Автономні сонячні електростанції для енергопостачання насосів в системах поливу
Дослідники з Малайзії запропонували новий підхід для визначення оптимальних потужностей сонячних батарей для роботи водяних насосів. Їх метод полягає у використанні одного фотоелектричного модуля, контролера заряду, кількох батарей і навантаження у вигляді двигуна постійного струму.
Сонячні автономні водяні насоси є реальною альтернативою водяним насосам, які працюють від дизельних генераторів або звичайних джерел енергії, але їх реалізація строго залежить від належної конструкції і розміру.
Маючи це на увазі, група дослідників з малайзійського університету технологій Мара Каванган Теренггану запропонувала новий метод визначення оптимального розміру акумуляторної батареї, насоса і гібридної сонячної електростанції. У статті «Проектування і визначення розмірів водяної насосної системи з живленням від фотоелектричної енергії», опублікованій в матеріалах конференції AIP, вчені пояснили, що модель може бути застосована до конфігурації автономної системи, яка містить один фотоелектричний модуль, контролер заряду, кілька батарей і джерело постійного струму.
Контролер заряду є серцем всієї системи, так як він пов’язаний з трьома іншими компонентами. «Функція контролера заряду полягає в тому, щоб управляти системою накопичення енергії і подавати живлення на насос», – заявили вчені.
Розрахунок оптимального розміру системи повинен включати всі відповідні дані по фотоелектричному модулю, батареї, погодинній витраті, тривалості автономної роботи, робочих годинах і навантаженні.
Цей підхід був продемонстрований на погружном насосі потужністю 31,2 Вт, який споживає 1,3 А струму і має постійну напругу близько 24 В. Монокристалічна сонячна панель, з автоматичним захистом, має напругу 34,4 В і струм близько 4,65 А при максимальній потужності. Даний розрахунок надав китайський виробник Suntech. «Функція діода полягає в тому, щоб блокувати напруга від АКБ для входу в фотоелектричний модуль, коли немає сонячного випромінювання», – уточнили вчені.
Насос розташований в накопичувальному резервуарі з водою і перекачує воду в резервуар для зберігання через головну трубу. Потім вода тече круговими рухами з резервуара для зберігання в резервуар-джерело.
Відповідно до проведених вимірів, така конфігурація дозволяла системі накопичення енергії підтримувати навантаження до 36 годин, що відповідає 12 робочим дням і третьої години в день. За словами малайзійської групи, визначення розміру системи довело, що запропонована система здатна витримувати навантаження протягом двох днів автономної роботи при тригодинному режимі роботи в день. «В результаті проведених експериментальних досліджень система перекачування води, що працює від сонячних батарей з дводенною автономією, змогла бути спроектована і правильно функціонувати з використанням розрахунків національних лабораторій SANDIA», – зазначили автори дослідження.