پمپ خورشیدی کشاورزی زمانی انتخاب مناسبی است که بتواند آب موردنیاز را در زمان موردنیاز تأمین کند. توان موتور یا تعداد پنل به‌تنهایی پاسخ این سؤال نیست. ابتدا حجم آب روزانه، ارتفاع پمپاژ و ساعت آبیاری را مشخص کنید؛ سپس سراغ انتخاب پمپ، کنترلر و روش ذخیره آب یا برق بروید.
کدام نوع سامانه خورشیدی برای زمین شما مناسب است؟
پمپاژ مستقیم خورشیدی، نیروگاه متصل به شبکه و سامانه ترکیبی سه راه‌حل متفاوت‌اند. در پیش‌فاکتور باید روشن باشد کدام را می‌خرید.
| وضعیت شما | گزینه قابل بررسی | محدودیت مهم |
|---|---|---|
| برق ندارید و می‌توانید روز پمپاژ کنید | پنل، کنترلر مخصوص پمپ و پمپ سازگار | دبی با تابش تغییر می‌کند؛ آب روزانه باید محاسبه شود |
| برق شبکه دارید و هدف کاهش خرید برق یا فروش تولید است | سامانه متصل به شبکه با قرارداد مربوط | اتصال به شبکه به‌خودی‌خود برق اضطراری ایجاد نمی‌کند |
| شب یا هنگام کمبود تابش هم باید پمپاژ کنید | سامانه ترکیبی با ورودی برق شبکه، ژنراتور یا باتری سازگار | نوع ورودی و تجهیزات انتقال یا ترکیب توان باید مشخص باشد |
پمپ می‌تواند شناور داخل چاه یا سطحی باشد؛ «خورشیدی» نوع منبع انرژی را مشخص می‌کند، نه عمق برداشت آب را. نمونه‌هایی مانند سامانه‌های ترکیبی لورنتز امکان استفاده از چند منبع را دارند، اما این قابلیت در همه کنترلرها وجود ندارد. پنل را نباید بدون بررسی سازگاری به پمپ برقی موجود متصل کرد.
برای تعیین توان پنل و پمپ چه اطلاعاتی لازم است؟
مبنای طراحی، آب تحویلی در فصل پرمصرف است، نه فقط کیلووات روی پلاک موتور. این اطلاعات را به طراح بدهید:
- نیاز آب: حجم روزانه، تعداد نوبت‌ها و مدت مجاز هر نوبت آبیاری.
- منبع آب: دبی قابل برداشت و سطح آب چاه هنگام پمپاژ، نه فقط عمق حفاری.
- مسیر انتقال: ارتفاع مقصد، طول و قطر داخلی لوله، اتصالات، فیلتر و فشار لازم در انتهای شبکه.
- محل پنل: موقعیت زمین، سایه، فضای نصب و دسترسی برای نظافت و تعمیر.
- پمپ موجود: عکس پلاک موتور و پمپ، تک‌فاز یا سه‌فاز بودن و منحنی عملکرد، اگر در دسترس است.
برای مثال، تحویل فرضی ۶۰ مترمکعب آب در ۶ ساعت پمپاژ مؤثر به دبی متوسط ۱۰ مترمکعب در ساعت نیاز دارد. این تقسیم ساده فقط نیاز آب را نشان می‌دهد؛ ثابت نمی‌کند که در هر ساعت آفتابی چنین دبی‌ای تولید می‌شود. از طراح بخواهید حجم آب روزانه را با تابش محل، هد موردنیاز و مشخصات مجموعه پنل، کنترلر و پمپ محاسبه کند. راهنمای فنی فائو درباره آبیاری خورشیدی نیز طراحی و بهره‌برداری سامانه را یک مجموعه به‌هم‌پیوسته بررسی می‌کند.
اگر هنوز هد را مشخص نکرده‌اید، از روش محاسبه هد کل پمپ شروع کنید. پنل بیشتر، اشتباه در انتخاب پمپ یا کمبود آب چاه را جبران نمی‌کند.
برای آبیاری شبانه، مخزن بهتر است یا باتری؟
اگر بتوانید آب را روز ذخیره و شب مصرف کنید، ابتدا امکان استفاده از مخزن را بررسی کنید. باتری زمانی ارزش بررسی دارد که ذخیره آب عملی نباشد یا همچنان به برق پمپاژ در شب نیاز داشته باشید. لورنتز هم در راهنمای باتری سامانه اس۱ ذخیره آب را به‌عنوان یک گزینه مطرح می‌کند؛ این توصیه به معنی ممنوع بودن باتری برای همه پروژه‌ها نیست.
حجم مفید مخزن باید کسری آب بین زمان پمپاژ و زمان مصرف را پوشش دهد. مثلاً اگر پس از غروب ۲۰ مترمکعب مصرف دارید و تا صبح ورودی ندارید، حداقل همین مقدار آب قابل‌استفاده لازم است؛ حجم مرده مخزن و ذخیره احتیاطی جدا محاسبه می‌شوند. قاعده ثابت «نصف مصرف روزانه» قابل تعمیم نیست.
مخزن روی زمین لزوماً فشار کافی برای قطره‌چکان یا آبپاش نمی‌دهد. اگر فشار ثقلی کافی نباشد، پمپ تقویت فشار هم لازم است و برق آن باید تأمین شود. بنابراین پیش‌فاکتور مخزن را همراه با ارتفاع نصب، فشار خروجی و نیاز پمپ دوم مقایسه کنید، نه فقط قیمت مخزن در برابر قیمت باتری.
گرما و گردوغبار چه اثری بر انتخاب پنل دارند؟
توان درج‌شده روی پنل در شرایط استاندارد آزمایش اندازه‌گیری می‌شود؛ دمای مرجع سلول در این آزمایش ۲۵ درجه سانتی‌گراد است، نه دمای هوای مزرعه. مدل فنی پی‌وی‌واتس اثر تابش و دمای سلول را جداگانه در توان خروجی در نظر می‌گیرد.
برای محل‌های گرم و پرگردوغبار، ضریب دمایی همان مدل پنل، تهویه پشت پنل و برنامه نظافت را در محاسبه وارد کنید. افزودن درصد ثابتی پنل برای همه زمین‌های کرمان، جای محاسبه را نمی‌گیرد. تعداد و آرایش پنل‌ها باید با محدوده ولتاژ و جریان ورودی کنترلر هم سازگار باشد. شست‌وشو یا خنک‌کردن ابتکاری پنل داغ را جایگزین دستور نصب و نظافت سازنده نکنید.
آیا با نصب پنل، پمپ هنگام قطع برق کار می‌کند؟
فقط اگر سامانه برای کار مستقل از شبکه طراحی شده باشد. اینورتر معمولی متصل به شبکه در خاموشی، برق پشتیبان محسوب نمی‌شود. توضیح فنی وزارت انرژی آمریکا درباره اینورترها تفاوت تجهیزات وابسته به شبکه و تجهیزات قادر به کار مستقل را روشن می‌کند.
معافیت از برنامه خاموشی، فروش برق و تسهیلات بانکی هم موضوع قرارداد و ضوابط جاری‌اند. پیش از پرداخت، شرایط قابل اعمال به همان انشعاب را کتبی از شرکت توزیع برق و شرایط تسهیلات را از بانک عامل بگیرید. وعده فروشنده درباره وام یا معافیت را به‌جای تأییدیه حساب نکنید. اگر ژنراتور بخشی از طرح پشتیبان است، انتخاب ژنراتور برای پمپ کشاورزی به بررسی توان راه‌اندازی کمک می‌کند.
برای مقایسه هزینه اجرا، از فروشنده چه بخواهید؟
دو پیشنهاد را زمانی مقایسه کنید که حجم آب تحویلی، هد و سطح پشتیبانی یکسانی داشته باشند. برآورد هزینه باید این موارد را جدا نشان دهد:
| در پیشنهاد فنی و مالی | چیزی که باید روشن باشد |
|---|---|
| پمپ و کنترلر | مدل دقیق، دبی در هد موردنیاز و سازگاری با پمپ موجود |
| پنل و نصب | مدل و تعداد پنل، سازه، کابل، حفاظت الکتریکی و هزینه نصب |
| ذخیره و پشتیبان | حجم مفید مخزن یا ظرفیت قابل‌استفاده باتری و تجهیزات جانبی |
| بهره‌برداری | نظافت، سرویس، قطعات قابل تعویض و شرایط ضمانت هر جزء |
| تحویل کار | روش اندازه‌گیری دبی و آزمون عملکرد در شرایط توافق‌شده |
فائو در بررسی فرصت‌ها و محدودیت‌های آبیاری خورشیدی هزینه و صرفه اقتصادی را وابسته به شرایط پروژه می‌داند. بدون هزینه اجرای واقعی، مصرف فعلی و شروط قرارداد، اعلام بازگشت سرمایه چندساله قابل اتکا نیست. کاهش هزینه انرژی نیز مجوز برداشت بیشتر از چاه نیست؛ حفاظت کم‌آبی پمپ و محدودیت برداشت را در طراحی نگه دارید.