Woda to życie. Dla nieruchomości off-grid wydobywanie wody z ziemi jest często priorytetem nr 1, nawet przed światłem.
Domy podłączone do sieci używają pomp studziennych 240V AC, które przy rozruchu osiągają ponad 4000W. Uruchomienie jednej z nich na małym falowniku off-grid to przepis na katastrofę.
Oto jak efektywnie pompować wodę energią słoneczną.
1. Dwa główne podejścia
A. Pompy solarne DC z napędem bezpośrednim („Prostszy” sposób)
Te pompy działają bezpośrednio z paneli słonecznych. Nie wymagają baterii.
- Jak działa: Gdy świeci słońce, pompa się kręci. Gdy przejdzie chmura, zwalnia. Gdy słońce zachodzi, zatrzymuje się.
- Magazynowanie: Magazynujesz wodę, nie prąd. W ciągu dnia pompujesz wodę do dużego zbiornika lub cysterny na wzgórzu (zasilanie grawitacyjne) do użycia w nocy.
- Zalety: Niezwykle wydajne, bardzo niezawodne (brak baterii do awarii), proste.
- Wady: Brak ciśnienia wody w nocy, chyba że masz zbiornik grawitacyjny.
B. Pompy AC z bateriami („Standardowy” sposób)
Używasz standardowej pompy studziennej 120V/240V zasilanej przez główny falownik słoneczny i bank baterii.
- Jak działa: Falownik zasila pompę jak gniazdko sieciowe.
- Zalety: Wysokie ciśnienie (40-60 psi) na żądanie, 24/7. Działa w nocy.
- Wady: Wymaga masywnego falownika (do obsługi skoku) i dużego banku baterii. Niewydajne.
Rekomendacja: Dla zwierząt, nawadniania lub napełniania cysterny używaj DC z napędem bezpośrednim. Dla ciśnienia domowego używaj małej pompy ciśnieniowej DC lub pompy AC z miękkim rozruchem.
2. Dobór rozmiaru pompy solarnej
Aby wybrać odpowiednią pompę, potrzebujesz dwóch liczb:
- Całkowita wysokość podnoszenia dynamicznego (TDH): Odległość pionowa (w stopach lub metrach) od poziomu wody w studni do góry zbiornika magazynowego + strata tarcia w rurze.
- Przykład: Woda studzienna jest na 100 stóp. Zbiornik jest 50 stóp na wzgórzu. TDH = 150 stóp.
- Przepływ (GPM): Potrzebne galony na minutę.
- Przykład: Napełnienie zbiornika 1000 galonów w 5 godzin słońca = 200 galonów/godz = ~3,3 GPM.
3. Dobór paneli dla pompy DC
Większość pomp solarnych DC (jak Grundfos lub RPS) ma określony zakres napięcia (np. 30V - 300V).
- Przewymiaruj array: Jeśli pompa jest na 100W, użyj 200W paneli. Zapewnia to wcześniejsze uruchomienie rano i działanie przez chmury.
- Okablowanie szeregowe: Wyższe napięcie jest lepsze do przepychania wody na duże wysokości. Połącz panele szeregowo, aby zwiększyć napięcie.
4. Zbiorniki ciśnieniowe vs. Cysterny
- Zbiornik ciśnieniowy: Mały niebieski zbiornik w piwnicy. Mieści 20-80 galonów pod ciśnieniem. Pompa często włącza/wyłącza. Złe dla pomp solarnych.
- Cysterna (zbiornik magazynowy): Duży (500+ galonów) zbiornik niepod ciśnieniem. Pompa solarna napełnia go powoli przez cały dzień. Osobna, mała pompa „booster” 12V/24V (jak pompa kamperowa) następnie tłoczy wodę z cysterny do kranu. To najbardziej wydajny projekt off-grid.
5. Ochrona zimowa
- Ochrona przed zamarzaniem: Pompy solarne nie generują ciepła. Jeśli rura nad ziemią zamarza, pompa może się przepalić, pchając przeciw lodowi.
- Otwór drenażowy: Wywierć mały otwór 1/8" w rurze zrzutowej poniżej linii zamarzania. Pozwala to wodzie w rurze spłynąć w dół, gdy pompa się zatrzyma, zapobiegając zamarzaniu.
Wnioski
Przemieszczanie wody to ciężka praca.
- Najlepsza wydajność: Pompa zanurzeniowa DC -> Cysterna -> Zasilanie grawitacyjne.
- Największy komfort: Pompa zanurzeniowa DC -> Cysterna -> Pompa booster DC -> Zbiornik ciśnieniowy.
Unikaj uruchamiania standardowej pompy studziennej AC 1,5 KM na małym systemie słonecznym. Zniszczy falownik.
Więcej o doborze obciążeń znajdziesz w Jak obliczyć zużycie energii.
