1. Mikä on aurinkopintapumppu
A aurinkopintapumppu on maan päälle asennettu pumppuyksikkö, joka imee vettä läheisestä avoimesta vesilähteestä, kuten joesta, lammikosta, kanavasta, järvestä tai matalasta kaivosta ja joka saa virran kokonaan tai pääasiassa aurinkopaneeleista. Moottori ja pumppu on molemmat asennettu pintaan ja kytketty aurinkopumpun ohjaimeen, joka säätelee tehon tuloa ja lähtöä.
Pintapumput toimivat periaatteella imu : ne luovat alipaineen tuloaukkoon vetäen vettä ylöspäin imuputken kautta ennen paineistamista ja poistamista toimituspuolen kautta. Tämä erottaa ne uppopumpuista, jotka työntävät vettä alhaalta ylöspäin. Pintapumppujen käytännöllinen imukorkeus on rajoitettu ilmanpaineella noin 7-8 metriä todellisissa olosuhteissa.
Osana Deye Groupin vesijärjestelmäratkaisujen valikoimaa pintapumppujärjestelmät täydentävät yrityksen uppopumppujen tuotelinjoja soveltumalla sovelluksiin, joissa vesilähteet ovat saatavilla pinnan tasolla tai lähellä sitä.
2. Solar Surface -pumppujärjestelmän ydinkomponentit
- PV aurinkopaneelit: Tuota DC-sähköä auringonvalosta pumppujärjestelmän tehostamiseksi.
- Aurinkopumpun ohjain: Hallitsee MPPT-tehon seurantaa, moottorin nopeuden säätöä ja suojaustoimintoja; voi tukea hybridi aurinko- ja verkkotuloa.
- Pintapumppuyksikkö: Sisältää moottorin ja pumpun rungon, jotka on asennettu yhteiseen runkoon asennuspaikalla.
- Imuputki ja jalkaventtiili: Kuljettaa veden lähteestä pumpun tuloaukkoon; jalkaventtiili estää takaisinvirtauksen ja ylläpitää pumpun tehoa.
- Siivilä tai suodatin: Asennettu sisääntuloon estämään roskien, lehtien ja sedimentin pääsyn pumpun runkoon.
- Poistoputki ja painemittari: Toimittaa paineistettua vettä jakelujärjestelmään; mittari valvoo käyttöpainetta.
- Pohjustusportti: Käytetään pumpun ja tuloputken täyttämiseen vedellä ennen ensimmäistä käynnistystä imemisen aikaansaamiseksi.
3. Aurinkoenergian pintapumppujen tyypit
3.1 Pumpun hydraulisuunnittelun mukaan
| Pumpun tyyppi | Toimintaperiaate | Virtauksen ominaisuus | Tyypillinen käyttö |
| Keskipakopintapumppu | Pyörivä juoksupyörä muuttaa liike-energian paineeksi | Korkea virtaus, kohtalainen pää | Kastelu, vedensiirto, lammen pumppaus |
| Itseimeytyvä pintapumppu | Keskipako, jossa sisäinen kierrätys esitäyttöä varten | Kohtalainen virtaus ja pää | Kotimainen hankinta, pienimuotoinen kastelu |
| Monivaiheinen pintapumppu | Useita juoksupyörän vaiheita sarjassa | Pienempi virtaus, korkeampi pää | Painejakelu, korkea säiliön täyttö |
| Oheis (regeneratiivinen) pumppu | Vortex-avusteinen paineen muodostus | Pieni virtaus, korkeampi paine | Puhdas vesi kotikäyttöön, puutarhan kastelu |
3.2 Moottorityypin mukaan
- DC-moottorin pintapumppu: Suoraan yhteensopiva PV-paneelin lähdön kanssa; yksinkertaisempi järjestelmäsuunnittelu vähemmillä muunnosvaiheilla. Sopii pienille tehoalueille.
- AC-moottorin pintapumppu aurinkoinvertteriohjaimella: Vakiovaihtovirta-induktiomoottori, jota käyttää aurinkopumppuinvertteri/ohjain. Tukee laajempia tehoalueita ja on yhteensopiva sekä aurinko- että verkkovirransyötön kanssa.
4. Tärkeimmät tekniset parametrit
| Parametri | Kuvaus |
| Suurin imukorkeus (m) | Suurin pystysuora etäisyys pumpun tuloaukon alapuolella, josta vettä voidaan ottaa; tyypillisesti 6-8 m käytännössä |
| Kokonaispää (m) | Kokonaispaine, jonka pumppu voi kehittää, mukaan lukien imukorkeus, painekorkeus ja kitkahäviöt |
| Virtausnopeus (m3/h) | Toimitettu vesimäärä tunnissa nimellisissä käyttöolosuhteissa |
| Moottorin teho (kW) | Pumpun moottorin nimellissyöttöteho suunnitteluolosuhteissa |
| Pumpun hyötysuhde (%) | Hydraulisen lähtötehon suhde mekaanisen akselin syöttötehoon |
| Tulo-/poistoaukon halkaisija | Putkiliitoksen koko, joka määrittää suurimman virtausnopeuden ja on sovitettava putkijärjestelmään |
| Suojausluokitus (IP) | Moottorin suojaus pölyltä ja vedeltä; IP44 tai IP55 on tyypillinen ulkopinta-asennuksiin |
5. Sovellusskenaariot
- Pintaveden kastelu: Veden ottaminen joista, kanavista tai altaista peltojen kasteluun tiputus-, sprinkleri- tai vaomenetelmillä alueilla, joilla ei ole verkkoyhteyttä.
- Lammen ja järven vesikuljetus: Veden siirtäminen varastoaltaiden, kastelukanavien tai käsittelyaltaiden välillä tasaisella maastolla.
- Matalan kaivon vesihuolto: Veden ottaminen avoimista tai vuoratuista matalista kaivoista kotitalouskäyttöön, karjanhoitoon tai pienimuotoiseen maatalouteen, jossa porausreiän syvyys ei ylitä käytännöllistä imukorkeutta.
- Tulvien ja viemärien hallinta: Kerääntyneen pintaveden poistaminen matalalta maatalousmaasta tai rakennustyömailta.
- Vesisäiliön täyttö: Veden pumppaus maanpäällisestä lähteestä korotettuun varastosäiliöön painovoiman avulla tapahtuvaa jakelua varten rakennuksiin tai kastelujärjestelmiin.
- Vesiviljelyn ja kalalammikoiden hoito: Makean veden toimittaminen kalalammikoihin tai kierron ylläpitäminen vesiviljelylaitoksissa.
6. Aurinkoenergian pintapumppu vs. aurinkoenergian upotettava pumppu
| Kriteerit | Aurinkoenergian pintapumppu | Upotettava aurinkopumppu |
| Asennus | Maan yläpuolella, lähellä vesilähdettä | Upotettu porakaivoon, kaivoon tai säiliöön |
| Sopiva vesilähde | Avoin pintavesi, matalat kaivot | Syviä kaivoja, suljetut kaivot |
| Max käytännön nosto | 7-8 m imu, vaihtelee kokonaiskorkeuden mukaan | 200 m tai enemmän (monivaiheinen) |
| Pohjustus | Vaaditaan ennen ensimmäistä käynnistystä (ei-itseimevät tyypit) | Ei vaadita |
| Pääsy ylläpitoon | Pääsy suoraan pinnalle | Vaatii poistoa porareiästä |
| Melutaso | Korkeampi (paljas moottori ja pumppu) | Alempi (moottori upotettuna) |
| Alkukustannukset | Yleensä alhaisempi | Yleensä korkeampi tiivistetyn rakenteen ansiosta |
| Varkauden tai vaurion vaara | Korkeampi (altis laitteet) | Alempi (piilotettu maan alle) |
7. Asennusta koskevia huomioita
- Pumpun sijoitus: Pumppu tulee asentaa mahdollisimman lähelle vesilähdettä ja mahdollisimman alas imukorkeuden minimoimiseksi ja kavitaatioriskin vähentämiseksi.
- Tuloputken pituus ja halkaisija: Pidemmät tai kapeammat tuloputket lisäävät kitkahäviöitä ja vähentävät tehollista imukapasiteettia. Putken halkaisijan tulee olla yhtä suuri tai suurempi kuin pumpun tuloaukko.
- Jalkaventtiilin asennus: Tuloputken pohjassa oleva jalkaventtiili pitää vettä putkessa, kun pumppu pysähtyy, mikä mahdollistaa uudelleenkäynnistyksen ilman manuaalista uudelleentäyttöä.
- Suoja ja suoja: Pinta-asennetut moottorit ja säätimet tulee suojata suoralta sateelta, pölyltä ja äärimmäiseltä auringonsäteilyltä komponenttien käyttöiän pidentämiseksi.
- Turvallinen asennus: Pumpun runko on ankkuroitava vakaalle pinnalle tärinän aiheuttaman löystymisen ja kohdistusvirheiden estämiseksi käytön aikana.
8. Usein kysytyt kysymykset
K1: Miksi pintapumppujen imukorkeus on rajoitettu noin 7–8 metriin?
Ilmanpaine merenpinnan tasolla voi teoriassa tukea noin 10,3 metrin vesipatsasta. Käytännössä kitkahäviöt imuputkessa, veden lämpötila, korkeus merenpinnasta ja höyrynpaine laskevat tehollisen imurajan 7-8 metriä . Tämän rajan ylittäminen aiheuttaa kavitaatiota, joka vaurioittaa pumpun juoksupyörää ja heikentää suorituskykyä.
Q2: Pystyykö aurinkopintapumppu käsittelemään sedimenttiä tai leviä sisältävää vettä?
Tavalliset keskipakopintapumput on suunniteltu suhteellisen puhtaalle vedelle. Vesi, jossa on paljon sedimenttiä, hiekkaa tai leväpitoisuutta, nopeuttaa juoksupyörien ja tiivisteiden kulumista. An tulosiivilä on välttämätöntä, ja voimakkaasti saastuneissa lähteissä esisuodatusvaihetta tulee harkita ennen pumpun tuloa.
Q3: Tarvitseeko aurinkopintapumppu erillisen ohjaimen?
Kyllä. A aurinkopumpun ohjain MPPT:tä tarvitaan muuntamaan tehokkaasti muuttuva PV-paneelin ulostulo vakaaksi moottorin tehoksi. Ilman säädintä moottori on alttiina jännitevaihteluille, jotka heikentävät tehokkuutta ja vaarantavat moottorin vaurioitumisen. Ohjain tarjoaa myös tärkeitä suojauksia, kuten kuivakäynnin sammutuksen ja ylivirran katkaisun.
Q4: Mitä tapahtuu, jos veden pinta putoaa tuloputken alapuolelle käytön aikana?
Jos imuaukko on alttiina ilmalle, pumppu menettää tehon ja alkaa käydä kuivana. Kuivakäynti aiheuttaa nopean pumpun tiivisteiden ja moottorin laakerien ylikuumenemisen. A kuivakäyntisuojaus aurinkopumpun ohjaimen ominaisuus havaitsee epänormaalin tilan virran pudotuksen tai vedenkorkeusanturin avulla ja sammuttaa pumpun automaattisesti vaurioiden estämiseksi.
Q5: Kuinka monta PV-paneelia tarvitaan aurinkopintapumppuun?
Tarvittava PV-ryhmän kapasiteetti riippuu moottorin nimellistehosta, päivittäisistä aurinkotunteista työmaalla ja järjestelmän tehokkuuden menetyksistä. Yleisenä ohjeena paneelin kokonaistehon tulisi olla noin 1,2-1,5 kertaa moottorin nimellisteho watteina. Paikkakohtainen auringonsäteilyn arviointi tarjoaa tarkimman mitoitusperusteen.