
مبدأ عمل مضخة المياه الشمسية
مبدأ عمل مضخات المياه الشمسية بسيط ومبتكر، إذ يتم ضخ المياه عن طريق تحويل ضوء الشمس مباشرةً إلى طاقة ميكانيكية. يتكون النظام بشكل أساسي من عنصرين رئيسيين: الألواح الشمسية ومضخة المياه. ويكون تسلسل العمل كما يلي:
1. استخلاص الطاقة: تمتص الألواح الشمسية الطاقة من ضوء الشمس، مما يؤدي إلى توليد تيار مباشر (DC).
2. نقل الطاقة: يتم نقل الكهرباء ذات التيار المستمر التي تنتجها الألواح الشمسية عبر الكابلات إلى وحدة تحكم أو عاكس، حيث يتم تحويلها إلى طاقة لتشغيل محرك المضخة.
3. تشغيل المضخة: تنقسم المضخات بشكل رئيسي إلى نوعين:
مضخات سطحية: يتم تركيبها فوق سطح الأرض، وهي مناسبة لسحب المياه من مصادر مثل البرك أو الآبار الضحلة وتوصيلها إلى خزانات التخزين.
المضخات الغاطسة: مغمورة في الماء، وعادة ما توجد في أعماق الآبار أو الحفر، ومصممة لدفع المياه من طبقات المياه الجوفية العميقة إلى السطح.
من أهم مميزات هذا النظام أن سرعة ضخه تتكيف مع شدة ضوء الشمس. فخلال ساعات ذروة سطوع الشمس (مثل وقت الظهيرة)، يكون الضخ في أقصى سرعته، بينما في الليل أو في الأيام الغائمة، تتباطأ السرعة أو حتى تتوقف. ولذلك، يصبح خزان تخزين المياه عنصراً بالغ الأهمية، إذ يضمن إمداداً مستمراً بالمياه حتى خلال فترات انخفاض سطوع الشمس.
نصائح: كيف يتم حساب نسبة الرفع إلى الارتفاع؟
إجمالي الارتفاع (إجمالي الرفع):
الارتفاع الكلي = ارتفاع الرفع الرأسي + فقدان الاحتكاك
ارتفاع الرفع العمودي:
الارتفاع الرأسي من مستوى الماء المدفوع إلى أعلى نقطة في المخرج. هذا هو الجزء الأكثر أهمية.
فقدان الاحتكاك في خط الأنابيب (فقدان الاحتكاك):
يُقاس فقدان الضغط الناتج عن الاحتكاك أثناء تدفق الماء عبر الأنابيب. وكلما قلّ قطر الأنبوب، وزاد طوله، وكثرت انحناءاته، زاد هذا الفقد. وعادةً ما يُضاف ضغط إضافي بنسبة 10% إلى 20% لتعويض هذا الفقد.h1: الرفع تحت الماء (المسافة الرأسية بين مضخة المياه وسطح الماء)
h2: الارتفاع فوق الماء (المسافة الرأسية بين سطح الماء وفوهة البئر)
h3: المسافة الأفقية بين البئر وخزان المياه
ارتفاع الخزان h4
الرافعة الفعلية المطلوبة: H=h1+h2+h3/10+h4

كيفية الاختيار
طراز مضخة المياه الشمسية المناسب
قبل تصميم نظام مضخة مياه تعمل بالطاقة الشمسية، يجب توضيح الأسئلة الرئيسية التالية:
1. ما نوع مصدر المياه لديك؟
هل هو بئر ارتوازي، أم نهر، أم بحيرة، أم بركة؟
2. إذا كان مصدر المياه بئراً، فما هو قطر البئر؟
سيتم استخدام هذا لتحليل واختيار مضخة غاطسة بالحجم المناسب.
3. ما هو عمق البئر (حفرة البئر)؟ ما هي المسافة بين خزان التخزين والبئر، وكذلك ارتفاع خزان التخزين؟
سيتم استخدام هذه المعلومات لحساب "ارتفاع الرفع المطلوب فعليًا" لتحديد المضخة المناسبة.
4. ما هي متطلباتك المحددة لمعدل التدفق (لتر/ساعة)؟
بناءً على الارتفاع المقنن المحسوب (ارتفاع الرفع) والطلب على المياه بالساعة، اختر طراز المضخة الأنسب.
5. هل هناك أي متطلبات خاصة لمادة المضخة؟
ستؤثر معايير المواد المختلفة على سعر المضخة.
6. هل يلزم وجود مصدر طاقة إضافي من البطارية أو مدخل تيار متردد كمصدر طاقة إضافي؟
مصدر للاستخدام الليلي؟
مصدر للاستخدام الليلي؟
يحدد ذلك ما إذا كنا نوصي بمضخة المياه الشمسية التي تعمل بالتيار المستمر أو مضخة المياه الشمسية التي تعمل بالتيار المتردد/المستمر.
7. هل هناك أي متطلبات إضافية أخرى؟
إذا كان الأمر كذلك، فمن الضروري التواصل والتأكيد بالتفصيل مع مهندس المصنع.
مثال على حجم المنتج:
أبلغنا عميل كيني أنه يمتلك بئرًا عميقة بقطر 120 مم. يبلغ مستوى الماء في البئر 50 مترًا من سطح الأرض (h1)، وارتفاع خزان المياه 10 أمتار (h2)، والمسافة بين الخزان والبئر 40 مترًا (h3). يبلغ معدل استهلاك المياه المطلوب 6 أمتار مكعبة في الساعة (Q). ويتوقع العميل أن تعمل مضخة المياه باستمرار ليلًا، ولديه مصدر طاقة تيار متردد 220 فولت لتشغيلها.
استنادًا إلى المعلومات الأساسية التي قدمها العميل، أجرينا التحليل التالي:
متطلبات الارتفاع المقدر للعميل هي 50 + 10 + 40/10 = 64 مترًا، ومتطلبات التدفق المقدر هي 6 م³/ساعة.
وبناءً على هذه المعلومات، قمنا بحساب وتوصية مضخة المياه طراز Z4PC9-125-300-2200-A/D.
يبلغ قطر هذه المضخة 95 مم وقطر مخرجها 2 بوصة، مع معايير أداء محددة كما يلي:
| Z4PC9-125-300-2200-ZSAD | الرأس (م) | 120.0 | 110.0 | 100.0 | 80.0 | 60.0 | 40.0 | 20.0 | 10.0 |
| Z4PC9-125-300-2200-ZSAD | معدل التدفق (م³/ساعة) | 2.5 | 3.9 | 4.6 | 5.8 | 6.9 | 7.9 | 8.6 | 8.9 |

كيفية حساب تكلفة الألواح الشمسية؟
يُوصى بأن تكون قدرة مصفوفة الألواح الكهروضوئية الشمسية أعلى بمقدار 1.3 إلى 1.5 مرة أو أكثر من قدرة مضخة المياه. إضافةً إلى ذلك، يجب أن يتوافق جهد مصفوفة الألواح الكهروضوئية الشمسية مع نطاق الجهد المطلوب لمضخة المياه.
مثال:
بناءً على نماذج المضخات التي أوصينا بها أعلاه للعميل الكيني،
مضخة غاطسة تعمل بالطاقة الشمسية بمروحة بلاستيكية مقاس 4 بوصات، موديل: 4PC9-125-300-2200-A/D
قدرة المضخة: ٢٢٠٠ واط. نطاق جهد الإدخال الأمثل: ٨٠-٤٣٠ فولت تيار مستمر / ٨٠-٢٨٥ فولت تيار متردد. أقصى جهد للدائرة المفتوحة: ٤٣٠ فولت تيار مستمر.
متطلبات مجموعة الألواح الكهروضوئية الشمسية:
- يجب أن تكون الطاقة 2200 واط على الأقل مضروبة في 1.3 (وهو ما يعادل 2860 واط كحد أدنى)
- يجب أن يتجاوز الجهد عند نقطة الطاقة القصوى (VMP) 300 فولت
- يجب أن يكون جهد الدائرة المفتوحة (VOC) أقل من 430 فولت
مواصفات اللوحة الشمسية: ZRI450W-36MH
- القدرة: 450 واط - جهد VMP: 41.5 فولت - جهد VOC: 49.3 فولت
8 ألواح شمسية موصولة على التوالي:
- إجمالي الطاقة: 450 واط × 8 = 3600 واط
- جهد VMP المجمع: 41.5 فولت × 8 = 332 فولت
- جهد الدائرة المفتوحة الكلي: 49.3 فولت × 8 = 394.4 فولت
في هذا السيناريو، يتم تلبية متطلبات الطاقة والجهد للمضخة، مما يجعل تكوين مصفوفة الألواح الكهروضوئية الشمسية هذا مناسبًا.

كيفية اختيار كابلات التمديد
هل تصلح لمضخة مياه تعمل بالطاقة الشمسية؟
مضخة المياه مزودة بكابل طوله متران. يمكن تعديل طول الكابل حسب احتياجاتكم الخاصة، كما يمكنكم تمديده بأنفسكم.
إرشادات لاختيار الكابلات:
- اختر كابلات مقاومة للماء.
- اختر 3 أسلاك أو 4 أسلاك الكابلات.
- بالنسبة للأطوال التي تقل عن 50 متراً، 2.5 مليمتر مربع (مربع) يوصى باستخدام الكابلات؛
بالنسبة للكابلات التي يتراوح طولها بين 50 و 100 متر، 4 كابلات مربعة؛
وبالنسبة لأطوال تتراوح بين 100 و200 متر، 6 كابلات مربعة.
إذا تجاوز طول الكابل المطلوب 200 متر، فمن المستحسن اختيار مضخة غاطسة تعمل بالطاقة الشمسية من نوع ZRI مزودة بوحدة تحكم مدمجة.
01020304050607

مضخة غاطسة تعمل بالطاقة الشمسية بتيار مستمر
مضخة غاطسة تعمل بالطاقة الشمسية AC/DC
مضخة سطحية تعمل بالطاقة الشمسية بتيار مستمر
مضخة سطحية تعمل بالطاقة الشمسية AC/DC
مضخة مياه تعمل بالطاقة الشمسية لحمامات السباحة
مضخة شمسية مزودة بوحدة تحكم مدمجة
محول مضخة الطاقة الشمسية
ملحقات المضخة



السيد يوكي كونغ 


