1. مفهوم و تعریف محصول
A پمپ خورشیدی سطح گریز از مرکز یک پمپ غیر شناور است که بالای منبع آب نصب می شود و از نیروی گریز از مرکز برای کشیدن آب از ورودی مکش و تخلیه آن از طریق خروجی تحت فشار استفاده می کند. بر خلاف پمپ های شناور، مجموعه موتور و پمپ در بالای سطح زمین باقی می ماند و نصب، بازرسی و نگهداری را در دسترس تر می کند. هنگامی که با یک کنترل کننده پمپ سوئیچ اتوماتیک AC/DC خورشیدی در محدوده 2000 تا 3600 وات، سیستم عمدتاً با انرژی فتوولتائیک کار می کند و به طور خودکار به شبکه AC یا برق ژنراتور سوئیچ می کند که در دسترس بودن خورشیدی کافی نباشد.
اصطلاح سوئیچ اتوماتیک خورشیدی نشان دهنده توانایی کنترل کننده برای تشخیص توان خورشیدی DC موجود و انتقال بین منابع ورودی DC و AC بدون مداخله دستی است و عملکرد پمپ بدون وقفه را در شرایط مختلف تابش در طول روز حفظ می کند.
گروه Deye اقدام به تولید پمپ های شناور و کنترل کننده های پمپ از سال 1990. سیستم پمپ خورشیدی سطح گریز از مرکز، گسترش این صلاحیت مهندسی را به پیکربندی‌های بالای زمین نشان می‌دهد، و به برنامه‌هایی می‌پردازد که در آن دسترسی به آب مکش بالابر نسبت به استقرار گمانه ترجیح داده می‌شود.
2. معماری سیستم و اجزای کلیدی
2.1 واحد پمپ سطحی گریز از مرکز
- محفظه پمپ: ساخت چدن، فولاد ضد زنگ یا پلیمر مهندسی شده بسته به کیفیت و کاربرد آب
- پروانه: طراحی تک مرحله ای یا چند مرحله ای؛ انتخاب مواد بر اساس نوع آب (آب تمیز، کمی کدر، یا تصفیه شده شیمیایی)
- موتور: موتور AC یا DC نصب شده روی سطح؛ به طور مستقیم از طریق یک کوپلینگ مکانیکی یا مجموعه یکپارچه موتور-پمپ به شفت پمپ متصل می شود.
- ورودی مکش: به طور معمول قطر 1.5 تا 3 اینچ با پیش بینی نصب شیر پایی و صافی مکش
- خروجی تخلیه: اندازه شبکه لوله سیستم؛ مطابق با سرعت جریان نامی برای به حداقل رساندن تلفات اصطکاک
2.2 کنترل کننده AC/DC سوئیچینگ اتوماتیک خورشیدی
- مدار MPPT: به طور مداوم نقطه کار PV را تنظیم می کند تا حداکثر توان موجود را تحت تابش و دما تغییر کند
- منطق سوئیچینگ منبع خودکار: سطح توان ورودی DC را در برابر یک آستانه قابل تنظیم نظارت می کند. هنگامی که انرژی خورشیدی کمتر از حداقل عملیاتی شود، تغییر یکپارچه به ورودی AC را آغاز می کند
- خروجی درایو فرکانس متغیر (VFD): سرعت موتور را متناسب با نیروی خورشیدی موجود تعدیل می‌کند و به جای چرخه روشن/خاموش، استارت نرم و عملکرد متناسب را ممکن می‌سازد.
- ماژول حفاظت: یکپارچه حفاظت در برابر خشکی، ولتاژ بیش از حد، جریان بیش از حد، دمای بیش از حد و اتصال کوتاه در یک واحد واحد
3. مشخصات فنی معمولی
| پارامتر | مشخصات معمولی | یادداشت ها |
| محدوده توان نامی | 2000 – 3600 W | کنترل کننده و پمپ با رتبه قدرت مطابقت دارند |
| ولتاژ ورودی DC | 90 – 450 ولت DC | پنجره MPPT؛ مدل خاص |
| ولتاژ ورودی AC | تک فاز 220 ولت / 3 فاز 380 ولت AC | پشتیبان گیری از شبکه یا ژنراتور |
| کارایی MPPT | 97 - 99٪ | برداشت خورشیدی را به حداکثر می رساند |
| نرخ جریان | 5 تا 50 متر مکعب در ساعت | بستگی به مدل سر و پمپ دارد |
| حداکثر مکش بالابر | تا 8 متر (محدودیت جوی) | ارتفاع سایت بر عملکرد مکش تأثیر می گذارد |
| سر تخلیه حداکثر | 20 تا 80 متر | محدوده معمولی گریز از مرکز تک مرحله ای |
| رتبه حفاظتی کنترلر | IP54 - IP65 | نصب دیواری در فضای باز |
| دمای عملیاتی | -10 تا 55 درجه سانتیگراد | نصب سایه دار توصیه می شود |
| ارتباط | RS485 / Modbus RTU | نظارت از راه دور اختیاری |
4. منطق سوئیچینگ خورشیدی خودکار
را سوئیچینگ خودکار ویژگی اصلی در این دسته محصول است. کنترلر یک توالی تصمیم تعریف شده را دنبال می کند:
| وضعیت | اکشن کنترلر | نتیجه |
| انرژی خورشیدی بالاتر از آستانه عملیاتی | با ورودی خورشیدی DC با MPPT کار می کند | مصرف شبکه صفر |
| انرژی خورشیدی زیر آستانه (ابر، سحر، غروب) | به طور خودکار به ورودی AC سوئیچ می شود | عملکرد مداوم پمپ |
| خورشیدی بالاتر از آستانه بازیابی می شود | به طور خودکار به ورودی خورشیدی DC برمی گردد | استفاده از شبکه به حداقل رسیده است |
| هر دو ورودی در دسترس نیستند | خاموش می شود؛ راه اندازی مجدد خودکار در بازیابی ورودی | موتور از منبع ناپایدار محافظت می شود |
5. پمپ سطحی گریز از مرکز در مقابل پمپ شناور
| معیارها | پمپ سطحی گریز از مرکز | پمپ شناور |
| محل نصب | بالای زمین، نزدیک منبع آب | غوطه ور در آب (چاه، مخزن، حوض) |
| حد عمق مکش | به طور معمول تا 8 متر (عملی 6-7 متر) | بدون محدودیت مکش؛ پمپ زیر آب است |
| دسترسی برای نگهداری | به راحتی در بالای زمین قابل دسترسی است | نیاز به استخراج پمپ از چاه دارد |
| نوع منبع آب | آب های آزاد (رودخانه ها، برکه ها، مخازن، کانال ها) | گمانه ها، چاه های عمیق، آب انبارها |
| الزامات پرایمینگ | مورد نیاز (مدل های خود پراینگ موجود است) | لازم نیست |
| سطح نویز | قابل شنیدن در حین کار | ساکت تر (موتور زیر آب) |
| هزینه نصب اولیه | به طور کلی پایین تر | بالاتر (حفاری گمانه، لوله قطره ای) |
| خطر انجماد | پمپ باید در آب و هوای سرد زمستانی شود | زیر خط یخبندان؛ خطر یخ زدگی کمتر |
6. سناریوهای کاربردی
را 2000–3600W centrifugal surface solar pump system is suited to applications where water is accessible within suction range and moderate-to-high flow rates are required:
- آبیاری رودخانه، کانال و حوض: مکش مستقیم از آب های آزاد برای آبیاری مزرعه ای که سطح ایستابی در فاصله 6 تا 8 متری سطح پمپ قرار دارد
- انتقال مخزن آب سطحی: پمپاژ از مخازن ذخیره سازی سطح زمین یا حوضچه های جمع آوری به مخازن مرتفع برای توزیع گرانش
- تامین گلخانه و آبیاری قطره ای: جریان تحت فشار ثابت برای نوار قطره ای یا سیستم های میکرو اسپرینکلر در مناطق بزرگ رشد
- آبیاری غرقابی برای محصولات شالیزاری و زراعی: پمپاژ با حجم بالا و هد کم از کانال های آب مجاور به حوضه های مزرعه
- مصرف تصفیه خانه آب: برداشت آب خام از رودخانه ها یا مخازن تغذیه فرآیندهای تصفیه
- پر کردن مخزن ذخیره اطفاء حریق: پر کردن برنامه ریزی شده با انرژی خورشیدی ذخیره سازی آب آتش نشانی در محل در تاسیسات راه دور
این سیستم به ویژه برای زمین های مسطح یا کم ارتفاع در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری که منابع آب آزاد در سطح زمین یا نزدیک به آن قرار دارند و تابش خورشید به طور مداوم بالا است، مناسب است.
7. مرجع اندازه پنل خورشیدی
اندازه آرایه پانل برای محدوده کنترل کننده 2000-3600W از همان اصول قابل اجرا در سایر سیستم های پمپ خورشیدی پیروی می کند. ورودی های اندازه کلید:
- توان پمپ مورد نیاز (W): حداقل وات آرایه پانل را پس از محاسبه تلفات سیستم (معمولاً 10-15٪) تعیین می کند.
- پنجره ولتاژ MPPT: رشته پنل Vmpp در دمای عملیاتی باید در محدوده ورودی کنترلر قرار گیرد. Voc نباید از حداکثر حد ورودی DC تجاوز کند
- هدف حجم آب روزانه: محاسبه شده از دبی پمپ ضرب در ساعات کارکرد روزانه تخمینی بر اساس ساعات اوج خورشید محلی
- شیب و جهت پانل: زاویه شیب ثابت بهینه شده برای عرض جغرافیایی محلی. رو به جنوب در نیمکره شمالی، رو به شمال در نیمکره جنوبی
به عنوان یک مرجع کلی، یک سیستم پمپ 3000 وات با 5 ساعت اوج خورشید می تواند تقریباً 15 تا 25 متر مکعب در روز را در سر تخلیه 20 تا 40 متر، مشروط به شرایط هیدرولیکی خاص سایت، تحویل دهد.
8. استانداردها و گواهینامه های مربوطه
- IEC 60034: ماشین های الکتریکی دوار - طبقه بندی و عملکرد موتور
- IEC 61800-3 / IEC 61800-5-1: الزامات EMC و ایمنی برای سیستم های درایو سرعت قابل تنظیم
- علامت گذاری CE: انطباق با دستورالعمل ولتاژ پایین (LVD) و دستورالعمل EMC برای دسترسی به بازار اروپا
- IEC 60529 (IP54/IP65): حفاظت از ورود محفظه برای کنترلر؛ IP55 یا بالاتر برای محفظه موتور پمپ
- ISO 9001: سیستم مدیریت کیفیت قابل اجرا در طراحی و ساخت محصول
9. سوالات متداول (سؤالات متداول)
Q1: آیا یک پمپ سطح گریز از مرکز قبل از هر راه اندازی نیاز به پرایم دارد؟
پمپ‌های سطحی گریز از مرکز استاندارد باید قبل از راه‌اندازی اولیه پرایم شوند - پر از آب شوند تا مکش ایجاد شود. پمپ های گریز از مرکز خود پراینگ آب را در محفظه پمپ بین چرخه ها حفظ کنید و نیاز به پر کردن دستی پس از اولین پر کردن را از بین ببرید. برای کاربردهای خورشیدی که در آن پمپ به طور خودکار با تابش شروع و متوقف می شود، مدل های خود پرایمینگ معمولاً انتخاب عملی تری هستند.
Q2: حداکثر آسانسور مکش عملی برای یک پمپ سانتریفیوژ سطحی چقدر است؟
را theoretical maximum suction lift at sea level is approximately 10.3 m (atmospheric pressure equivalent). In practice, accounting for friction losses, vapour pressure, and pump efficiency, the حد عملی لیفت مکش معمولاً 6-8 متر است. در ارتفاعات بالاتر، کاهش فشار اتمسفر این حد را بیشتر کاهش می دهد. قطر لوله مکش، طول و تعداد خم‌ها مستقیماً روی سر مکش قابل دستیابی تأثیر می‌گذارد.
Q3: چگونه کنترل کننده سوئیچینگ خودکار تصمیم می گیرد که چه زمانی از خورشیدی به AC تبدیل شود؟
را controller monitors the DC input power level continuously. When available solar power falls below a factory-set or user-configurable threshold — typically the minimum power required to operate the pump at its lowest functional speed — the controller initiates an تغییر خودکار به ورودی AC . مقدار آستانه و تاخیر تعویض را می توان از طریق تنظیمات پارامتر کنترلر تنظیم کرد تا با شرایط سایت و الزامات عملیاتی مطابقت داشته باشد.
Q4: آیا این سیستم می تواند آب را از رودخانه یا کانال باز پمپاژ کند؟
بله، به شرطی که سطح آب در محدوده بالابر مکش پمپ باشد و کیفیت آب (مواد جامد معلق، زباله) با مشخصات پروانه و مهر و موم سازگار باشد. الف صافی مکش یا شیر پایی برای جلوگیری از بلعیدن زباله و حفظ پرایم پمپ باید در ورودی نصب شود. برای آب با مواد جامد معلق بالا، پمپی مناسب برای آب کمی کدر با فاصله پروانه بیشتر است.
Q5: یک سیستم پمپ خورشیدی سطح گریز از مرکز به چه تعمیر و نگهداری نیاز دارد؟
تعمیر و نگهداری معمول شامل بازرسی دوره ای از مهر و موم مکانیکی برای نشتی (معمولاً هر 6 تا 12 ماه)، بررسی تمیزی صافی مکش، تأیید اتصالات الکتریکی و وضعیت کابل، تمیز کردن سطح پنل خورشیدی برای حفظ کارایی تابش، و تأیید تنظیمات پارامتر کنترلر به درستی پیکربندی شده است. فواصل روانکاری بلبرینگ به طراحی خاص موتور و ساعات کار بستگی دارد.
