Zonne-waterpompen: Off-grid oplossingen voor putten en irrigatie

Water is leven. Voor off-grid eigendommen is water uit de grond halen vaak prioriteit #1, zelfs vóór verlichting.

Netgekoppelde huizen gebruiken 240V AC putpompen die bij het opstarten pieken tot 4000W+. Een daarvan laten draaien op een kleine off-grid omvormer is een recept voor een ramp.

Hier is hoe u water efficiënt met zonne-energie pompt.

1. De twee hoofdbenaderingen

A. Direct-aangedreven DC-zonnepompen (De "eenvoudigere" manier)

Deze pompen draaien direct op zonnepanelen. Geen batterijen nodig.

• Hoe het werkt: Als de zon schijnt, draait de pomp. Als een wolk voorbijtrekt, vertraagt ze. Als de zon ondergaat, stopt ze.
• Opslag: U slaat water op, niet elektriciteit. U pompt overdag water in een grote tank of cisterne op een heuvel (zwaartekrachtvoeding) voor gebruik 's nachts.
• Voordelen: Uiterst efficiënt, zeer betrouwbaar (geen batterijen die falen), eenvoudig.
• Nadelen: Geen waterdruk 's nachts tenzij u een zwaartekrachttank heeft.

B. AC-pompen met batterijen (De "standaard" manier)

U gebruikt een standaard 120V/240V putpomp aangedreven door uw hoofd-zonne-omvormer en batterijbank.

• Hoe het werkt: De omvormer voedt de pomp zoals een netstopcontact.
• Voordelen: Hoge druk (40-60 psi) on-demand, 24/7. Werkt 's nachts.
• Nadelen: Vereist een massieve omvormer (om de piek aan te kunnen) en een grote batterijbank. Inefficiënt.

Aanbeveling: Voor vee, irrigatie of het vullen van een cisterne, gebruik direct-aangedreven DC. Voor huishoudelijke druk, gebruik een kleine DC-drukpomp of een soft-start AC-pomp.

2. Dimensionering van een zonnepomp

Om de juiste pomp te kiezen, heeft u twee getallen nodig:

1. Totale dynamische opvoerhoogte (TDH): De verticale afstand (in voet of meter) van het waterniveau in de put tot de bovenkant van uw opslagtank + wrijvingsverlies in de leiding.
   • Voorbeeld: Putwater is op 100ft. Tank is 50ft op een heuvel. TDH = 150ft.
2. Debiet (GPM): Gallons per minuut nodig.
   • Voorbeeld: Een 1000-gallon tank vullen in 5 uur zon = 200 gallons/uur = ~3,3 GPM.

3. Paneelselectie voor een DC-pomp

De meeste DC-zonnepompen (zoals Grundfos of RPS) hebben een specifiek spanningsbereik (bijv. 30V - 300V).

• Array overdimensioneren: Als een pomp geschikt is voor 100W, gebruik 200W panelen. Dit zorgt ervoor dat hij eerder 's ochtends start en door wolken heen draait.
• Seriebedrading: Hogere spanning is beter voor het opvoeren van water naar hoge opvoerhoogten. Bedraad panelen in serie om de spanning te verhogen.

4. Druktanks vs. Cisterne

• Druktank: De kleine blauwe tank in de kelder. Houdt 20-80 gallons onder druk. De pomp schakelt vaak aan/uit. Slecht voor zonnepompen.
• Cisterne (opslagtank): Een grote (500+ gallons) niet-onder-druk tank. De zonnepomp vult deze langzaam de hele dag. Een aparte, kleine 12V/24V "boosterpomp" (zoals een camperpomp) drukt dan het water van de cisterne naar uw kraan. Dit is het meest efficiënte off-grid ontwerp.

5. Winterbescherming

• Vorstbescherming: Zonnepompen genereren geen warmte. Als de leiding boven de grond bevriest, kan de pomp doorbranden bij het duwen tegen ijs.
• Drainagegat: Boor een klein 1/8" gat in de valleiding onder de vorstlijn. Dit zorgt ervoor dat water in de leiding terug kan lopen wanneer de pomp stopt, wat bevriezing voorkomt.

Conclusie

Water verplaatsen is zwaar werk.

• Beste efficiëntie: DC-dompelpomp -> Cisterne -> Zwaartekrachtvoeding.
• Beste comfort: DC-dompelpomp -> Cisterne -> DC-boosterpomp -> Druktank.

Vermijd het draaien van een standaard 1,5PK AC-putpomp op een klein zonnestelsel. Het zal uw omvormer vernietigen.

Voor meer over belastingsdimensionering, zie Hoe uw energieverbruik te berekenen.