинных насосов под требуемую гидравлическую работу.
Совместите кривую скважинного насоса с расчётной рабочей точкой
После определения расхода и полного напора (TDH) выберите погружной насос, способный обеспечить заданный расход при заданном напоре. Не выбирайте модель только потому, что её максимальный напор или максимальный расход кажутся высокими: эти значения обычно достигаются в разных точках характеристической кривой. Запросите характеристическую кривую и убедитесь, что запланированная рабочая точка находится в пределах рекомендуемого диапазона эксплуатации.
Для орошения из подземных вод часто используется погружной скважинный насос, поскольку двигатель и гидравлическая часть работают ниже уровня воды. Перед окончательным выбором комплекта уточните диаметр скважины, качество воды, ожидаемое содержание песка, длину кабеля и диапазон напряжения контроллера. Если дебит скважины ограничен, расход насоса также должен оставаться ниже устойчивого дебита скважины.
При обсуждении комплекта с поставщиком вы можете использовать это deep Well Solar Borehole Agricultural Water Pump в качестве справочника по категории продукции, а затем запросить конкретную характеристику насоса и его конфигурацию, соответствующие подтверждённому расходу и полному напору (TDH).
Подбирайте солнечные панели для скважинных насосов после выбора насоса
Выбранный насос и контроллер определяют электрическую входную мощность, которую должна обеспечивать фотовольтаическая (PV) панель. Солнечные панели для скважинных насосов следует подбирать с учётом допустимого диапазона постоянного тока (DC) на входе контроллера, потребляемой насосом мощности в рабочей точке, местного солнечного ресурса, температурных эффектов, потерь в кабеле и требуемого суточного объёма перекачки. Количество панелей, взятое с другого хозяйства, может оказаться неподходящим, поскольку более глубокая скважина, более длинная магистраль подачи или более короткое солнечное окно изменяют результат.
Используйте контроллер, предназначенный специально для данного насоса и массива панелей. Контроллеры солнечных насосов на основе технологии MPPT позволяют насосу эффективнее использовать изменяющуюся инсоляцию, а защита от «сухого хода» и датчики уровня воды помогают защитить скважину и насос. Монтажник должен проверить напряжение холостого хода при низких температурах, рабочее напряжение при высокой температуре модулей, схему подключения массива, заземление, предохранители и сечение кабелей в соответствии с технической документацией контроллера.
- Подтвердите рабочую точку насоса в м³/ч и TDH.
- Получить требования к мощности насоса и входным параметрам контроллера для данной рабочей точки.
- Проверить среднее эффективное количество солнечных часов в течение сезона орошения, а не только годовые средние значения.
- Выбрать фотогальваническую (PV) панель, напряжение и мощность которой остаются в пределах допустимых значений контроллера при ожидаемых условиях.
- Использовать водяное накопление для компенсации периодов облачности и колебаний выработки энергии в полуденные часы.
Применять накопление воды и зонирование для повышения устойчивости солнечного водяного орошения.
Водяное накопление зачастую экономически выгоднее и проще в обслуживании по сравнению с попыткой использовать аккумуляторную батарею исключительно для питания насоса. Насос может наполнять резервуар на возвышенном или наземном уровне, когда доступен солнечный свет, а оросительная сеть использует накопленную воду в соответствии с графиком полива. Объём резервуара должен соответствовать суточному спросу, риску облачных дней и допустимому уровню перерывов в орошении для конкретного хозяйства.
Для больших полей зональные клапаны позволяют использовать один и тот же солнечный насос для скважин, чтобы заполнять разные участки без необходимости обеспечивать максимальный расход воды одновременно по всему полю. Это снижает гидравлическое сопротивление в трубопроводах и упрощает достижение выбранной рабочей точки насоса. Кроме того, такая система помогает согласовать солнечное водоснабжение для орошения с реальными графиками выращивания культур, а не рассматривать каждый блок поля как единый нагрузочный участок.
Подготовьте эти данные до запроса конфигурации.
Полный запрос на солнечные панели для насосов скважин должен включать:
- Диаметр скважины, общую глубину, статический уровень воды и данные о динамическом уровне воды (или результаты испытаний на понижение уровня).
- Необходимый суточный объём воды и желаемая продолжительность откачки.
- Высота подачи воды, длина трубопровода, диаметр труб, фитинги, система фильтрации и требуемое давление для орошения.
- Качество воды, а также информация о наличии твёрдых частиц или песка.
- Местоположение проекта и сезонные особенности солнечной радиации.
- Используется ли в проекте прямое орошение, хранение воды в резервуарах или оба этих способа.
Эти параметры позволяют поставщику проверить рабочую характеристику насоса, пределы регулятора, солнечную батарею, кабель и компоненты защиты как единую связанную систему. В результате получается конфигурация, основанная на потребностях фермы и измеренном напоре, а не на привлекательном, но несогласованном комплекте «насос + панель».
Окончательный контрольный перечень расчёта мощности
Для надёжной солнечной скважинной системы сначала подтвердите суточный спрос на воду, затем рассчитайте полный динамический напор (TDH) от уровня воды в скважине до точки подачи, выберите насос для этой рабочей точки, а только после этого подберите размеры фотоэлектрического массива и регулятора. Добавьте накопитель, систему мониторинга и защитные элементы управления в соответствии с режимом эксплуатации фермы. Такая последовательность даёт покупателям чёткую основу для сравнения солнечных панелей для скважинных насосов и запроса технически обоснованного коммерческого предложения.
