ปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์

ที่มา: solarmagazine

ปั๊มเชิงกลมีการใช้งานจำนวนมากในปัจจุบัน เป็นเรื่องปกติในการสูบน้ำจากบ่อการกรองตู้ปลาการกรองบ่อและการเติมอากาศ เมื่อพูดถึงปั๊มน้ำการใช้อุปกรณ์นี้หลักคือการแลกเปลี่ยนของเหลวเช่นน้ำ

ตั้งแต่เกษตรกรรมไปจนถึงอุตสาหกรรมพลังงานพบปั๊มในการใช้งานที่หลากหลาย หลักการทำงานหลักของปั๊มน้ำโดยทั่วไปขึ้นอยู่กับหลักการกระจัดบวกและพลังงานจลน์ที่ช่วยผลักดันน้ำ

ปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์เป็นแนวคิดที่ค่อนข้างใหม่ในทางกลศาสตร์ ระบบปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์มักพบเห็นได้ทั่วไปในการใช้งานที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์รวมถึงการชลประทานในพื้นที่เกษตรกรรมผ่านแผงโซลาร์เซลล์ปั๊มสามารถลดต้นทุนพลังงานและเป็นตัวเลือกที่เป็นไปได้มากขึ้นซึ่งใช้พลังงานจากดวงอาทิตย์ (ไม่ใช่กลไกการเผาไหม้เชื้อเพลิง) ในการสูบน้ำ

ขอแนะนำระบบชลประทานพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับพื้นที่ยากจนและห่างไกล

ในช่วงเวลาที่โลกทั้งใบกำลังเปลี่ยนเป็นแสงอาทิตย์การใช้พลังงานจากดวงอาทิตย์ในระบบสูบน้ำสามารถช่วยและเร่งการพัฒนาการเกษตรในประเทศแอฟริกาและพื้นที่ห่างไกลที่ยากจนอื่น ๆ อีกมากมาย แนวคิดนี้เรียกว่าการชลประทานด้วยพลังงานแสงอาทิตย์และมีการใช้ในหลายภูมิภาคในปัจจุบัน

ความจริงก็คือพลังงานแสงอาทิตย์อาจเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดสำหรับเกษตรกรในการผลิตพลังงานโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่อาศัยอยู่นอกระบบไฟฟ้าที่มีโครงสร้างพื้นฐานไม่ดีรอบบ้านของพวกเขา ดังนั้นการใช้ปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์ในการเกษตรจึงได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อย ๆ แนวคิดของการชลประทานพลังงานแสงอาทิตย์แสดงถึงวงกลมที่มีคุณธรรม - เมื่อดวงอาทิตย์ส่องแสงมันจะป้อนระบบชลประทานและให้อาหารพืชซึ่งต้องอาศัยน้ำในสภาพอากาศที่มีแดดจัด ดังนั้นพลังงานจำนวนมากจึงถูกปล่อยออกมาในเวลาที่ต้องการมากที่สุด

การชลประทานพลังงานแสงอาทิตย์เป็นแนวคิดที่ทำงานผ่านปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์ ด้านล่างนี้เรากำลังอธิบายรายละเอียด

ปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไรและประเภทใดที่เป็นที่นิยมมากที่สุด

ดังที่เราได้กล่าวไปก่อนหน้านี้ปั๊มพลังงานแสงอาทิตย์เป็นทางเลือกที่สะอาดเรียบง่ายและประหยัดพลังงานสำหรับชุดปั๊มไฟฟ้าและเชื้อเพลิงแบบเดิม เป็นส่วนหนึ่งของแนวทางที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในการเกษตรและสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในทุกภูมิภาคไม่ว่าจะพัฒนาแล้วหรือยากจน

เนื่องจากศักยภาพอันยิ่งใหญ่สำหรับการใช้งานอย่างมีประสิทธิผลและผลผลิตทางการเกษตรปัจจุบันปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์กำลังขับเคลื่อนโครงการด้านการเกษตรมากขึ้นเรื่อย ๆ รู้ว่า40% ของประชากรทั่วโลกพึ่งพาเกษตรกรรมเป็นแหล่งรายได้หลักการเข้าถึงน้ำยังคงเป็นปัญหาสำหรับคนจำนวนมากนี่คือสิ่งที่โซลาร์มีจุดมุ่งหมายเพื่อเปลี่ยนแปลงและแนะนำอนาคตที่คุ้มค่าสำหรับเกษตรกรรายย่อยประมาณ 500 ล้านคนทั่วโลก

ส่วนประกอบหลักในระบบสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์ ได้แก่ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) อาร์เรย์ปั๊ม motoranda ไฟฟ้า ในทางกลับกันระบบสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์จัดเป็นระบบไฟฟ้ากระแสตรง (DC) หรือระบบกระแสสลับ (AC) ตามความสามารถของมอเตอร์ เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้มีการนำเสนอแนวคิดของมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านสำหรับการสูบน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์เช่นกัน

การจำแนกประเภทและประเภทของปั๊มพลังงานแสงอาทิตย์

เมื่อพูดถึงระบบสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์แบบสแตนด์อะโลนสิ่งสำคัญคือประเภท ได้แก่ปั๊มแทนที่หมุนและบวก ปั๊มหอยโข่งเป็นตัวเลือกทั่วไปสำหรับการหมุนและออกแบบมาสำหรับการใช้งานหัวคงที่ ผลผลิตของพวกเขาจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของความเร็วในการหมุน

นอกจากนี้เครื่องสูบน้ำยังจัดประเภทเป็นปั๊มใต้น้ำและปั๊มผิวน้ำโดยพิจารณาจากตำแหน่ง (ใต้น้ำและเหนือตลิ่ง)

สรุปแล้วประเด็นหลักที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพของปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์นั้นขึ้นอยู่กับตัวแปรสามตัว ได้แก่ แรงดันการไหลและกำลังอินพุตไปยังปั๊ม ประสิทธิภาพของสายต่อน้ำเป็นตัวชี้วัดที่ใช้กันทั่วไปซึ่งกำหนดประสิทธิภาพโดยรวมของปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์ (เป็นอัตราส่วนระหว่างพลังงานไฮดรอลิกที่ออกมาจากท่อและพลังงานที่มาจากสายไฟฟ้าผ่านแผงโซลาร์เซลล์)

เหตุใดปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์จึงเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการส่งเสริมการเกษตรในพื้นที่ห่างไกล (และแอฟริกา)

ปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์เป็นแนวคิดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ที่สำคัญกว่านั้นคือแนวคิดที่กำจัดกริดพลังงานหรือเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ใช้สูบน้ำออกจากพื้นดิน ด้านล่างนี้เรากำลังแสดงข้อดีและข้อเสียของการใช้งาน

ข้อดีของปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์

ข้อดีประการแรกของปั๊มพลังงานแสงอาทิตย์คือมีความน่าเชื่อถือในพื้นที่ภูมิภาคและพื้นที่ห่างไกล ตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบคือแอฟริกาซึ่งเป็นหนึ่งในภูมิภาคห่างไกลที่ยากจนที่สุดในโลกที่มีน้ำอุดมสมบูรณ์ แต่ยังเป็นภูมิภาคที่โดดเด่นที่สุดเมื่อต้องเผชิญกับแสงแดดเกือบตลอดปี ในทางกลับกันแอฟริกาถูกคิดว่าจะครอบครอง9% ของแหล่งน้ำจืดของโลกซึ่งแปลได้ประมาณ 4,000 กม. ของน้ำต่อปี ดังนั้นการติดตั้งปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์ในแอฟริกาจึงเป็นทางเลือกที่สมบูรณ์แบบสำหรับแหล่งที่มาจากเชื้อเพลิงอื่น ๆ และเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่สามารถกระตุ้นสิ่งมีชีวิตในทุกส่วนของทวีปนี้

ง่ายต่อการเคลื่อนย้ายและเคลื่อนย้ายปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์สามารถจัดระเบียบได้ตามความต้องการของฟาร์มและมีต้นทุนการดำเนินงานที่ต่ำมาก ทั้งสองข้อนี้เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญควบคู่ไปกับการประหยัดต้นทุนในระยะยาวแสดงให้เห็นว่าระบบสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์เป็นโซลูชันที่สมบูรณ์แบบสำหรับภูมิภาคที่มีแดดจ้าและมีน้ำปริมาณมาก

ข้อเสียที่สำคัญ

ข้อเสียเปรียบหลักของการติดตั้งปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อการเกษตรคือต้นทุน (การลงทุนครั้งแรก) แม้ว่าจะขึ้นอยู่กับกำลังของปั๊มเฉพาะ แต่ปั๊มพลังงานแสงอาทิตย์ 120 วัตต์หนึ่งตัวซึ่งสัญญาว่าจะผลิตน้ำได้ 2,100 แกลลอนต่อวันสามารถพบได้ในตลาดออนไลน์ที่มีราคาประมาณ 235 ดอลลาร์สหรัฐ นอกจากนี้ยังมีระบบทั้งหมดสำหรับปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้ปั๊มเพียงตัวเดียวในราคาประมาณ 498 เหรียญ เว็บไซต์อื่น ๆ เช่น eBay ราคาสำหรับชุดอุปกรณ์เหล่านี้จะค่อนข้างเท่ากัน

เห็นได้ชัดว่ามีความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการติดตั้งปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับบ้านของคุณและอีกหนึ่งสำหรับโครงการเกษตรกรรม ด้วยประเภทขนาดและความต้องการที่แตกต่างกันมีต้นทุนที่แตกต่างกัน มีรุ่นที่ถูกกว่าและแพงกว่า แต่โดยทั่วไปค่าใช้จ่ายเฉลี่ยของปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์จะสูงเมื่อพิจารณาจากความจริงที่ว่าจำเป็นต้องติดตั้งหลายตัวเพื่อการชลประทานที่มีประสิทธิภาพ เมื่อเทียบกับต้นทุนเชื้อเพลิงฟอสซิลและพลังงานประเภทอื่น ๆ แล้วแสงอาทิตย์ยังคงเป็นผู้ชนะในระยะยาว

นอกจากนี้พลังงานแสงอาทิตย์ในการเกษตรยังขึ้นอยู่กับสภาพอากาศอีกด้วย แม้ว่าจะยังสามารถเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ได้ในช่วงวันที่มีเมฆมากและฝนตก แต่ประสิทธิภาพของระบบสุริยะก็ลดลง นี่คือเหตุผลที่ระบบชลประทานพลังงานแสงอาทิตย์ใช้ดีที่สุดในพื้นที่ที่มีแสงแดดมาก

ปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์คุ้มค่ากับการลงทุนหรือไม่

สิ่งสำคัญอย่างหนึ่งที่ควรทราบเมื่อพูดถึงปั๊มพลังงานแสงอาทิตย์และระบบชลประทานก็คือค่าใช้จ่ายของพวกเขาลดลงอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาตามงานวิจัยใหม่จากสำนักงานพลังงานหมุนเวียนระหว่างประเทศ (IRENA) จะมีการลดต้นทุนค่าไฟฟ้า 59% สำหรับการผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ภายในปี 2568 เมื่อเทียบกับราคาปี 2558

ด้วยเหตุนี้ความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจของระบบเหล่านี้จึงแตกต่างกันไปตามภูมิภาคและพื้นที่ต่างๆส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสภาพพื้นที่พืชผลและตลาดอินโฟกราฟิกจากธนาคารโลกแสดงให้เห็นว่าในปี 1997 ราคาเฉลี่ยของการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ต่อวัตต์อยู่ที่ 76 ดอลลาร์ ในปี 2558 ราคานั้นอยู่ที่ 0.3 ดอลลาร์ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการลดลงของราคาอย่างชัดเจน ตอนนี้แผงโซลาร์เซลล์มีอายุการใช้งานเฉลี่ย 25 ​​ปีและเมื่อเทียบกับการสูบน้ำด้วยดีเซลแล้วแผงโซลาร์เซลล์จะขาดเชื้อเพลิงใด ๆ และแสดงถึงการใช้งานและการบำรุงรักษาน้อยลง ข้อเสียเพียงอย่างเดียวคือต้นทุนเริ่มต้นซึ่งสูงกว่าระบบสูบน้ำดีเซลประมาณสองเท่า

ราคายังเป็นตัวสร้างความแตกต่างที่สำคัญเมื่อพูดถึงผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) ประเด็นสำคัญที่กำหนดความสามารถทางเศรษฐกิจ (ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับความคุ้มค่าของปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์ในการลงทุน) คือระบบที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์เมื่อเทียบกับพลังงานรูปแบบอื่น ๆ

โดยทั่วไปแล้วปั๊มดีเซลมีต้นทุนการลงทุนเริ่มต้นต่ำ แต่ยังเกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและการบำรุงรักษาที่สูงโดยไม่ต้องพูดถึงผลกระทบด้านลบต่อสิ่งแวดล้อมและระบบนิเวศ ในทางตรงกันข้ามระบบสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์มีต้นทุนการลงทุนสูงกว่า แต่ค่าบำรุงรักษาและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่ำกว่า

ดังนั้นประเด็นสำคัญของคำถาม“ คุ้มไหม” มีดังต่อไปนี้ ...

หากคุณอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีแสงแดดจัดและมีน้ำใต้ดินจำนวนมากขอแนะนำให้ใช้ระบบสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์ แม้จะมีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งเริ่มต้น แต่ค่าบำรุงรักษาที่ลดลงและอายุการใช้งานที่สูงขึ้นจะทำให้คุณมีระบบที่พร้อมใช้งานได้ในเวลาอันรวดเร็วน้ำสะอาดและคุณประโยชน์มากมายในระยะยาว

วิธีซื้อปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพ

ดังที่เราได้กล่าวไว้ข้างต้นค่าใช้จ่ายในการลงทุนที่เกี่ยวข้องกับการซื้อปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์จะลดลงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตามปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์มีมากมายและรวมถึง:

เมื่อพิจารณาจากปัจจัยเหล่านี้เราสามารถพูดได้ว่าการสูบน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์สามารถให้ประโยชน์ที่สำคัญต่อสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจและสังคมในระดับฟาร์มและระดับประเทศ ในระดับฟาร์มเทคโนโลยีสามารถนำเสนอแหล่งพลังงานที่เชื่อถือได้ในพื้นที่ห่างไกลและโดยเฉพาะอย่างยิ่งพื้นที่ที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าหรือไม่มีเชื้อเพลิงเหลวเป็นประจำ ในระดับประเทศการสูบน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์สามารถช่วยรักษาเสถียรภาพเพิ่มและกระจายการผลิตทางการเกษตรซึ่งเป็นรากฐานของเศรษฐกิจของประเทศในแอฟริกาส่วนใหญ่

ตามคำจำกัดความระบบสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพคือระบบที่ได้รับแสงแดดมากและติดตั้งเฉพาะตามความต้องการของฟาร์ม

ในโลกที่วิกฤตพลังงานในปัจจุบันมีแรงขับเคลื่อนที่แข็งแกร่งไปสู่พลังงานหมุนเวียน แม้จะมีค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างสูง แต่ประสิทธิภาพที่แท้จริงของระบบสุริยะจะเห็นได้จากการใช้งานในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ในฐานะตัวเลือกพลังงานหมุนเวียนการใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์เป็นทางเลือกที่มีคุณค่า

จุดสำคัญของการติดตั้งเครื่องสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์นั้นกำหนดไว้ที่แอฟริกาใต้และภูมิภาคที่มีการพัฒนาทางเศรษฐกิจไม่ดี แต่มีแสงแดดมาก จับคู่กับสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมแผงเซลล์แสงอาทิตย์และตัวควบคุมในปริมาณที่เหมาะสมและการตั้งค่าการติดตั้งที่เก็บพลังงานตัวแปลงอินเวอร์เตอร์ปั๊มและมอเตอร์ที่เหมาะสมระบบสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์สามารถนำเสนอฟาร์มและประเทศชาติด้วยประโยชน์มากมาย

ข้อสรุป

หากคุณกำลังคิดหรือพิจารณาการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อการเกษตรคุณประโยชน์มากมาย ด้วยความสามารถในการสูบน้ำเพื่อการชลประทานในช่วงที่อากาศแห้งและมีแดดจัดในพื้นที่ที่ต้องการการใช้งานมากที่สุดจึงสามารถติดตั้งแผงแบบนี้ได้อย่างง่ายดายและทำให้ปั๊มทำงานในบ่อที่ให้ผลผลิตต่ำมากทำให้อายุการใช้งานยาวนานขึ้นและมีพลังงานเหลือเฟือ ระยะยาว.