Las bombas solares (también conocidas como bombas fotovoltaicas) son el método de suministro de agua más atractivo en las zonas ricas en recursos solares del mundo de hoy, especialmente en las zonas remotas sin electricidad y electricidad. aprovechando la energía solar omnipresente, inagotable e inagotable, el sistema sale, se pone y descansa completamente automático, sin atención humana, y la carga de trabajo de mantenimiento Se puede reducir al mínimo. Es un sistema de energía verde ideal que integra economía, fiabilidad y beneficios ambientales.

Composición del sistema

Matriz fotovoltaica

Se trata principalmente de convertir la energía luminosa del sol en energía eléctrica para proporcionar energía de trabajo al motor de la bomba de carga.

Inversor o controlador de agua fotovoltaica

Controlar y ajustar el funcionamiento de las bombas de agua solares, utilizar la energía eléctrica emitida por la matriz de células solares para conducir las bombas de agua y ajustar la frecuencia de salida en tiempo real de acuerdo con los cambios en la intensidad del sol, de modo que la Potencia de salida esté cerca de la Potencia máxima de la matriz de células solares.

Motor (motor de accionamiento)

Los motores de accionamiento utilizados en diferentes sistemas también son diferentes. En los grandes sistemas de bombas fotovoltaicas, todavía no faltan métodos de transmisión asíncronos de ca, pero debido al desarrollo continuo de la tecnología de control moderna, para mejorar aún más la elevación proporcionada por la Potencia máxima de la unidad, ha comenzado a ser reemplazada por la tecnología de control multiunidad con control flexible de varias bombas de agua.

Bomba de agua

Para los sistemas de bombas fotovoltaicas, la elección del tipo de bomba también es importante. En los sistemas de baja potencia, es apropiado seleccionar una bomba de desplazamiento positivo si el usuario necesita una elevación alta pero un pequeño caudal, y en otros casos se puede utilizar una bomba centrífuga o una bomba de flujo axial. Selección y consideración del tipo de bomba del sistema de bomba de agua fotovoltaica.

Bomba de accionamiento de motor sin cepillo de imán permanente de corriente continua

El motor de corriente continua ha sido ampliamente utilizado en el sistema de control de movimiento debido a sus ventajas de buen rendimiento mecánico, amplia gama de regulación de velocidad, gran par de arranque, alta eficiencia operativa y control simple, pero sus cepillos eléctricos y conmutadores también traen deficiencias como baja fiabilidad y mantenimiento frecuente. En los últimos 20 años, con el rápido desarrollo de dispositivos de conmutación de alta potencia, circuitos integrados analógicos y digitales, tecnología informática y materiales magnéticos de alto rendimiento, también se han desarrollado rápidamente motores de corriente continua sin cepillo que utilizan el principio de conversión electrónica. Se ha expandido rápidamente de las aplicaciones iniciales de instalaciones aeroespaciales y militares a los campos industrial y civil, y su uso es cada vez más amplio. Los motores de corriente continua sin cepillo de baja potencia se han utilizado ampliamente en equipos periféricos informáticos, automatización de oficinas y equipos de audio y video, y en algunos sistemas de transmisión de energía, su aplicación es cada vez más amplia.

Durante varios años, el motor de corriente continua sin cepillo comenzó a usarse como motor de accionamiento en sistemas de bombas fotovoltaicas, debido a que tiene una alta eficiencia que los motores de CA ordinarios no son fáciles de lograr y se espera que reduzca significativamente el número de células solares relativamente caras, con una economía significativa. Sin embargo, debido a que las bombas de agua fotovoltaicas generalmente requieren que el motor se sumerja en el agua para funcionar, el trabajo de investigación de este artículo, además de resolver la tecnología tradicional de accionamiento de funcionamiento del motor sin cepillo de corriente continua, también requiere que el motor se adapte a los requisitos de buceo, es decir, también debe resolver el problema del aislamiento confiable de los devanados. Encontrar una solución al problema del sellado del motor sumergible desde el punto de vista del sellado mecánico es una idea, pero es difícil superar el problema de su estructura compleja y las grandes pérdidas mecánicas correspondientes.

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Principio de funcionamiento

Bomba de agua solar de corriente continua sin cepillo (motor)

La bomba de corriente continua sin cepillo del motor está compuesta por un motor de corriente continua sin cepillo y un impulsor. El eje del motor está conectado al impulsor. Hay una brecha entre el estator y el rotor de la bomba, y el agua se filtra en el motor durante mucho tiempo, lo que aumenta la posibilidad de que el motor se queme.

Sus propias ventajas

(1) confiable: la fuente de alimentación fotovoltaica rara vez utiliza piezas móviles y funciona de manera confiable.

(2) seguridad, sin ruido, sin otros peligros públicos. No produce ninguna sustancia nociva sólida, líquida y gaseosa, y es absolutamente respetuosa con el medio ambiente.

(3) instalación y mantenimiento simples, bajo costo de operación, adecuado para personas desatendidas y otras ventajas. En particular, su alta fiabilidad y gran atención.

(4) buena compatibilidad, la generación de energía fotovoltaica se puede combinar con otras fuentes de energía o aumentar fácilmente la capacidad del sistema fotovoltaico según sea necesario.

(5) el grado de estandarización es alto, los componentes en serie y paralelo pueden satisfacer las necesidades de diferentes consumos de electricidad, y la versatilidad es Fuerte.

(6) la energía solar está en todas partes y tiene una amplia gama de aplicaciones.

Sin embargo, el sistema solar también tiene sus deficiencias, como la dispersión de energía, la intermitencia y la fuerte regionalidad. El costo inicial es muy alto.

Una visión sistemática

La eficiencia de los paneles solares de silicio es difícil de mejorar en poco tiempo, aunque las células solares de película delgada de segunda generación y las células solares orgánicas de tercera generación tienen ventajas obvias en costos, no son competitivas en comparación con la producción a gran escala de paneles solares de silicio. En el futuro, los paneles de silicio seguirán ocupando una gran cuota de mercado. Por lo tanto, la dirección de investigación y desarrollo del sistema de bombeo de agua solar en el futuro debe centrarse en los siguientes tres aspectos:

(1) desarrollar bombas y motores de alta eficiencia, mejorar el rango de alta eficiencia de los motores y bombas bajo cambios de velocidad y flujo de amplio rango y reducir la Potencia umbral del sistema. Desarrollar un controlador inteligente de bajo costo y alta fiabilidad para mejorar la coincidencia de rendimiento entre los componentes y hacer frente a las condiciones meteorológicas cambiantes, mejorando así la calidad dinámica y la eficiencia general del sistema. Al mismo tiempo, se debe fortalecer el desarrollo y la promoción de tecnologías integrales para la utilización complementaria de la energía eólica, la luz y la energía térmica pequeñas y medianas.

(2) métodos generales para la predicción del rendimiento a largo plazo de los sistemas de bombas solares bajo cambios en el clima, la luz, el nivel del agua, la demanda de agua y otros factores, así como métodos de diseño de sistemas basados es es en cambios dinámicos, estableciendo bases de datos en diferentes regiones y reemplazando gradualmente el método de estimación de promedio estático;

(3) con la reducción de los precios de los paneles y el desarrollo de sistemas solares pequeños y medianos, en el futuro, sobre la base de optimizar la Potencia de los paneles, se debe aumentar la evaluación de la fiabilidad operativa del sistema para mejorar la fiabilidad operativa a largo plazo y la estabilidad del suministro de agua del sistema.