Pompe à eau solaire (également connu comme pompe à eau photovoltaïque), est aujourd’hui les régions riches en soleil du monde, en particulier le manque d’électricité sans électricité dans les zones reculées de la manière la plus attrayante de l’approvisionnement en eau, l’utilisation de partout disponible, l’énergie solaire inépuisable, le système complètement automatique de lever, coucher du soleil et de repos, aucun soin du personnel, la charge de travail d’entretien peut être réduite à un minimum. C’est un système d’énergie verte idéal qui intègre économie, fiabilité et avantages environnementaux.

Composition du système

Panneaux photovoltaïques

Il s’agit principalement de convertir l’énergie lumineuse du soleil en énergie électrique pour fournir la puissance de travail pour le moteur de la pompe de charge.

Inverseur ou contrôleur d’eau photovoltaïque

Le fonctionnement de la pompe à eau solaire est contrôlé et ajusté, l’énergie électrique émise par la batterie solaire est utilisée pour actionner la pompe à eau, et la fréquence de sortie est ajustée en temps réel en fonction du changement d’intensité du soleil, de sorte que la puissance de sortie soit proche de la puissance maximale de la batterie solaire.

Moteur (moteur d’entraînement)

Les moteurs d’entraînement utilisés dans les différents systèmes sont également différents. Dans le système de pompes photovoltaïques à grande échelle, le mode de transmission asynchrone AC ne manque pas, mais en raison du développement continu de la technologie moderne de contrôle, afin d’améliorer encore la quantité d’élévation fournie par le watt de crête unitaire, il a commencé à être remplacé par la technologie de contrôle de groupe multi-machines de contrôle flexible par pompes multiples.

Pompe à eau

Pour les systèmes de pompes photovoltaïques, le choix du type de pompe est également important. Dans un système à faible puissance, si l’utilisateur a besoin d’une tête haute mais d’un débit faible, il convient de choisir une pompe à déplacement positif et, dans d’autres cas, il peut être possible d’utiliser des pompes à débit centrifuge ou axial. Le choix et la considération du type de pompe pour le système de pompe photovoltaïque.

Le moteur sans brosse d’aimant permanent DC actionne la pompe

Le moteur DC a été largement utilisé dans le système de contrôle de mouvement en raison de ses bonnes caractéristiques mécaniques, large plage de vitesse, grand couple de démarrage, efficacité de fonctionnement élevée, contrôle simple, etc., mais sa brosse et son collecteur apportent également une faible fiabilité, nécessitent un entretien fréquent et d’autres faiblesses. Au cours des 20 dernières années, avec le développement rapide des dispositifs de commutation de haute puissance, des circuits intégrés analogiques et numériques, de la technologie informatique et des matériaux magnétiques à haute performance, les moteurs cc sans balais utilisant le principe de commutation électronique ont également été rapidement développés. Depuis les premières applications des installations aérospatiales et militaires aux domaines industriel et civil, il s’est rapidement développé et son utilisation est de plus en plus répandue. Le moteur à courant continu brushless de petite puissance a été très utilisé dans les périphériques d’ordinateur, la bureautique et l’équipement audio et vidéo, et dans certains systèmes de transmission électrique, son application est de plus en plus étendue.

Pendant plusieurs années moteur sans brosse DC a commencé à être utilisé comme un moteur d’entraînement dans le système de pompe photovoltaïque, c’est parce que le moteur a un rendement élevé qui n’est pas facile à atteindre par le moteur AC général, il est prévu de réduire considérablement la quantité de cellules solaires relativement coûteux, avec une économie significative. Cependant, comme la pompe photovoltaïque nécessite généralement que le moteur plonge dans l’eau pour fonctionner, de sorte que les travaux de recherche dans cet article en plus de la nécessité de résoudre la technologie conventionnelle de fonctionnement du moteur sans balais à courant continu, mais aussi exige que le moteur s’adaptent aux exigences de la plongée, c’est-à-dire, doit également résoudre le problème d’isolation fiable de l’enroulement. Du point de vue du joint mécanique de trouver des moyens de résoudre le problème d’étanchéité du moteur submersible est une façon de penser, mais il est difficile de surmonter sa structure complexe, la perte mécanique correspondante de grands problèmes.

Principe de fonctionnement

Pompe à eau solaire DC Brushless (moteur)

La pompe à courant continu sans balais est composée d’un moteur à courant continu sans balais et d’une roue. L’arbre du moteur est relié à la roue. Il y a un espace entre le stator et le rotor de la pompe, et l’eau pénètre dans le moteur pendant une longue période, augmentant la possibilité que le moteur brûle.

Propre avantage

(1) fiable: les alimentations photovoltaïques utilisent rarement des pièces mobiles et fonctionnent de manière fiable.

(2) coffre-fort, aucun bruit, aucun autres risques publics. Ne produit aucune substance nocive solide, liquide et de gaz, protection de l’environnement absolue.

(3) installation et entretien simples, faible coût d’exploitation, adapté aux avantages sans surveillance et autres. Surtout pour sa grande fiabilité et beaucoup d’attention.

(4) la bonne compatibilité, la production d’énergie photovoltaïque peut être employée en même temps que d’autres sources d’énergie, et il peut également être commode d’augmenter la capacité du système photovoltaïque selon les besoins.

(5) le degré de normalisation est élevé, et les composants en série et en parallèle peuvent répondre aux besoins de différentes consommations d’électricité, et la polyvalence est forte.

(6) l’énergie solaire est disponible partout et a un large éventail d’applications.

Cependant, le système solaire a aussi ses inconvénients, tels que: dispersion énergétique, intermittente, forte régionale. Le coût initial est élevé.

Perspective des systèmes

L’efficacité des panneaux solaires en silicium est difficile à améliorer en peu de temps, bien que la deuxième génération de cellules solaires à couche mince et la troisième génération de cellules solaires organiques présentent des avantages évidents en termes de coût, mais par rapport à la production à grande échelle de panneaux solaires en silicium n’est pas compétitive. Pendant un certain temps encore, les panneaux de silicium occuperont encore une part importante du marché. Par conséquent, à l’avenir, la direction de la recherche et du développement des systèmes de pompes à eau solaires devrait se concentrer sur les trois aspects suivants:

(1) développer des pompes et des moteurs à haute efficacité pour améliorer la gamme à haute efficacité des moteurs et des pompes sous une large gamme de changements de vitesse et de débit et réduire la puissance seuil du système. Développer des contrôleurs intelligents à faible coût et à haute fiabilité pour améliorer les performances des composants et faire face aux conditions météorologiques changeantes, améliorant ainsi la qualité dynamique et l’efficacité globale du système. En même temps, il convient d’améliorer le développement et la promotion de technologies globales pour l’utilisation complémentaire de l’énergie éolienne, lumineuse et thermique à petite et moyenne échelle.

(2) la méthode générale de prévision de performance à long terme du système de pompe à eau solaire en cas de changements multifacteurs tels que le climat, la lumière, le niveau d’eau et la demande en eau et la méthode de conception du système basée sur les changements dynamiques, la base de données de différentes régions est établie pour remplacer progressivement la méthode d’utilisation de l’estimation de la valeur moyenne statique;

(3) avec la réduction des prix des panneaux et le développement de systèmes solaires de petite et moyenne taille, à l’avenir, sur la base de l’optimisation de la puissance des panneaux, l’évaluation de la fiabilité opérationnelle du système devrait être accrue pour améliorer la fiabilité opérationnelle à long terme du système et la stabilité de l’approvisionnement en eau.