1. مقدمه
را کنترل کننده پمپ خورشیدی هیبریدی AC/DC در رنج 1100 وات تا 3000 وات طیف گسترده ای از کاربردهای گردش آب - از تامین آب کشاورزی و خانگی گرفته تا فیلتراسیون استخرهای شنا و سیستم های بهداشتی. وقتی با یک جفت می شود پمپ استخر خورشیدی این دسته کنترل‌کننده، اپراتورهای استخر را قادر می‌سازد تا با اجرای چرخه‌های فیلتراسیون در طول ساعات تولید خورشیدی در طول روز، تکمیل شده توسط شبکه AC یا برق ژنراتور در زمانی که ورودی خورشیدی کافی نیست، مصرف برق را به میزان قابل توجهی کاهش دهند.
گروه Deye از سال 1990 پمپ‌های شناور، پمپ‌های استخر و کنترل‌کننده‌های پمپ تولید کرده است. کاربردهای پمپ استخر یک حوزه طراحی متمایز در محدوده محصولات Deye را نشان می‌دهد، که نیاز به کنترل‌کننده‌هایی دارد که هم نیازهای هیدرولیکی گردش استخر و هم طبیعت متغیر ورودی انرژی خورشیدی را بررسی می‌کنند.
2. مفاهیم اصلی
2.1 کنترل کننده پمپ خورشیدی هیبریدی AC/DC
A کنترل کننده پمپ هیبریدی AC/DC خورشیدی هم ورودی DC را از پانل های فتوولتائیک و هم ورودی AC را از شبکه برق یا یک ژنراتور می پذیرد. مکانیزم سوئیچینگ داخلی، انرژی خورشیدی را در صورت وجود اولویت بندی می کند و زمانی که تابش خورشیدی از حداقل آستانه عملیاتی پایین می آید، به AC تبدیل می شود. زیرسیستم های داخلی کلیدی عبارتند از:
- MPPT (حداکثر ردیابی نقطه قدرت): به طور مداوم بر روی حداکثر نقطه خروجی توان آرایه PV متصل شده، ردیابی و قفل می شود، و در زمان واقعی با تابش و تغییرات دما سازگار می شود.
- درایو فرکانس متغیر (VFD): تنظیم سرعت موتور با تغییر فرکانس خروجی، امکان کنترل جریان متناسب و قابلیت شروع نرم.
- منطق سوئیچینگ منبع AC/DC: شرایط باس DC را نظارت می کند و به طور خودکار بدون دخالت اپراتور به ورودی AC منتقل می شود.
- مدارهای حفاظتی چند لایه: موتور، نیمه هادی های قدرت و هر دو منبع ورودی را پوشش می دهد.
2.2 پمپ استخر خورشیدی
A پمپ استخر خورشیدی یک پمپ سطح گریز از مرکز است که به طور خاص برای گردش آب استخر، فیلتراسیون و یکپارچه سازی سیستم گرمایش طراحی شده است که با انرژی فتوولتائیک از طریق یک کنترل کننده سازگار تغذیه می شود. برخلاف پمپ های گمانه شناور، پمپ های استخری هستند پمپ های گریز از مرکز خود پرایم شونده روی زمین با یک موتور خیس (سر پمپ) و خشک، که از طریق یک شفت مهر و موم متصل شده است. الزامات اصلی طراحی شامل سازگاری با محیط های شیمیایی استخر، عملکرد کم نویز و توانایی عملکرد در محدوده سرعت متغیر تحمیل شده توسط کنترل کننده خورشیدی است.
3. مشخصات فنی معمولی
| پارامتر | مشخصات کنترلر | مشخصات پمپ استخر |
| قدرت امتیازی | 1100 وات / 1500 وات / 2200 وات / 3000 وات | مطابق با رتبه خروجی کنترلر |
| ولتاژ ورودی DC | 100 ولت - 500 ولت DC (معمولی) | N/A |
| ولتاژ ورودی AC | تک فاز 220 ولت یا سه فاز 380 ولت AC | N/A |
| فرکانس خروجی | 0 - 50 هرتز / 0 - 60 هرتز (متغیر) | N/A |
| کارایی MPPT | بیشتر از 99% | N/A |
| حداکثر نرخ جریان | N/A | حداکثر 25 متر مکعب در ساعت (بسته به مدل) |
| مکس سر | N/A | تا 25 متر (بسته به مدل) |
| نوع موتور پمپ | القای ناهمزمان 3 فاز | موتور القایی سه فاز |
| رتبه حفاظتی کنترلر | IP65 | IP55 (بدنه پمپ، معمولی) |
| دمای محیط | -10 درجه سانتیگراد تا 50 درجه سانتیگراد | 0 درجه سانتیگراد تا 50 درجه سانتیگراد |
| ارتباط | RS485 / GPRS اختیاری | N/A |
4. مقایسه نوع کنترل کننده برای برنامه های کاربردی استخر
| نوع کنترلر | ورودی | عملیات شبانه | مناسب برای |
| کنترلر خورشیدی فقط DC | فقط PV | ممکن نیست | استخرهای خارج از شبکه؛ فیلتراسیون در روز کافی است |
| کنترلر هیبریدی AC/DC | شبکه / ژنراتور AC PV | بله (از طریق AC) | استخرهای متصل به شبکه که نیاز به فیلتراسیون طولانی مدت دارند |
| کنترلر استاندارد AC VFD | فقط شبکه AC | بله | استخرهای برقی موجود بدون خورشید |
5. پمپ استخر خورشیدی در مقابل پمپ استخر با سرعت ثابت استاندارد
| معیارها | سیستم پمپ استخر خورشیدی | پمپ استخر با سرعت ثابت استاندارد |
| منبع انرژی | پانل های PV (اصلی) AC (پشتیبان) | فقط شبکه AC |
| سرعت عملیات | متغیر (متناسب با ورودی خورشیدی) | ثابت (سرعت کامل) |
| هزینه جاری برق | در ساعات خورشیدی کاهش می یابد | نرخ برق کامل شبکه |
| سایش موتور در بار کم | کاهش یافته (شروع نرم و سرعت متغیر) | بالاتر (استارت ولتاژ کامل) |
| هزینه اولیه سیستم | بالاتر (شامل پانل های PV و کنترلر) | پایین (فقط واحد پمپ) |
| سطح نویز | کارکرد با سرعت کم کمتر | سطح نویز ثابت با سرعت کامل |
6. زمینه های کاربردی
- فیلتراسیون استخرهای مسکونی: گردش با انرژی خورشیدی از طریق فیلترهای شنی یا فیلترهای کارتریج در طول ساعات روز، تکمیل شده توسط برق AC در اوایل صبح یا عصر مطابق با برنامه های فیلتراسیون.
- سیستم های استخر تجاری و هتلی: فیلتراسیون مداوم با پشتیبان AC تضمین می کند که استانداردهای بهداشتی بدون توجه به شرایط آب و هوایی حفظ می شود.
- گردش گرمایش استخر خورشیدی: هدایت آب از طریق کلکتورهای حرارتی خورشیدی روی سقف برای گرمایش غیرفعال استخر، همراستا با دوره‌های اوج تولید خورشیدی.
- گردش ویژگی آب: فواره‌ها، حوض‌های زینتی و آب‌نماها در پارک‌ها یا املاک تجاری که در آن‌ها کارکرد با سرعت متغیر کم‌صدا ترجیح داده می‌شود.
- آبیاری کشاورزی (محدوده 1100-3000 وات): پمپ های سانتریفیوژ سطحی برای آبیاری قطره ای یا بارانی از منابع آب آزاد مانند حوضچه ها، کانال ها یا رودخانه ها.
- گردش آب آبزی پروری: پمپاژ هوادهی و گردشی در استخرهای ماهی و تأسیسات آبزی پروری در طول چرخه های عملیاتی نور روز.
7. حفاظت و کنترل توابع
| تابع | توضیحات |
| حفاظت در برابر خشک کردن | وضعیت موتور بدون بار را تشخیص می دهد و خاموش می شود تا از آسیب دیدن پمپ و موتور جلوگیری کند |
| حفاظت در برابر ولتاژ (DC و AC) | زمانی خاموش می شود که ورودی DC PV یا ولتاژ شبکه AC از حداکثر نامی کنترلر فراتر رود |
| حفاظت در برابر ولتاژ | هنگامی که ولتاژ ورودی برای عملکرد پایدار موتور کافی نیست، از شروع موتور جلوگیری می کند |
| حفاظت بیش از حد جریان | محدود کردن جریان خروجی و جداسازی سریع خطا در سمت درایو موتور |
| محافظت در برابر دمای بیش از حد | سنسور حرارتی داخلی باعث کاهش یا خاموش شدن بالاتر از آستانه دمای هیت سینک می شود |
| شروع نرم | افزایش تدریجی سرعت موتور در هنگام راه‌اندازی، شوک مکانیکی روی پروانه و آب‌بند پمپ را کاهش می‌دهد |
| ورودی تایمر / برنامه ریزی | تایمر خارجی یا کنترلر-برنامه ریزی داخلی برای پنجره های عملیاتی روزانه تعریف شده |
| سوئیچینگ خودکار AC/DC | انتقال خودکار منبع بین PV و AC بدون دخالت دست |
8. ملاحظات اندازه سیستم استخر
- حجم استخر و نرخ گردش مالی: را pump must circulate the entire pool volume at least once per day (residential) or more frequently for commercial pools. Turnover rate determines minimum required flow rate in m3/h.
- محاسبه سر سیستم: کل مقاومت هیدرولیکی شامل افت فشار فیلتر، اصطکاک لوله و تلفات اتصال، سر پمپ مورد نیاز را در دبی طراحی تعیین می کند.
- اندازه آرایه PV: حداکثر توان آرایه PV باید تقریباً 1.2 تا 1.5 برابر توان نامی کنترل کننده پمپ باشد. برای یک کنترل کننده 2200 واتی که پمپ استخر را هدایت می کند، این معادل تقریباً 2640 Wp تا 3300 Wp ظرفیت PV نصب شده است.
- ساعت فیلتراسیون در روز: در حالت فقط خورشیدی یا اولویت خورشیدی، ساعات تصفیه موثر به پنجره‌های تولید خورشیدی اوج محدود می‌شود (معمولاً 5 تا 8 ساعت). پشتیبان AC این را به مدت زمان مورد نیاز فیلتراسیون روزانه گسترش می دهد.
- سازگاری شیمیایی: مواد پایان مرطوب پمپ استخر (پروانه، دیفیوزر، پوشش) باید برای تماس مداوم با آب کلردار یا شور استخر درجه بندی شوند. مواد استاندارد شامل پلی پروپیلن پر شده با شیشه و کامپوزیت نوریل است.
9. سوالات متداول
Q1: آیا کنترلر هیبریدی AC/DC می تواند پمپ استخر را در شب اجرا کند؟
بله. را عملکرد ورودی AC کنترل کننده هیبریدی به پمپ استخر اجازه می دهد تا از برق شبکه یا ژنراتور در طول شب یا دوره های کم تابش کار کند. هنگامی که ولتاژ PV به زیر آستانه تنظیم شده می‌رسد، کنترل‌کننده به‌طور خودکار از ورودی خورشیدی به ورودی AC تغییر می‌کند و فیلتراسیون مداوم را بدون سوئیچینگ دستی حفظ می‌کند.
Q2: آیا کاهش سرعت پمپ در هنگام تابش کم بر کیفیت آب استخر تأثیر می گذارد؟
کیفیت آب استخر بستگی به کل حجم فیلتراسیون روزانه ، سرعت جریان آنی نیست. کاهش سرعت در طول تابش جزئی همچنان به گردش مالی تجمعی روزانه کمک می کند. در جایی که پشتیبان AC فعال است، کنترلر با کارکردن با سرعت کامل در طول دوره های عملیات AC جبران می کند و اطمینان حاصل می کند که کل حجم فیلتراسیون مورد نیاز در روز به دست می آید.
Q3: تعداد پنل PV توصیه شده برای یک کنترل کننده پمپ استخر 1500 وات چقدر است؟
اعمال ضریب بزرگی 1.2 تا 1.5، الف کنترلر 1500 وات تقریباً 1800Wp تا 2250Wp ظرفیت PV نیاز دارد. با استفاده از پانل های مونو کریستال 400 وات، این به 5 تا 6 پانل تبدیل می شود. پیکربندی رشته باید در برابر پنجره ولتاژ MPPT کنترلر و حداکثر ولتاژ ورودی DC تأیید شود.
Q4: آیا همان کنترلر می تواند هم پمپ استخر و هم پمپ آبیاری را هدایت کند؟
یک خروجی کنترلر برای درایو طراحی شده است یک موتور در یک زمان . جابه‌جایی بین پمپ استخر و پمپ آبیاری به کنترل‌کننده‌های جداگانه در هر پمپ یا آرایش کنتاکتور خارجی با قفل مناسب نیاز دارد. اتصال دو موتور به طور همزمان به یک خروجی کنترلر، پیکربندی پشتیبانی نمی شود.
Q5: آیا گروه Deye هم پمپ استخر و هم کنترلر سازگار را تولید می کند؟
بله. گروه Deye تولید می کند پمپ های استخر، پمپ های شناور و کنترل کننده های پمپ در چندین رتبه بندی قدرت پکیج‌های پمپ استخر همسان و کنترل‌کننده هیبریدی AC/DC در دسترس هستند، با پارامترهای الکتریکی موتور که بر اساس مشخصات خروجی کنترل‌کننده در طول فرآیند تولید تأیید شده‌اند.
