Автономные солнечные электростанции для энергоснабжения насосов в системах полива

Исследователи из Малайзии предложили новый подход для определения оптимальных мощностей солнечных батарей для работы  водяных насосов. Их метод заключается, в использовании одного фотоэлектрического модуля, контроллера заряда, нескольких батарей и нагрузки в виде двигателя постоянного тока.

Солнечные автономные водяные насосы являются реальной альтернативой водяным насосам, работающим от дизельных генераторов или обычных источников энергии, но их осуществимость строго зависит от надлежащей конструкции и размера.

Имея это в виду, группа исследователей из малайзийского университета технологий Мара Каванган Теренггану предложила новый метод определения оптимального размера аккумуляторной батареи, насоса и гибридной солнечной электростанции. В статье « Проектирование и определение размеров водяной насосной системы с питанием от фотоэлектрической энергии» , опубликованной в материалах конференции AIP, ученые объяснили, что модель может быть применена к конфигурации автономной системы, которая содержит один фотоэлектрический модуль, контроллер заряда, несколько батарей и источник постоянного тока.

Контроллер заряда является сердцем всей системы, так как он связан с тремя другими компонентами. «Функция контроллера заряда состоит в том, чтобы управлять системой накопления энергии и подавать питание на насос», — заявили ученые.

Расчет оптимального размера системы должен включать все соответствующие данные о фотоэлектрическом модуле, батарее, почасовом расходе, продолжительности автономной работы, рабочих часах и нагрузке.

Этот подход был продемонстрирован на погружном насосе мощностью 31,2 Вт, который потребляет 1,3 А тока и имеет постоянное напряжение около 24 Вольт. Монокристаллическая солнечная панель, с автоматической защитой , имеет напряжение 34,4 В и ток около 4,65 А при максимальной мощности. Данный расчёт предоставил китайский производитель Suntech . «Функция диода состоит в том, чтобы блокировать напряжение от АКБ для входа в фотоэлектрический модуль, когда нет солнечного излучения», — уточнили ученые.

Погружной насос расположен в накопительном резервуаре с водой и перекачивает воду в резервуар для хранения через главную трубу. Затем вода течет круговыми движениями из резервуара для хранения в резервуар-источник.

Согласно проведенным измерениям, такая конфигурация позволяла системе накопления энергии поддерживать нагрузку до 36 часов, что соответствует 12 рабочим дням и трем часам в день. По словам малазийской группы, определение размера системы доказало, что предложенная система способна выдерживать нагрузку в течение двух дней автономной работы при трехчасовом режиме работы в день. «В результате проведенных экспериментальных исследований система перекачки воды, работающая от солнечных батарей с двухдневной автономией, смогла быть спроектирована и правильно функционировать с использованием расчетов национальных лабораторий SANDIA», — заключили авторы исследования.