משאבות מים סולריות

מקור: solarmagazine

למשאבות מכניות יש הרבה מאוד שימושים בימינו. הם שכיחים בשאיבת מים מבארות, סינון אקווריומים, סינון בריכות וסירור. כשמדובר במשאבות מים, השימוש העיקרי במכשיר זה הוא חילופי נוזלים כמו מים.

מחקלאות לתעשיית האנרגיה, משאבות נמצאות במגוון רחב של יישומים. עיקרון העבודה העיקרי של משאבת מים תלוי בעיקרון בעקרון העקירה החיובי ובאנרגיה הקינטית המסייעת לדחיפת המים.

משאבות מים סולאריות הן מושג חדש יחסית במכניקה. מערכת משאבת מים סולארית נראית בדרך כלל בשימושים מגורים ומסחריים, כמו גם להשקיית אדמות חקלאיות.דרך פאנלים סולאריים, המשאבה יכולה לבטל את עלות האנרגיה ולספק אפשרות ריאלית יותר המשתמשת באנרגיה מהשמש (ולא במנגנוני שריפת דלק) לשאיבת מים.

הצגת השקיה המונעת באמצעות שמש לאזורים עניים ומרוחקים

בזמנים שבהם כל העולם הואמעבר לשמשהשימוש באנרגיית השמש במערכות שאיבת מים יכול לעזור ולהאיץ משמעותית את התפתחות החקלאות במדינות אפריקה ובאזורים מרוחקים רבים אחרים. מושג זה מכונה השקיה המונעת באמצעות שמש ומשמש באזורים רבים בימינו.

האמת היא שאנרגיה סולארית עשויה להיות הדרך הקלה ביותר לחקלאים לייצר אנרגיה, במיוחד עבור אלה החיים מחוץ לרשת החשמל עם תשתית לקויה סביב בתיהם. לכן השימוש במשאבות מים סולאריות בחקלאות הופך פופולרי יותר ויותר. מושג ההשקיה הסולארית מייצג מעגל טוב ומידות - כאשר השמש זורחת, היא מזינה את מערכת ההשקיה ומאכילה את הגידולים התלויים במים במזג אוויר שטוף שמש. לפיכך, כמות גדולה של אנרגיה משתחררת ממש ברגע בו היא נחוצה ביותר.

השקיה סולארית היא מושג שעובד באמצעות משאבות מים סולאריות. להלן, אנו מתארים אותם בפירוט.

מהי משאבת מים סולארית ומה הסוגים הפופולאריים ביותר

כפי שדיברנו קודם, משאבות סולריות מציגות מערכות נקיות, פשוטות וחסכוניות באנרגיה, או ערכות משאבות חשמליות ומונעות דלק מסורתיות. הם חלק מגישה ידידותית לסביבה בחקלאות ויכולים לשמש לניצול כל אזור, בין אם מפותח ובין אם הוא עני.

בגלל הפוטנציאל העצום שלהם לשימוש פרודוקטיבי ופריון חקלאי, משאבות מים סולאריות מפעילות כעת יותר ויותר פרויקטים של חקלאות. בידיעה ש40% מהאוכלוסייה העולמית מסתמכת על חקלאות כמקור ההכנסה העיקרי שלה, הגישה למים נותרה מאבק מתמשך עבור אנשים רבים.זה מה שמטרת השמש לשנות ולהציג עתיד חסכוני עבור כ -500 מיליון חקלאים בקנה מידה קטן בכל רחבי העולם.

המרכיבים העיקריים במערכת שאיבה סולארית כוללים מערך פוטו-וולטאי (PV), משאבת מוטורנדה חשמלית. מערכות שאיבת מים סולאריות, לעומת זאת, מסווגות כמערכות זרם ישר (DC) או מערכות זרם חילופין (AC) על בסיס יכולתם של המנוע שלהם. לאחרונה הוצג גם הרעיון של מנועי DC ללא מברשות (BLDC) ליישומי מים שאיבתיים.

סיווג וסוגי משאבות סולאריות

כשמדובר במערכות שאיבה סולאריות עצמאיות, העיקריתסוגים כולליםמשאבות עקירה מסתובבות וחיוביות. משאבות צנטריפוגליות הן הבחירה הנפוצה לסיבוב ומיועדות ליישומי ראש קבועים. תפוקתם עולה ביחס למהירות הסיבוב שלהם.

בנוסף, משאבות מסווגות גם כמשאבות טבולות ושטח, בהתאם למיקומן (מתחת למים ומעל קו המים).

בסך הכל, ההיבט העיקרי הקשור ליעילותה של משאבת מים סולארית מבוסס על שלושה משתנים הכוללים לחץ, זרימה וכניסה למשאבה. יעילות חוט למים היא המדד הנפוץ הקובע את היעילות הכוללת של משאבת מים סולארית (כיחס בין האנרגיה ההידראולית היוצאת מהצינור לבין האנרגיה העולה על חוטי החשמל דרך לוחות סולאריים).

מדוע משאבות מים המונעות באמצעות שמש הן הדרך האידיאלית לחיזוק החקלאות באזורים מרוחקים (ואפריקה)

משאבת מים המונעת באמצעות שמש היא מושג ידידותי לסביבה. חשוב מכך, זהו מושג שנפטר מכל רשת החשמל או הדלקים המאובנים המשמשים להזרים מים מהאדמה. להלן, אנו מפרטים את היתרונות והחסרונות של השימוש בהם.

יתרונות של משאבות מים סולאריות

היתרון הראשון של משאבות סולאריות הוא שהן אמינות באזורים אזוריים ומרוחקים. דוגמה מושלמת לכך היא אפריקה, שהיא אחד האזורים הנידחים העניים ביותר בעולם עם שפע של מים - אך גם האזור הדומיננטי ביותר בכל מה שקשור לרוב ימי השמש בשנה. בצד ההפוך, נחשבת אפריקה9% ממשאבי המים המתוקים בעולםהמתרגם לכ -4,000 קמ"ש מים בשנה. פריסת משאבות מים סולאריות באפריקה היא אפוא האלטרנטיבה המושלמת לכל מקורות אחרים מבוססי דלק - ואלטרנטיבה שיכולה לעורר חיים בכל חלק מיבשת זו.

ניתן לארגן משאבות מים סולאריות קלות להובלה ולהעברה, בהתאם לצרכי החווה ויש להן עלויות הפעלה נמוכות במיוחד. שני אלה הם יתרונות עיקריים, יחד עם יעילות העלות שלהם בטווח הרחוק, מראים שמערכת שאיבת מים סולארית היא הפיתרון המושלם עבור אזורים עם ימי שמש והרבה מים בשטח שלהם.

חסרונות משמעותיים

החיסרון העיקרי בפריסת משאבת השקיה המונעת באמצעות שמש לחקלאות הוא עלותה (השקעה ראשונית). למרות שזה תלוי בעוצמת המשאבה הספציפית, ניתן למצוא משאבות סולאריות אחת 120 ואט שמבטיחה לייצר 2,100 גלון מים ליום בשוק המקוון סביב 235 דולר ארה"ב. ניתן למצוא מערכת שלמה למשאבת השקיה המונעת באמצעות שמש על בסיס משאבה אחת, בסביבות 498 $. אתרים אחרים כמו eBay, המחירים עבור ערכות כמו אלה הם יחסית זהים.

ברור שיש הבדל עיקרי בין פריסת משאבת מים סולארית לביתכם ואחת לפרויקט חקלאות. עם סוגים, גדלים וצרכים שונים מגיעים עלויות שונות. ישנם דגמים זולים ויקרים יותר אך העלות הממוצעת של משאבות מים סולריות בדרך כלל גבוהה, בהתחשב בעובדה שרבים מהם צריכים להיות פרוסים להשקיה יעילה. בסך הכל, בהשוואה לעלות דלקים מאובנים וסוגים אחרים של אנרגיה, השמש הוא עדיין מנצח בטווח הרחוק.

בנוסף לכל אלה, גם אנרגיה סולארית בחקלאות תלויה מאוד במזג האוויר. למרות שעדיין ניתן לאסוף אנרגיה סולארית בימים מעוננים וגשומים, היעילות של מערכת סולארית יורדת. זו הסיבה שמערכות השקיה סולאריות משמשות בצורה הטובה ביותר באזורים עם הרבה אור שמש.

האם משאבות מים סולאריות שוות את ההשקעה

דבר חשוב לשים לב כשמדובר במשאבות סולאריות ומערכות השקיה הוא העובדה שעלויותיהם צנחו משמעותית בשנים האחרונות.לפימחקרים חדשים של הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה מתחדשת (IRENA), תהיה הפחתת עלות של 59% בחשמל המיוצר על ידי חשמל סולארי עד 2025 בהשוואה למחירי 2015.

כיוון שכך, הכדאיות הכלכלית של מערכות אלה משתנה באזורים ואזורים שונים, בעיקר בהתאם לתנאי האתר, היבולים והשווקים.אינפוגרפיקהמבנק העולמי עולה כי בשנת 1997 המחיר הממוצע של פריסת אנרגיה סולארית לוואט היה 76 $. בשנת 2015 מחיר זה עמד על 0.3 דולר, מה שמראה בבירור את ירידת המחירים. כעת, לפאנל סולארי אורך חיים ממוצע של 25 שנה ובהשוואה לשאיבת דיזל, הוא חסר כל דלק ומציג פחות תפעול ותחזוקה. החיסרון היחיד הוא העלות ההתחלתית שלה גבוהה פי שניים בהשוואה למערכות שאיבת מים דיזל.

מחיר הוא גם מבדיל מפתח בכל מה שקשור להחזר ההשקעה (ROI). היבט המפתח שקובע את הכדאיות הכלכלית (הגורם הקשור בערך של משאבות מים סולאריות כהשקעה) הוא כיצד מערכות המופעלות על השמש בהשוואה לצורות אנרגיה אחרות.

באופן כללי, משאבות דיזל בעלות השקעה ראשונית נמוכות אך קשורות גם בעלויות תפעול ותחזוקה גבוהות, שלא לדבר על השפעתן השלילית על הסביבה והאקולוגיה. לעומת זאת, למערכת שאיבת מים סולארית יש עלויות השקעה גבוהות יותר אך עלויות תחזוקה ותפעול נמוכות יותר.

אז הנסיגה העיקרית של שאלת "האם זה שווה את זה" היא הבאה ...

אם אתם ממוקמים באזור שיש בו הרבה שמש והרבה מי תהום, מערכת שאיבת מים סולארית בהחלט מומלצת. למרות עלויות ההתקנה הראשוניות, עלויות התחזוקה הנמוכות ותוחלת חיים גבוהה יותר יעניקו לכם מערכת הפעלה והפעלה, תוך זמן קצר, מים נקיים והטבות רבות בטווח הארוך.

איך לקנות משאבת מים סולארית יעילה

כפי שציינו לעיל, עלויות ההשקעה הכרוכות בקניית משאבות מים סולאריות יורדות בשנים האחרונות. עם זאת, הגורמים המשפיעים על היעילות של משאבת מים סולארית הם רבים וכוללים:

בהתחשב בגורמים אלה, ניתן לומר כי שאיבת מים סולארית יכולה לספק יתרונות סביבתיים וחברתיים-כלכליים משמעותיים בחווה וברמות הלאומיות. ברמת החווה הטכנולוגיה יכולה להציג מקור אנרגיה אמין באזורים מרוחקים - ובמיוחד באזורים שאינם מחוברים לרשת החשמל או חסרים אספקה ​​קבועה של דלקים נוזליים. ברמה הלאומית, שאיבת מים סולארית יכולה לעזור לייצב, להגדיל ולגוון את הייצור החקלאי, המהווה את הבסיס לכלכלות מדינות אפריקה.

בהגדרה, מערכת שאיבת מים יעילה המונעת באמצעות שמש היא כזו שמקבלת אור שמש ומותקנת במיוחד לצרכי החווה.

בעולם בו יש משבר אנרגיה עכשווי,יש כונן חזקלקראת אנרגיה מתחדשת. למרות העלויות הגבוהות יחסית, היעילות האמיתית של מערכות סולאריות נראית בשימוש בהן לאורך שנים. כאופציה לאנרגיה מתחדשת, ניצול האנרגיה הסולארית הוא אפשרות בעלת ערך.

המוקד בפריסת שאיבת מים סולארית מוגדר כמובן לדרום אפריקה ואזורים עם התפתחות כלכלית לקויה, אך הרבה אור שמש. בשילוב עם התנאים הסביבתיים הנכונים, הכמות הנכונה של לוחות PV ובקרים והתקנת התקנה נכונה של מחסני אנרגיה, ממירים, ממירים, משאבות ומנועים - מערכת שאיבת המים הסולארית יכולה להציג לחווה ולאומה יתרונות רבים.

המסקנה

אם אתה חושב או שוקל את היישומים של אנרגיה סולארית לחקלאות, היתרונות הם רבים. עם היכולת לשאוב מים להשקיה במזג אוויר יבש ושטוף שמש באזורים הזקוקים להם ביותר, ניתן להתקין בקלות פאנלים כמו אלה ולאפשר למשאבות לעבוד בבארות בעלות תשואות נמוכות מאוד, מה שמציע תוחלת חיים ארוכה והרבה אנרגיה בתוך טווח ארוך.