Вода — это жизнь. Для автономных объектов получение воды из земли часто является приоритетом №1, даже раньше света.
Подключённые к сети дома используют насосы для колодцев 240V AC, которые при запуске достигают более 4000W. Запуск одного из них на маленьком автономном инверторе — рецепт катастрофы.
Вот как эффективно качать воду с помощью солнечной энергии.
1. Два основных подхода
А. Солнечные насосы DC прямого привода («более простой» способ)
Эти насосы работают напрямую от солнечных панелей. Батареи не требуются.
- Как работает: Когда светит солнце, насос крутится. Когда проходит облако — замедляется. Когда солнце садится — останавливается.
- Хранение: Вы храните воду, а не электричество. Днём качаете воду в большой бак или цистерну на холме (подача гравитацией) для использования ночью.
- Плюсы: Очень эффективно, очень надёжно (нет батарей, которые могут выйти из строя), просто.
- Минусы: Нет давления воды ночью, если нет гравитационного бака.
Б. AC насосы с батареями («стандартный» способ)
Вы используете стандартный насос для колодца 120V/240V, питаемый основным солнечным инвертором и банком батарей.
- Как работает: Инвертор питает насос как розетка сети.
- Плюсы: Высокое давление (40-60 psi) по требованию, 24/7. Работает ночью.
- Минусы: Требуется массивный инвертор (для пиковой нагрузки) и большой банк батарей. Неэффективно.
Рекомендация: Для скота, орошения или заполнения цистерны используйте DC прямого привода. Для домашнего давления — маленький DC напорный насос или AC насос с мягким пуском.
2. Подбор размера солнечного насоса
Чтобы выбрать правильный насос, нужны два числа:
- Общий динамический напор (TDH): Вертикальное расстояние (в футах или метрах) от уровня воды в колодце до верха накопительного бака + потери на трение в трубе.
- Пример: Вода в колодце на 100 футов. Бак на холме 50 футов. TDH = 150 футов.
- Расход (GPM): Галлонов в минуту требуется.
- Пример: Заполнить бак 1000 галлонов за 5 часов солнца = 200 галлонов/час = ~3,3 GPM.
3. Выбор панелей для DC насоса
Большинство солнечных насосов DC (как Grundfos или RPS) имеют определённый диапазон напряжения (напр. 30V - 300V).
- Увеличить массив: Если насос рассчитан на 100W, используйте 200W панелей. Это обеспечит более ранний запуск утром и работу через облака.
- Последовательное подключение: Более высокое напряжение лучше для подъёма воды на большую высоту. Подключайте панели последовательно для увеличения напряжения.
4. Напорные баки vs. Цистерны
- Напорный бак: Маленький синий бак в подвале. Держит 20-80 галлонов под давлением. Насос часто включается/выключается. Плохо для солнечных насосов.
- Цистерна (накопительный бак): Большой (500+ галлонов) негерметичный бак. Солнечный насос медленно заполняет его весь день. Отдельный маленький 12V/24V «бустерный насос» (как насос для автодома) затем подаёт воду из цистерны к крану. Это наиболее эффективная автономная конструкция.
5. Зимняя защита
- Защита от замерзания: Солнечные насосы не выделяют тепло. Если труба над землёй замёрзнет, насос может сгореть, толкая против льда.
- Дренажное отверстие: Просверлите маленькое отверстие 1/8" в опускной трубе ниже линии промерзания. Это позволяет воде в трубе стекать вниз при остановке насоса, предотвращая замерзание.
Заключение
Перемещение воды — тяжёлая работа.
- Лучшая эффективность: Погружной насос DC -> Цистерна -> Подача гравитацией.
- Лучший комфорт: Погружной насос DC -> Цистерна -> Бустерный насос DC -> Напорный бак.
Избегайте запуска стандартного насоса для колодца AC 1,5 л.с. на маленькой солнечной системе. Он уничтожит ваш инвертор.
Подробнее о подборе нагрузок см. Как рассчитать потребление энергии.
