To identiske 3-tommer dykpumper, installeret med få hundrede meter fra hinanden på samme slags boring, kan opføre sig helt anderledes: Den ene løfter vand hele eftermiddagen, den anden går i stå før kl. Pumperne er de samme. Den off-grid strømarkitektur bag dem er ikke.
Så her er det korte svar før detaljen. En off-grid pumpe er ikke en speciel slags pumpe. Det er en standard dyk-, overflade- eller poolpumpe parret med en energikilde, der ikke har noget forsyningsnet bag sig - et solcelleanlæg, en batteribank, en generator eller en kombination af disse - plus en controller, der holder motoren i gang, mens inputtet svinger fra en sky-dæmpet morgen til fuld middagsudgang. Match hoved, flow, kabel og controller til ét driftspunkt, og pumpning uden for nettet bliver begivenhedsløs. Mismatch dem, og fejlen viser sig normalt i controlleren først og pumpen for det andet, hvorfor købere, der kun sammenligner pumpepriser, har tendens til at genopbygge systemet to gange.
Hvad tæller som en off-grid pumpe
En off-grid pumpe er enhver pumpe, hvis primære energikilde er uafhængig af forsyningsnettet, sammen med den elektronik, der lader den køre på den kilde. Den definition flytter stille og roligt tyngdepunktet væk fra pumpelegemet og mod kraftkæden, fordi pumpen kun ser, hvad controlleren og arrayet leverer til den.
Fire arkitekturer dækker næsten alle rigtige installationer:
- Direkte solar DC. Arrayet forsyner en jævnstrømsmotor gennem en maksimal-power-point-tracking-controller. Intet batteri, intet brændstof; vand bevæger sig, mens solen skinner.
- Solar plus batteri. Arrayet oplader en batteribank, og batteriet driver pumpen, så forsyningen fortsætter efter mørkets frembrud på bekostning af ekstra hardware og opladningstab.
- Hybrid AC/DC auto-switch. Solar DC er den prioriterede kilde; når irradiansen falder under en tærskel, overføres controlleren til AC-nettet eller en generator og overføres tilbage, når solen vender tilbage.
- AC kun for generator. Den nemmeste at specificere og den dyreste i drift; stadig almindelig, hvor der allerede findes et dieselsæt på stedet.
De fire arkitekturer side om side
| Arkitektur | Typisk kraftbånd | Opbevaring | Bedste pasform | Hovedrisiko |
|---|---|---|---|---|
| Direkte solar DC | 400-3000 W | Ingen | Kun i dagtimerne efterspørgsel, lav til medium hovedhøjde | Nul output under overskyede perioder |
| Solar plus batteri | 400-2200 W | 24-48 V batteribank | Husholdningsforsyning, der skal køre efter solnedgang | Batteriudskiftningsomkostninger og opladningstab |
| Hybrid AC/DC auto-switch | 1100-13000 W | Ingen, or a small buffer | Gårde, landsbyer og steder med et upålideligt net | Har brug for en brugbar AC-kilde at falde tilbage på |
| AC kun for generator | 2000-13000 W | Brændstof | Byggeri, beredskab og midlertidig forsyning | Brændstof, noise and scheduled maintenance |
Størrelse: Hoved og volumen først, watt sekund
Dimensionér pumpen i forhold til den samlede dynamiske løftehøjde og den daglige vandmængde; watttallet følger af den beregning i stedet for at lede den. Hydraulikeffekt er let at estimere, da P = 1000 x 9,81 x Q x H / 3600, hvor P er watt, Q er flow i kubikmeter i timen og H er total dynamisk løftehøjde i meter.
En pumpe, der leverer 5 m3 om dagen over 45 m løftehøjde, med seks brugbare soltimer, har brug for ca. 0,83 m3/h, hvilket er omkring 100 W hydraulisk effekt. Divider med en realistisk pumpevirkningsgrad på 0,35 til 0,5 og du lander i nærheden af en 250 W motor. Overdimensioner arrayet med 1,3 til 1,5 gange motorens kapacitet og et 350-400 W panelsæt bliver det praktiske udgangspunkt.
Total dynamisk hoved har to dele. Statisk højde er den lodrette afstand fra vandoverfladen til udledningspunktet. Friktionshovedet er alt, hvad vandet gnider mod på vejen: rørlængde, albuer, kontraventiler og den nedsænkning, der sker, mens pumpen kører. Dimensionering på statisk hoved alene er den mest almindelige årsag til, at et system underleverer i den første uge.
Et bearbejdet eksempel
En 40 m dyb brønd, vandstand 25 m ned, en tank 8 m over jorden og 60 m 32 mm rør. Statisk hoved er 33 m; friktion tilføjer ca. 4-6 m ved 1 m3/h, så planlæg på 38-40 m, ikke 33 m. Tilføj sæsonbestemt træk, og tallet flyttes igen.
Når løftehøjden falder under ca. 8 m, bevæger pumpen sig over jorden: en selvansugende overfladeenhed er normalt den billigere og mere brugbare løsning til damme, tanke og lavvandede brønde.
Dyk- eller overfladepumpe?
Dybden bestemmer. Ud over ca. 7-8 m sugeløft skal pumpen gå i vandet; ovenikøbet er en overfladepumpe billigere og nemmere at leve med. Overfladepumper løfter ved sugning, og atmosfærisk tryk sætter et hårdt loft i nærheden af 10,3 m ved havoverfladen - i praksis 7 til 8 m, når friktion, højde og et slidt pumpehjul er tilladt. Skub sugesiden hårdere, og du får kavitation: en raslende lyd og et pumpehjul, der stille og roligt eroderer.
| Kriterium | Nedsænkelig | Overflade (centrifugal eller selvansugende) |
|---|---|---|
| Praktisk dybdegrænse | 60-200 m | 7-8 m sugeløft |
| Effektivitet ved højt hoved | Holder godt | Falder hurtigt væk |
| Eksponering | Beskyttet af vandsøjlen | Frost, støv og sollys; mangler et pumpehus |
| Serviceadgang | Kræver at trække pumpen | På jordhøjde, hurtigt |
| Typisk pligt | Boringer, dybe brønde, husdyr | Damme, floder, tanke, lavvandede brønde |
Løbehjulets materiale betyder lige så meget som pumpetypen. Til rent vand og periodisk drift er et plastikhjul et fornuftigt billigere valg. Til sandfyldt vand, aggressiv kemi eller næsten kontinuerlig drift modstår rustfrit stål slid og erosion langt bedre, og ekstraomkostningerne er små ved siden af prisen for at trække en pumpe to gange.
4-tommer solar dykpumpe med rustfrit stål impeller Dykpumpe med impeller af rustfrit stål til sandet underjordisk vand og kontinuerlig drift, med 800-3000 W modeller og flere strømningsmuligheder til landsby- eller industriprojekter. Se produkt → Controlleren udfører de tunge løft
I fejlslagne installationer uden for nettet er regulatoren oftere det svage led end pumpen. En controller har fire opgaver: spore arrayets maksimale effektpunkt, når irradiansen bevæger sig, beskytte motoren mod tørløb, når vandstanden falder, blødstarte motoren, så startstrømmen ikke kollapser et marginalt array, og - i hybridsystemer - overføre mellem DC og AC uden at hamre viklingerne. En 3 kW pumpe vil køre lykkeligt fra en 12 kW-kompatibel controller; det vil ikke køre godt fra en controller, der mister sin MPPT-lås, hver gang en sky passerer.
Powerbands betyder noget her. En 400-1500 W DC-controller passer til små husholdninger og husdyrbrug; 1100-3000 W auto-switch-enheder dækker de fleste hybridsystemer i landbrugsskala; 5500-13000 W controllere tager imod landsbyforsyning og store kunstvandingsblokke. At købe et bånd over det målte driftspunkt er en rimelig forsikring mod et faldende vandspejl.
Solar Auto-Switch AC/DC Pumpe Controller 1100–3000W Solar-first AC/DC controller skifter til lysnettet i svagt lys for uafbrudt 24-timers vandforsyning; IP65-hus, MPPT, LCD, motorbeskyttelse passer til gård- og landsbyprojekter. Se produkt → Hvor off-grid pumper tjener deres beholdning
Fire driftscyklusser tegner sig for næsten al pumpning uden for nettet: husholdningsforsyning, kunstvanding, cirkulation og overførsel.
- Indenlandsk forsyning. En husstand uden net eller en upålidelig en, har typisk brug for 1-3 m3 om dagen ved 20-60 m hovedhøjde. Den sol vandpumper til off-grid living scenarier beskriver dette mønster i detaljer.
- Vanding. Dryp- og sprinklerblokke pumper hårdest ved middagstid, hvilket tilfældigvis falder sammen med peak array output, hvilket gør sol vandpumpe til kunstvanding duty cycle den bedst matchede off-grid belastning, der findes.
- Akvakultur og flodvedligeholdelse. Lavere hoveder, højere volumener, lange daglige driftstider; beluftning og cirkulation betyder normalt mere end tryk.
- Pool cirkulation. Filtreringen kører 6-10 timer om dagen i sæsonen, et næsten perfekt match til en solcellehybridpoolpumpe.
Hvad skal du tjekke, før du bestiller
Skriv toldpunktet ned, før du sammenligner priser; specifikationen følger af syv numre.
- Total dynamisk løftehøjde, målt, inklusive nedtrækning og friktion - ikke borehullets dybde.
- Daglig volumen i kubikmeter, og soltimerne kan du realistisk regne med i den værste måned.
- Vandkvalitet: Sand, silt og jern bestemmer mellem et plastik- og et rustfrit stålhjul.
- Kabellængde og tværsnit, fordi spændingsfald på et 60 m DC-løb kan koste mere output, end et større array ville få.
- Controllerfunktioner: MPPT, tørløbsbeskyttelse, over- og underspændingsafbrydelser og AC-overførselstid.
- Om der findes en AC-kilde på stedet, som afgør mellem et rent DC og et hybriddesign.
- Serviceplan: hvordan pumpen kommer op af jorden, og hvem gør det.
Off-grid pumpe ofte stillede spørgsmål
Kan en off-grid pumpe køre uden batterier?
Ja, og det gør de fleste. Et direkte solar DC-system pumper kun, mens arrayet producerer brugbar spænding, og vandet går ind i en tank eller et reservoir, hvilket er langt billigere opbevaring end en batteribank. Batterier giver mening, når vandet forbruges, da det pumpes frem for at opbevares.
Hvad sker der i løbet af en uge med sky?
Output falder med irradians og et direkte system kan stoppe helt. En hybrid-controller overfører til AC-nettet eller en generator, når DC-bussen falder under sin tærskel, og overfører derefter automatisk tilbage, så tanken bliver ved med at fylde. Systemer uden backup venter blot på vejret.
Impeller af plast eller rustfrit stål?
Til rent vand og periodisk brug er plast en rimelig billigere mulighed. Til sandfyldt vand, aggressiv kemi eller næsten kontinuerlig løb modstår rustfrit stål meget bedre slid og erosion.
Hvor meget array har jeg brug for pr. kW pumpe?
Tillad som en arbejdsregel 1,3 til 1,5 kW panel for hver kW motor og mere, hvis pumpen kører med høj løftehøjde, eller stedet har lange, diset morgen. Ekstra panel er normalt billigere end ekstra batteri.
Kan én controller køre flere forskellige pumper?
Inden for sit effektområde, ja - en 1100-3000 W auto-switch enhed vil drive en række dyk- og overfladepumper. Uden for det bånd skal du have en større controller, og underdimensionering er en almindelig og dyr genvej.
Off-grid pumpning belønner en kedelig tilgang: mål løftehøjden, tæl de daglige liter, vælg den arkitektur, der matcher det vejr, du faktisk får, og køb derefter en controller med frihøjde og en pumpe med det rigtige pumpehjul til vandet. Alt andet - paneltilt, tankstørrelse, kabelmåler - er optimering omkring disse fikspunkter.
Hvis du stadig vælger mellem arkitekturer, så start fra pligtpunktet og arbejd baglæns til watt. Pumpen er den nemme del.
