Solvattenpumpning: Off-grid-lösningar för brunnar och bevattning

Vatten är liv. För off-grid-fastigheter är att få vatten från marken ofta prioritet #1, även före belysning.

Nätanslutna hem använder 240V AC brunnspumpar som toppar till över 4000W vid start. Att köra en av dessa på en liten off-grid-omvandlare är ett recept för katastrof.

Så här pumpar du vatten effektivt med sol.

1. De två huvudmetoderna

A. Direktdrivna DC-solpumpar (Det "enklare" sättet)

Dessa pumpar körs direkt från solpaneler. Inga batterier krävs.

• Så fungerar det: När solen skiner snurrar pumpen. När ett moln passerar saktar den in. När solen går ner stannar den.
• Lagring: Du lagrar vatten, inte el. Du pumpar vatten till en stor tank eller cistern på en kulle (gravitationsmatning) under dagen för användning på natten.
• Fördelar: Extremt effektivt, mycket tillförlitligt (inga batterier som kan fallera), enkelt.
• Nackdelar: Ingen vattentryck på natten om du inte har en gravitationstank.

B. AC-pumpar med batterier (Det "standard" sättet)

Du använder en standard 120V/240V brunnspump driven av din huvudsolomvandlare och batteribank.

• Så fungerar det: Omvandlaren matar pumpen som ett nätuttag.
• Fördelar: Högt tryck (40-60 psi) on-demand, 24/7. Fungerar på natten.
• Nackdelar: Kräver en massiv omvandlare (för att hantera toppen) och en stor batteribank. Ineffektivt.

Rekommendation: För boskap, bevattning eller att fylla en cistern, använd direktdriven DC. För hushållstryck, använd en liten DC-tryckpump eller en mjukstart AC-pump.

2. Dimensionering av en solpump

För att välja rätt pump behöver du två siffror:

1. Total dynamisk höjd (TDH): Det vertikala avståndet (i fot eller meter) från vattennivån i brunnen till toppen av din lagringstank + friktionsförlust i röret.
   • Exempel: Brunnsvatten är på 100 fot. Tanken är 50 fot upp på en kulle. TDH = 150 fot.
2. Flödeshastighet (GPM): Gallon per minut behövs.
   • Exempel: Fylla en 1000-gallonstank på 5 timmar sol = 200 gallon/timme = ~3,3 GPM.

3. Panelval för en DC-pump

De flesta DC-solpumpar (som Grundfos eller RPS) har ett specifikt spänningsintervall (t.ex. 30V - 300V).

• Överdimensionera arrayen: Om en pump är dimensionerad för 100W, använd 200W paneler. Detta säkerställer att den startar tidigare på morgonen och kör genom moln.
• Seriekabeldragning: Högre spänning är bättre för att pusha vatten till höga höjder. Koppla paneler i serie för att öka spänningen.

4. Trycktankar vs. Cisterner

• Trycktank: Den lilla blå tanken i källaren. Håller 20-80 gallon under tryck. Pumpen cyklar ofta på/av. Dåligt för solpumpar.
• Cistern (lagringstank): En stor (500+ gallon) icke-trycksatt tank. Solpumpen fyller denna långsamt hela dagen. En separat, liten 12V/24V "boosterpump" (som en husvagnspump) trycker sedan vattnet från cisternen till din kran. Detta är den mest effektiva off-grid-designen.

5. Vinterskydd

• Frostskydd: Solpumpar genererar inte värme. Om röret ovan mark fryser kan pumpen brinna genom att trycka mot is.
• Dränagehål: Borra ett litet 1/8" hål i fallröret under frysluven. Detta gör att vatten i röret kan dränera tillbaka nedåt när pumpen stannar, vilket förhindrar frysning.

Slutsats

Att flytta vatten är tungt arbete.

• Bästa effektivitet: DC-nedsänkt pump -> Cistern -> Gravitationsmatning.
• Bästa komfort: DC-nedsänkt pump -> Cistern -> DC-boosterpump -> Trycktank.

Undvik att köra en standard 1,5 hk AC-brunnspump på ett litet solsystem. Den kommer att förstöra din omvandlare.

För mer om lastdimensionering, se Hur man beräknar din energiförbrukning.