Guia de aplicação para bombas solares de água: principais opções para melhoria de eficiência

O princípio fundamental do sistema de bomba de água solar fotovoltaica, abreviado como sistema de bomba de água solar, é converter a energia elétrica convertida pelos módulos de células solares e controlá-la com precisão através do controlador da bomba de água fotovoltaica para acionar a bomba de água para extrair e transportar água da fonte de água.
O sistema de bomba solar de água converte com eficiência a energia solar em energia elétrica por meio de módulos fotovoltaicos e controladores, acionando a bomba d'água para funcionar. Entre eles, os módulos fotovoltaicos, como chave para a conversão de energia, trabalham em conjunto com múltiplas células solares para converter eficientemente a energia solar em energia elétrica. O controlador da bomba de água fotovoltaica usa o algoritmo MPPT (rastreamento de potência máxima) para monitorar e ajustar a vazão da bomba de água em tempo real para garantir que corresponda à potência de saída do módulo de célula fotovoltaica. Desta forma, o sistema pode ajustar de forma inteligente a vazão da bomba d'água com base nas mudanças na intensidade da luz e na temperatura, mantendo sempre o estado ideal de funcionamento dos módulos fotovoltaicos e maximizando a utilização dos recursos de energia solar.
Aplicação de bomba de água centrífuga na extração de água fotovoltaica
Características e limitações das bombas centrífugas de água
As bombas de água centrífugas são amplamente utilizadas em projetos de elevação de água movidos a energia solar devido à sua adequação para altas vazões e baixa altura manométrica. No entanto, devido à variação-da energia solar em todas as condições climáticas, os sistemas fotovoltaicos de bombas de água devem contar com inversores de frequência variável para se adaptarem a essa mudança. Deve-se observar que o acionamento de frequência variável afetará a velocidade da bomba d'água. As bombas de água centrífugas normalmente não conseguem produzir água em frequências abaixo de 25 Hz. Além disso, dentro da faixa de frequência de trabalho de 30 Hz a 50 Hz de seu efluente, a eficiência média ponderada é de apenas 30% a 40% da eficiência sob condições operacionais nominais. Portanto, para uma bomba de água centrífuga acionada por energia fotovoltaica, sua eficiência real ponderada é geralmente limitada a 30% a 40% da eficiência nominal do ponto de operação. Entretanto, o tempo de elevação da água também será significativamente menor do que a duração média da luz solar.
Aplicação de bomba d'água de pistão em elevação de água fotovoltaica
Vantagens da bomba de água de pistão
As bombas de água de pistão têm um bom desempenho no campo de elevação de água movida a energia solar, caracterizadas por sua adaptabilidade a ambientes de trabalho com baixas vazões e alta altura manométrica. A curva de eficiência desse tipo de bomba d'água é suave e estável, capaz de iniciar suavemente em baixas frequências, como 5 Hz, e alcançar operação-de longo prazo a 8 Hz.
As bombas de água do tipo pistão são adequadas para baixo fluxo, alta altura manométrica, operação de baixa frequência com alta eficiência e taxa geral de utilização de energia superior às bombas centrífugas. Sob condições nominais de operação, a eficiência das bombas de pistão pode atingir até 80%, sem o problema das bombas centrífugas serem incapazes de produzir água em baixas frequências. Portanto, a taxa de utilização de energia das bombas de pistão é geralmente tão alta quanto 90%, e sua eficiência ponderada é pelo menos duas vezes maior que a das bombas centrífugas. Além disso, nas mesmas condições de altura manométrica e vazão, o sistema fotovoltaico de elevação de água equipado com uma bomba d'água tipo pistão reduz o número de módulos de células fotovoltaicas em 2 a 3 vezes em comparação com uma bomba d'água centrífuga e reduz o custo do sistema em mais de 1 vez. Ao mesmo tempo, a capacidade diária de elevação de água é significativamente melhor do que a de uma bomba de água centrífuga.