水は命です。オフグリッドの物件では、照明よりも先に、地面から水を汲み上げることがしばしば最優先事項です。
グリッド接続の家は、起動時に4000W以上に達する240V AC井戸ポンプを使用しています。小さなオフグリッドインバーターでこれらを動かすのは災害のレシピです。
ソーラーで効率的に水を汲み上げる方法をご紹介します。
1. 2つの主なアプローチ
A. 直駆動DCソーラーポンプ（「より簡単な」方法）
これらのポンプはソーラーパネルから直接駆動されます。バッテリー不要。
- 仕組み： 太陽が照るとポンプが回転します。雲が通ると減速します。日没すると停止します。
- 貯蔵： 水を貯蔵し、電気ではありません。日中、丘の上の大きなタンクや貯水槽（重力給水）に水を汲み上げ、夜間に使用します。
- メリット： 非常に効率的、非常に信頼性が高い（故障するバッテリーなし）、シンプル。
- デメリット： 重力タンクがない限り、夜間は水圧がありません。
B. バッテリー付きACポンプ（「標準」方法）
メインのソーラーインバーターとバッテリーバンクで駆動する標準の120V/240V井戸ポンプを使用します。
- 仕組み： インバーターがグリッドコンセントのようにポンプに電力を供給します。
- メリット： オンデマンドで高圧（40-60psi）、24時間。夜間も動作。
- デメリット： サージに対応するための大容量インバーターと大きなバッテリーバンクが必要。非効率。
推奨： 家畜、灌漑、または貯水槽の充填には直駆動DCを使用。家庭用圧力には小さなDC加圧ポンプまたはソフトスタートACポンプを使用。
2. ソーラーポンプのサイジング
適切なポンプを選ぶには、2つの数値が必要です：
- 総動水頭（TDH）： 井戸の水位から貯水タンクの上部までの垂直距離（フィートまたはメートル）+ 配管の摩擦損失。
- 例： 井戸の水は100ft。タンクは丘の上50ft。TDH = 150ft。
- 流量（GPM）： 必要なガロン/分。
- 例： 5時間の日照で1000ガロンタンクを満たす = 200ガロン/時 = 約3.3 GPM。
3. DCポンプ用パネルの選択
ほとんどのDCソーラーポンプ（GrundfosやRPSなど）には特定の電圧範囲（例：30V - 300V）があります。
- アレイをオーバーサイズ： ポンプが100W用の場合、200Wのパネルを使用。これにより、朝早く起動し、雲を通して動作することが保証されます。
- 直列配線： 高い揚程に水を押し上げるには高い電圧が有利。電圧を上げるためにパネルを直列に配線。
4. 圧力タンク vs 貯水槽
- 圧力タンク： 地下室の小さな青いタンク。20-80ガロンを圧力下で保持。ポンプが頻繁にオン/オフ。ソーラーポンプには不向き。
- 貯水槽（貯蔵タンク）： 大きな（500+ガロン）非加圧タンク。ソーラーポンプが一日中ゆっくり満たします。別の小さな12V/24V「ブースターポンプ」（RVポンプなど）が貯水槽から蛇口まで水を加圧。これが最も効率的なオフグリッド設計です。
5. 冬の保護
- 凍結保護： ソーラーポンプは熱を発生しません。地上の配管が凍結すると、ポンプが氷に押し当てて焼損する可能性があります。
- ドレンホール： 凍結線より下のドロップパイプに小さな1/8インチの穴を開けます。これにより、ポンプ停止時にパイプ内の水が下に排水され、凍結を防ぎます。
結論
水を動かすのは重労働です。
- 最高効率： DC水中ポンプ -> 貯水槽 -> 重力給水。
- 最高の快適さ： DC水中ポンプ -> 貯水槽 -> DCブースターポンプ -> 圧力タンク。
小さなソーラーシステムで標準の1.5HP AC井戸ポンプを動かさないでください。インバーターを破壊します。
負荷のサイジングの詳細は、エネルギー消費量の計算方法をご覧ください。
