Gleichstrom-Solar-Tauchpumpe
AC/DC Solar-Tauchpumpe
Gleichstrom-Solar-Oberflächenpumpe
AC/DC Solar-Oberflächenpumpe
Solar-Schwimmbadpumpe
Eingebauter Regler Solarpumpe
Solarpumpen-Wechselrichter
Pumpenzubehör
Herr Youkee Kong 
Anwendung von solarbetriebenen Wasserpumpen in der Wasseraufbereitung
Solarpumpen sind eine ideale und fortschrittliche Lösung für die Wasserzirkulation und Filterung von Pools. Sie eignen sich besonders für Nutzer in sonnenreichen Gebieten, bei hohen Stromkosten, einem ausgeprägten Umweltbewusstsein und für alle, die langfristige wirtschaftliche Vorteile anstreben. Dank ausgereifter Solartechnologie und sinkender Kosten werden sie immer beliebter für den Neubau und die Sanierung von Pools.
SCHRITT 1:
Bestimmung der Kernsystemparameter
1. Berechnung des erforderlichen Zirkulationsvolumenstroms (Q)
Die Durchflussrate bestimmt die Erneuerungsgeschwindigkeit des Gewässers und ist entscheidend für die Gewährleistung der Filtrations- und Desinfektionswirksamkeit.
A. Für Pool-Anträge:
Grundformel: Erforderliche Durchflussrate Q (m³/h) = Gesamtvolumen des Beckens (m³) ÷ Erforderliche Umwälzzeit (Stunden)
Parameteranalyse:
• Gesamtvolumen des Beckens: Beckenlänge (m) × Breite (m) × durchschnittliche Tiefe (m)
• Umwälzzeit: Bezeichnet die Zeit, die zum Filtern des gesamten Poolvolumens benötigt wird und durch Branchenstandards oder Vorschriften bestimmt wird.
- Öffentliche/Gewerbliche Schwimmbäder: Strenge Anforderungen, kürzere Wechselzeiten (typischerweise 4-6 Stunden pro Zyklus).
- Private Pools: Längere Umwälzzeiten, in der Regel 6-8 Stunden (3-4 Zyklen pro Tag).
- Gängiger vereinfachter Standard: In der Branche werden häufig „tägliche Umwälzzyklen“ zur Schätzung verwendet. Beispielsweise wird empfohlen, private Pools 3-4 Mal täglich umzuwälzen.
Q (m³/h) = Gesamtvolumen des Pools (m³) × Tägliche Umwälzzyklen ÷ 24 Stunden
Beispiel :
Ein privater Pool mit einem Volumen von 50 m³ muss alle 8 Stunden umgewälzt werden.
Ein privater Pool mit einem Volumen von 50 m³ muss alle 8 Stunden umgewälzt werden.
Q = 50 m³ ÷ 8 h = 6,25 m³/h
B. Für Anwendungen in der Wasseraufbereitung (z. B. Landschaftsgewässer, ökologische Teiche):
Das Prinzip ist ähnlich, wobei die Austauschperiode durch die Anforderungen an die Wasserqualität (z. B. zur Verhinderung von Algenwachstum) bestimmt wird und 12 oder 24 Stunden pro Zyklus betragen kann. Die Formel bleibt gleich.
Q = Gesamtwasservolumen ÷ Gewünschte Umwälzzeit
SCHRITT 2. Ermittlung der gesamten dynamischen Förderhöhe (H_total)
Dies ist der wichtigste Parameter für die Pumpenauswahl und stellt den Gesamtwiderstand dar, den die Pumpe überwinden muss.
H_total = Statische Förderhöhe (H_static) + Reibungsförderhöhe (H_friction) + Gerätedruckverlust (H_equipment)
Parameteranalyse:
• Statische Förderhöhe (H_statisch): Vertikaler Höhenunterschied zwischen dem Pumpenauslass und dem höchsten Punkt des Systems. Bei Schwimmbecken kann dieser Wert 0 betragen, wenn Pumpe und Filter auf gleicher Höhe mit der Wasseroberfläche liegen.
• Reibungsdruck (H_reibung): Druckverlust durch Wasser, das durch Rohre, Krümmer und Ventile fließt. Dieser hängt von Rohrlänge, Durchmesser, Material und Strömungsgeschwindigkeit ab und ist typischerweise der Hauptfaktor für den Gesamtdruck.
• Gerätedruckverlust (H_equipment): Druckverlust beim Durchfließen von Filtern (erheblicher Unterschied zwischen neuem und verschmutztem Filtermaterial), Desinfektionsanlagen (UV-Lampen, Chlordosierer), Heizungen usw. Dies sind wichtige Daten, die von den Geräteherstellern eingeholt werden müssen!
- Ein sauberer Sandfilter hat typischerweise einen Druckverlust von ~3-5 Metern Förderhöhe (m).
- Bei einer UV-Desinfektionseinheit entsteht ein Druckverlust von etwa 2-3 Metern.
Der gesamte Druckverlust der Anlage entspricht der Summe der Verluste der einzelnen Anlagenteile.
Beispielhafte Schätzung:
• Statische Förderhöhe H_static = 0 m (System horizontal installiert)
• Filterdruckverlust H_Filter = 5 m
• Druckverlust der UV-Anlage H_uv = 3 m
• Rohrreibungsdruck H_reibung = 4 m (geschätzt)
Gesamthöhe = 0 m + 5 m + 3 m + 4 m = 12 Meter
Die Spannung, Leistung und der Typ (Gleich-/Wechselstrom) der Pumpe müssen exakt übereinstimmen.
Hauptmerkmale:
Muss MPPT-Funktionalität und wichtige Schutzfunktionen wie z. B. Trockenlaufschutz (um Pumpenschäden bei Erschöpfung der Wasserquelle zu verhindern) umfassen.
SCHRITT 3: Auswahl von Pumpe und Solaranlage
1. Berechnung der erforderlichen Pumpenfördermenge (Q_Pumpe)
Grundrezeptur:
Pumpenleistung (m³/h) = Tagesleistung (m³/Tag) ÷ Durchschnittliche Spitzen-Sonnenstunden pro Tag (T, Einheit: Stunden)
Im Gegensatz zur Landwirtschaft: Bei der Viehhaltung wird das Wasser in der Regel direkt in Tröge oder Speichertanks geleitet, wobei die Bewässerungseffizienz (η) üblicherweise nahe bei 1 liegt (sofern keine gravierenden Rohrleckagen vorliegen), wodurch sich die Formel vereinfachen lässt.
Parameteranalyse: Durchschnittliche maximale Sonnenscheindauer pro Tag (T): Typischerweise 4–6 Stunden (z. B. 5 Stunden). Das bedeutet, dass das System den täglichen Wasserbedarf innerhalb von 5 Stunden pumpen muss.
Beispielrechnung: Q_Pumpe = 11 m³/Tag ÷ 5 h/Tag = 2,2 m³/h
Fazit: Sie benötigen eine Pumpe mit einer Fördermenge von mindestens 2,2 m³/h bei einer Förderhöhe von 75 Metern.
2. Pumpenauswahl
Typauswahl:
• Tiefbrunnen: Hier sind Tauchpumpen die eindeutige Wahl.
• Oberflächengewässer (Flüsse, Seen): Bei geringen Förderhöhen können Oberflächen-Kreiselpumpen eingesetzt werden, jedoch müssen die Saughöhenbegrenzungen berücksichtigt werden.
Vorgehensweise: Ausgehend von H_gesamt = 75 m und Q_Pumpe = 2,2 m³/h konsultieren Sie die Kennlinie des Pumpenherstellers (HQ-Kennlinie), um ein geeignetes Pumpenmodell zu ermitteln und die Leistungsaufnahme am Betriebspunkt zu bestimmen. Die benötigte Leistung beträgt 0,8 kW (800 W).
Parameteranalyse:
• Gesamtwirkungsgrad des Systems (η_sys): Annahme: 0,9 (MPPT-Reglerwirkungsgrad + Leitungsverluste).
• Redundanzfaktor: Gehen Sie von 1,2-1,3 aus, um den Systembetrieb auch bei leichtem Staub, erhöhten Temperaturen oder suboptimaler Sonneneinstrahlung sicherzustellen.
Beispielrechnung:
P_pv = (0,8 kW ÷ 0,9) × 1,3 ≈ 1,16 kW Schlussfolgerung: Sie müssen Solarpaneele mit einer Gesamtleistung von ungefähr 1,2 kW installieren.
Grundrezeptur:
Pumpenleistung (m³/h) = Tagesleistung (m³/Tag) ÷ Durchschnittliche Spitzen-Sonnenstunden pro Tag (T, Einheit: Stunden)
Im Gegensatz zur Landwirtschaft: Bei der Viehhaltung wird das Wasser in der Regel direkt in Tröge oder Speichertanks geleitet, wobei die Bewässerungseffizienz (η) üblicherweise nahe bei 1 liegt (sofern keine gravierenden Rohrleckagen vorliegen), wodurch sich die Formel vereinfachen lässt.
Parameteranalyse: Durchschnittliche maximale Sonnenscheindauer pro Tag (T): Typischerweise 4–6 Stunden (z. B. 5 Stunden). Das bedeutet, dass das System den täglichen Wasserbedarf innerhalb von 5 Stunden pumpen muss.
Beispielrechnung: Q_Pumpe = 11 m³/Tag ÷ 5 h/Tag = 2,2 m³/h
Fazit: Sie benötigen eine Pumpe mit einer Fördermenge von mindestens 2,2 m³/h bei einer Förderhöhe von 75 Metern.
2. Pumpenauswahl
Typauswahl:
• Tiefbrunnen: Hier sind Tauchpumpen die eindeutige Wahl.
• Oberflächengewässer (Flüsse, Seen): Bei geringen Förderhöhen können Oberflächen-Kreiselpumpen eingesetzt werden, jedoch müssen die Saughöhenbegrenzungen berücksichtigt werden.
Vorgehensweise: Ausgehend von H_gesamt = 75 m und Q_Pumpe = 2,2 m³/h konsultieren Sie die Kennlinie des Pumpenherstellers (HQ-Kennlinie), um ein geeignetes Pumpenmodell zu ermitteln und die Leistungsaufnahme am Betriebspunkt zu bestimmen. Die benötigte Leistung beträgt 0,8 kW (800 W).
3. Berechnung der Leistung der Photovoltaikanlage (P_pv)
Kernformel: P_pv (kW) = [Pumpeneingangsleistung (kW) ÷ Gesamtwirkungsgrad des Systems (η_sys)] × RedundanzfaktorParameteranalyse:
• Gesamtwirkungsgrad des Systems (η_sys): Annahme: 0,9 (MPPT-Reglerwirkungsgrad + Leitungsverluste).
• Redundanzfaktor: Gehen Sie von 1,2-1,3 aus, um den Systembetrieb auch bei leichtem Staub, erhöhten Temperaturen oder suboptimaler Sonneneinstrahlung sicherzustellen.
Beispielrechnung:
P_pv = (0,8 kW ÷ 0,9) × 1,3 ≈ 1,16 kW Schlussfolgerung: Sie müssen Solarpaneele mit einer Gesamtleistung von ungefähr 1,2 kW installieren.
SCHRITT 4: Besondere Überlegungen für Wasseraufbereitungs-/Pool-Szenarien
Laufzeit vs. Sonnenstunden
Wesentlicher Unterschied: Die Poolfiltration erfordert einen ausreichend langen Betrieb pro Tag (typischerweise 8–12 Stunden), anstatt die gesamte Arbeit innerhalb der 4–6 Stunden mit maximaler Sonneneinstrahlung zu erledigen. Daher besteht das Ziel der Systemauslegung darin, die Stromkosten für diesen 8–12-stündigen Betrieb durch Solarenergie zu decken, anstatt große Wassermengen in kurzer Zeit zu pumpen. Lösung: Erhöhung der Kapazität der Photovoltaikanlage (z. B. durch einen höheren Redundanzfaktor von 1,5), um auch bei schwächerer Sonneneinstrahlung ausreichend Strom für den Pumpenbetrieb zu gewährleisten.
Batteriespeicher vs. Netzanschluss
Optimale Lösung (empfohlen): Modus „PV-Direktantrieb + Netz-Backup“. Das System priorisiert die Solarenergie und schaltet automatisch auf Netzstrom um, wenn die Sonneneinstrahlung nicht ausreicht (z. B. an bewölkten Tagen oder abends), um einen unterbrechungsfreien Filterbetrieb zu gewährleisten. Dies ist die stabilste, effizienteste und kostengünstigste Lösung.
Reine Insellösung: Steht kein Netzanschluss zur Verfügung, muss ein großer Batteriespeicher konfiguriert werden. Dies erhöht jedoch die Kosten und den Wartungsaufwand erheblich und ist daher generell nicht empfehlenswert.
Korrosionsbeständigkeit der Pumpe: Das Pumpenmaterial muss beständig gegen Korrosion durch Poolchemikalien (z. B. Chlor) sein, wie z. B. verstärkter Kunststoff oder Edelstahl 316.
Systemdrucküberwachung: Erwägen Sie die Installation eines Manometers, um die Verstopfung des Filters zu überwachen. Ein erhöhter Druckverlust führt zu einem reduzierten Durchfluss, was eine Rückspülung oder den Austausch des Filtermaterials erforderlich macht.
Laufzeit vs. Sonnenstunden
Wesentlicher Unterschied: Die Poolfiltration erfordert einen ausreichend langen Betrieb pro Tag (typischerweise 8–12 Stunden), anstatt die gesamte Arbeit innerhalb der 4–6 Stunden mit maximaler Sonneneinstrahlung zu erledigen. Daher besteht das Ziel der Systemauslegung darin, die Stromkosten für diesen 8–12-stündigen Betrieb durch Solarenergie zu decken, anstatt große Wassermengen in kurzer Zeit zu pumpen. Lösung: Erhöhung der Kapazität der Photovoltaikanlage (z. B. durch einen höheren Redundanzfaktor von 1,5), um auch bei schwächerer Sonneneinstrahlung ausreichend Strom für den Pumpenbetrieb zu gewährleisten.
Batteriespeicher vs. Netzanschluss
Optimale Lösung (empfohlen): Modus „PV-Direktantrieb + Netz-Backup“. Das System priorisiert die Solarenergie und schaltet automatisch auf Netzstrom um, wenn die Sonneneinstrahlung nicht ausreicht (z. B. an bewölkten Tagen oder abends), um einen unterbrechungsfreien Filterbetrieb zu gewährleisten. Dies ist die stabilste, effizienteste und kostengünstigste Lösung.
Reine Insellösung: Steht kein Netzanschluss zur Verfügung, muss ein großer Batteriespeicher konfiguriert werden. Dies erhöht jedoch die Kosten und den Wartungsaufwand erheblich und ist daher generell nicht empfehlenswert.
Korrosionsbeständigkeit der Pumpe: Das Pumpenmaterial muss beständig gegen Korrosion durch Poolchemikalien (z. B. Chlor) sein, wie z. B. verstärkter Kunststoff oder Edelstahl 316.
Systemdrucküberwachung: Erwägen Sie die Installation eines Manometers, um die Verstopfung des Filters zu überwachen. Ein erhöhter Druckverlust führt zu einem reduzierten Durchfluss, was eine Rückspülung oder den Austausch des Filtermaterials erforderlich macht.
01020304050607