اختراعات

شرح مضخات الطاقة الشمسية Solar Water Pumps

شرح مضخات الطاقة الشمسية Solar Water Pumps

شرح مضخات الطاقة الشمسية


تعمل مضخات الطاقة الشمسية على الكهرباء التي تولدها الألواح الضوئية المنبعثة من أشعة الشمس بدلا من كهرباء الشبكة القومية أو الديزل.
و مصاريف تشغيل هذه المضخات  أكثر اقتصادا من الوسائل التقليدية و يرجع ذلك إلى انخفاض تكاليف الصيانة و الوقود, كما انها ليس لها اثر سلبي علي البيئة مثل الديزل.
و تمتاز الطاقة الشمسية باستمرارية توافرها بصورة يومية عكس بضع مصادر الطاقة المتجددة الاخري مثل الرياح التي لا يمكن الاعتماد عليها لاعمال الري في الحقول البعيدة عن شبكة الكهرباء في جميع ايام و فصول السنة نتيجة تذبذب المصدر
تستخدم مضخاات الطاقة الشمسية في توصيل مياه الشرب وكذلك المياه لأغراض تربية الماشية أو الري.
و هذه المضخات مفيدة بشكل خاص في نطاق الري الضيق أو مشاريع مياه الشرب في المناطق النائية، لان الري على نطاق واسع يتطلب كميات كبيرة من المياه وهذا بدوره يحتاج الي نظام شمسي كبير و مكلف مما يجعل النظام غير فعال.
وتستخدم أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية للري ومياه الشرب في أغلب انحاء العالم .
و بالتالي  هناك نظامين لتشغيل انظمة الري بالطاقة الشمسية
مضخات الطاقة الشمسية يمكن أن تكون AC (التيار المتردد) أو DC (التيار المستمر). 

انظمة مضخات التيار المستمر DC

وتستخدم هده المضخات في المشاريع الصغيرة والمتوسطة في تطبيقات تصل قدرتها إلى حوالي 3  كيلوواط، وهي مناسبة لتطبيقات مثل نوافير الحدائق، ومياه الشرب للماشية، أو مشاريع الري الصغيرة.
و يتكون النظام من ثلاثة أجزاء:
  1. الألواح الشمسية
  2. وحدة التحكم :والغرض من وحدة التحكم ذو شقين:اولأ: مطابقة الطاقة التي تحصل علىها مضخة مع  الطاقة المتاحة من الألواح الشمسية.
    ثانيا: حماية المصخة من الجهد المنخفض، حيث يتم ايقاف نظام خروج الكهرباء  إذا كان الجهد منخفض جدا أو مرتفعة جدا لمدى جهد التشغيل المضخة. وهذا يزيد من عمر المضخة وبالتالي تقليل الحاجة إلى الصيانة.

    1. مضخات التيار مستمر DC
    تميل هذه المضخات إلى أن تكون مستويات الكفاءة الكلية بها أعلى من الطلمبات AC ذات الحجم المماثل، و بذلك يتم تخفيض تكاليف لوحات الطاقة الشمسية المستخدمة في المشروع.

    يتم تحديد القدرة النظام وبالتالي الأسعار عن طريق تحديد العمق المطلوب وكمية المياه المنتجة في اليوم


    يتكون النظام  من الألواح الشمسية و طلمبة غاطسة ومنظم للتيار الكهربائي الناتج من الخلايا الشمسية وأجهزة الاستشعار لمنسوب المياه والملحقات الأخرى.
    ويعمل هذا النظام بطريقة تلقائية سهلة جدا من وقت شروق الشمس وحتي غروبها و لدي شركة نصر سولار سلسة من الأنظمة تغطي أعماق تصل الي 150 متر ومعدلات ضخ للمياه حتي 235متر مكعب في الساعة.


    في حالة الري بالتنقيط تستخدم مضخات تعمل بالطاقة الشمسية لرفع الضغط في شبكات الري بالتنقيط الي حوالي 2 بار ويمكن أيضا ضخ الأسمدة المذابة في الماء خلال شبكات الري بالتنقيط.
    كما تستخد هذه الانظمة في تنقية وتدوير المياه في حمامات السباحة وتحلية مياه البحر ومشروعات مياه الشرب وغير ذلك من المجالات بقدرات تبدأ من 150 وات الي حوالي 30 كيلوات وذلك يغطي معدلات تدفق للمياه تصل الي 450 متر مكعب في الساعة.

    مزايا مضخات التيار المستمر بالطاقة الشمسية :

    كفاءة في السعر: كفاءة سعرية عالية لعدم الحاجة لاستخدام البطاريات وقلة تكلفة الصيانة.
    عمر طويل:عمر الألواح الشمسية 25 عاما وبالتالي ضخ مياه مجاني لمدة تزيد على 25 عاما.
    الرفع الطويل: أعماق تصل الي 150 متر.
    كفاءة عالية: كفاءة تشغيل لمضخة المياه بالطاقة الشمسية هو 30٪ أعلى من مضخة المياه العادية.
    موثوقية عالية: المضخة تستخدم الكهرباء التي تولدها الألواح الشمسية مباشرة من دون بطارية، وبالتالي نظام أكثر موثوقية، كما إنها تعمل تلقائيا بعد شروق الشمس.
    سهولة التركيب: بدون الحاجة لتمديد كابلات للربط بشبكة الكهرباء العامة، يصبح التركيب أسهل بكثير.

    انظمة طلمبات التيار المتردد AC

    يتم استخدام انظمة مضخات التيار المتردد في المشاريع الاكبر حجما , و يتكون النظام من ثلاثة أجزاء:

    1. الألواح الشمسية:

    تشكل معظم تكلفة النظام (حوالي 80٪). و يعتمد حجم الالوح بشكل مباشر على حجم المضخة وكمية المياه المطلوبة (متر مكعب / يوم) والإشعاع الشمسي المتاح في مكان الموقع .

        2.محول تيار للنظام Inverter
    يتم تركيبه لتحويل التيار المباشر القادم من الألواح الشمسية إلى تيار متردد للطلمبة.  القدرات المتاحة للمحولات تبداء من 1 حتي 55 كيلو وات

       3.طلمبات التيار المتردد التقليدية, و يجب أن يكون حجم اللوحات الشمسية والمحول متوافق مع قدرة الطلمبة.