1. مقدمه
سیستمهای پمپاژ آب با انرژی خورشیدی به یک جزء زیرساختی حیاتی در کشاورزی، تامین آب روستایی و کاربردهای صنعتی خارج از شبکه تبدیل شدهاند. هسته اصلی این سیستم ها است کنترلر پمپ خورشیدی ، که بر تبدیل انرژی و عملکرد موتور پمپ های شناور نظارت می کند. را کنترل کننده پمپ خورشیدی AC/DC 3 اینچی کار در محدوده توان 400 وات تا 1500 وات ، جفت شده با پمپ های شناور پروانه ای پلاستیکی ، یکی از گسترده ترین پیکربندی ها را در بازار جهانی امروز نشان می دهد.
از سال 1990، گروه Deye در تحقیق، توسعه و ساخت پمپ های شناور و کنترل کننده های پمپ تخصص یافته است و تخصص مهندسی گسترده ای را در این دسته از محصولات جمع آوری کرده است.
2. مفاهیم اصلی و اصول کار
2.1 کنترل کننده پمپ خورشیدی AC/DC چیست؟
A کنترلر پمپ خورشیدی (همچنین به عنوان درایو خورشیدی مبتنی بر VFD یا اینورتر پمپ MPPT نیز گفته میشود) یک دستگاه الکترونیکی است که ورودی پنلهای فتوولتائیک (PV) و/یا برق شبکه AC را میپذیرد، سپس فرکانس خروجی و ولتاژ تحویل به موتور پمپ شناور را تنظیم میکند. را ورودی دوگانه AC/DC طراحی کنترلر را قادر می سازد از PV خورشیدی (منبع DC) زمانی که نور خورشید در دسترس است کار کند و در صورت ناکافی بودن ورودی خورشیدی به برق AC اصلی سوئیچ کند و از عملکرد مداوم پمپ اطمینان حاصل کند.
ماژول های عملکردی کلیدی در یک کنترل کننده پمپ خورشیدی AC/DC استاندارد عبارتند از:
- MPPT (حداکثر ردیابی نقطه قدرت) الگوریتم برای بهینه سازی بلادرنگ استخراج توان PV
- درایو فرکانس متغیر (VFD) برای شروع نرم و تنظیم سرعت موتور پمپ
- مدارهای حفاظتی پوشش شرایط ولتاژ بیش از حد، ولتاژ کمتر، جریان بیش از حد، کارکرد خشک و دمای بیش از حد
- منطق سوئیچینگ AC/DC برای انتقال منبع بدون درز
2.2 نقش پروانه پلاستیکی در پمپ های شناور
را پروانه جزء چرخشی است که مسئول انتقال انرژی جنبشی از شفت موتور به سیال پمپ شده است. در طراحی پمپ شناور، انتخاب مواد پروانه مستقیماً بر عملکرد، عمر مفید و ساختار هزینه تأثیر می گذارد. پروانه های پلاستیکی ، معمولاً از پلیمرهای مهندسی مانند PPO (پلی فنیلن اکسید)، PP (پلی پروپیلن) یا نایلون تقویت شده به طور گسترده ای در محدوده 400-1500W به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، وزن سبک و هزینه ساخت کم استفاده می شوند.
3. مشخصات محصول معمولی
را following table outlines representative technical parameters for this product category:
| پارامتر | محدوده مشخصات | یادداشت ها |
| اندازه سوراخ پمپ | 3 اینچ (76 میلی متر) | سازگار با گمانه استاندارد |
| قدرت امتیازی | 400 وات - 1500 وات | موتور تک فاز یا سه فاز |
| ولتاژ ورودی DC | به طور معمول 72 ولت - 360 ولت DC | ورودی آرایه پنل PV |
| ولتاژ ورودی AC | 110 ولت / 220 ولت / 380 ولت AC | پشتیبان گیری از شبکه یا ژنراتور |
| کارایی MPPT | بیشتر از 99% | استاندارد صنعت برای واحدهای با کیفیت |
| حداکثر نرخ جریان | حداکثر 5 متر مکعب در ساعت (بر اساس مدل متفاوت است) | وابسته به سر و قدرت |
| مکس سر | تا 120 متر (بر اساس مدل متفاوت است) | طراحی چند مرحله ای |
| مواد پروانه | PPO / PP / نایلون تقویت شده | پلیمر مقاوم در برابر خوردگی |
| رتبه حفاظتی | IP68 (پمپ)، IP65 (کنترل کننده) | پمپ کاملا شناور |
4. انواع محصول و پیکربندی سیستم
4.1 طبقه بندی حالت ورودی کنترلر
| تایپ کنید | منبع ورودی | سناریوی مناسب |
| کنترلر خورشیدی فقط DC | پانل های PV (DC) | مکان های دور از شبکه |
| کنترلر هیبریدی AC/DC | پانل های PV شبکه / ژنراتور AC | مناطق نیمه شبکه ای که نیاز به عملیات 24/7 دارند |
| کنترلر VFD فقط AC | شبکه AC یا ژنراتور | مزارع و تأسیسات متصل به شبکه |
4.2 پروانه پلاستیکی در مقابل پروانه فولاد ضد زنگ
| معیارها | پروانه پلاستیکی | پروانه استیل ضد زنگ |
| مقاومت در برابر خوردگی | عالی (پلیمرهای مقاوم در برابر شیمیایی) | خوب (وابسته به درجه) |
| وزن | نور | سنگین تر |
| تحمل شن و سایش | پایین (مناسب برای آب تمیز) | بالاتر |
| هزینه واحد | پایین تر | بالاتر |
| برنامه معمولی | آب زیرزمینی پاک، تامین داخلی | گمانه های شنی، سناریوهای سایش بالا |
5. زمینه های کاربردی
را 3 Inch Solar AC/DC Pump Controller with plastic impeller submersible pumps is deployed across multiple sectors:
- آبیاری کشاورزی: پمپاژ آب زیرزمینی برای آبیاری محصولات در مناطق با دسترسی محدود به شبکه، کاهش هزینه های سوخت عملیاتی.
- تامین آب خانگی روستایی: تامین آب آشامیدنی روستاها، خانوارها و جوامع کوچک از گمانه ها یا چاه های کم عمق.
- آبیاری دام: تامین آب انبار در نواحی مرتفع دورافتاده که زیرساخت های شبکه در دسترس نیست.
- پر کردن مخزن و مخزن آب: پر کردن خودکار با سطح کنترل شده مخازن ذخیره سازی در ارتباط با سوئیچ شناور یا سیگنال های سنسور فشار.
- آبیاری باغبانی و گلخانه ای: تحویل دقیق آب در محیط های رشد کنترل شده
- سیستم های آب شهری در مقیاس کوچک: پمپاژ تکمیلی در شبکه های توزیع آب منطقه در حال توسعه
6. ملاحظات انتخاب و اندازه
اندازه مناسب سیستم مستلزم ارزیابی پارامترهای زیر است:
- کل پویا هد (TDH): مجموع سر استاتیک، تلفات اصطکاک و فشار مورد نیاز در نقطه تحویل.
- نرخ جریان مورد نیاز: تقاضای آب روزانه تقسیم بر ساعات پمپاژ موجود (بر اساس ساعات اوج خورشید در محل نصب).
- اندازه آرایه PV: محدوده ولتاژ ورودی کنترلر باید با ولتاژ مدار باز (Voc) و حداکثر ولتاژ نقطه توان (Vmpp) پیکربندی PV انتخاب شده مطابقت داشته باشد.
- کیفیت آب: محتوای ماسه و ترکیب شیمیایی آب منبع تعیین کننده مناسب بودن پروانه های پلاستیکی در برابر مواد جایگزین است.
- قطر گمانه: را 3-inch pump body must physically fit within the borehole casing, with a minimum recommended casing inner diameter of 80mm.
- مورد نیاز پشتیبان AC: برنامه های کاربردی مداوم (بیمارستان ها، ایستگاه های آب آشامیدنی) معمولاً به پیکربندی هیبریدی AC/DC نیاز دارند.
7. حفاظت استاندارد و ویژگی های کنترل
کنترلرهای مدرن پمپ خورشیدی 3 اینچی در این کلاس قدرت دارای عملکردهای حفاظتی زیر هستند:
- حفاظت در برابر خشکی: خاموش شدن خودکار زمانی که سطح آب به زیر ورودی پمپ میرسد و از فرسودگی موتور جلوگیری میکند.
- حفاظت از ولتاژ بیش از حد و کم ولتاژ: هر دو در ورودی DC (PV) و ورودی AC.
- حفاظت در برابر جریان بیش از حد و اتصال کوتاه: محدود کردن جریان سمت خروجی و جداسازی خطا.
- حفاظت در برابر دما: راrmal cutoff to protect IGBT modules within the controller.
- عملکرد شروع نرم: افزایش تدریجی سرعت موتور در هنگام راهاندازی، کاهش استرس مکانیکی روی مجموعه پروانه و سیمپیچهای موتور.
- تشخیص پر بودن مخزن: سوئیچ شناور یا ورودی سوئیچ فشار برای توقف/شروع خودکار بر اساس وضعیت ذخیره سازی.
8. نکات نصب و نگهداری
- را controller enclosure should be mounted in a مکان سایه دار و دارای تهویه مناسب ، دور از نور مستقیم خورشید و نقاط ورودی رطوبت.
- مقاطع کابل PV باید بر اساس حداکثر جریان اتصال کوتاه (Isc) آرایه پانل اندازه گیری شود. فیوزینگ مناسب با درجه DC روی هادی های مثبت و منفی
- را submersible pump should be suspended with a طناب ایمنی حداقل 3 برابر وزن پمپ، مستقل از لوله انتقال آب.
- بازرسی دوره ای عایق کابل، صفحه صافی پمپ و پارامترهای نمایشگر کنترلر هر 6 تا 12 ماه توصیه می شود.
- پمپ های پروانه ای پلاستیکی نباید در آب حاوی آب استفاده شوند محتوای ماسه بیش از مشخصات سازنده (معمولاً 0.025٪ وزنی)، زیرا ذرات ساینده سایش پروانه را تسریع می کنند.
9. سوالات متداول
Q1: آیا کنترلر می تواند با باتری ها به عنوان منبع ورودی کار کند؟
اکثر کنترل کننده های پمپ خورشیدی AC/DC در این دسته برای طراحی شده اند ورودی مستقیم PV ، DC با بافر باتری نیست. یکپارچه سازی بانک باتری معمولاً به یک کنترل کننده شارژ خورشیدی و ترتیب اینورتر جداگانه نیاز دارد. برخی از مدل های تخصصی از ورودی DC باتری پشتیبانی می کنند. این مشخصات باید در برگه اطلاعات محصول تأیید شود.
Q2: در روزهای ابری یا در تابش کم چه اتفاقی می افتد؟
را الگوریتم MPPT به طور مداوم نقطه برق موجود را ردیابی می کند و به پمپ اجازه می دهد با سرعت کاهش یافته متناسب با انرژی خورشیدی موجود کار کند. در مدلهای هیبریدی AC/DC، هنگامی که توان PV به زیر یک آستانه قابل تنظیم میرسد، کنترلکننده بهطور خودکار ورودی AC را تکمیل میکند یا به آن سوئیچ میکند.
Q3: آیا پمپ 3 اینچی برای تامین آب خانگی مناسب است؟
بله در محدوده 400 تا 1500 وات، یک پمپ شناور 3 اینچی با یک پروانه پلاستیکی معمولا 1-5 متر مکعب در ساعت در سرهای متوسط که برای تامین یک خانوار یا جامعه کوچک کافی است. ظرفیت دقیق به کل هد دینامیکی و مدل پمپ انتخاب شده بستگی دارد.
Q4: عمر مورد انتظار پمپ پروانه پلاستیکی چقدر است؟
در شرایط عادی عملیاتی با آب زیرزمینی تمیز، پروانه های پلاستیکی درجه مهندسی (PPO، نایلون تقویت شده) معمولاً عملکرد هیدرولیک را برای 3 تا 8 سال حفظ می کند. عمر مفید در آب با محتوای ماسه بالا یا ترکیب شیمیایی تهاجمی به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
Q5: آیا گروه Deye هم پمپ و هم کنترلر را تولید می کند؟
بله گروه Deye هر دو را تولید کرده است پمپ های شناور و کنترل کننده های پمپ از سال 1990. تولید یکپارچه امکان تطبیق مشخصات الکتریکی و هیدرولیک در خطوط تولید را فراهم می کند که توسط مهندسی داخلی و فرآیندهای کنترل کیفیت پشتیبانی می شود.