4インチ高速水中ソーラーポンプ（5500-13000W）プラスチックインペラ水中ポンプ

1. 製品コンセプトと定義

A 4インチ高速水中ソーラーポンプ 5500 ～ 13000 W の範囲の高出力ボアホール ポンプは、太陽光発電エネルギーを使用して深井戸から大量の水を供給するように設計されています。 「高速」という用語は、モーターの回転速度の上昇 (通常、定格条件で 3000 RPM 以上) を指し、これによりポンプは直径 4 インチ (100 mm) のフォームファクターの物理的制約内で高い流量と揚程値を達成できます。

この商品カテゴリーでは、 プラスチック（ポリマー）インペラ 、通常はガラス繊維強化ノリルまたはポリフェニレンエーテル化合物から製造されます。これらの材料は、軽量であること、きれいな地下水または軽く処理された地下水からの化学的攻撃に対する耐性、および水圧的に最適化された形状に大規模に精密成形できることを考慮して選択されています。

Deye Group は、1990 年以来、水中ポンプと関連制御システムを製造しています。高出力 4 インチ シリーズは、大規模な農業および給水用途の特定の需要を満たすために、油圧工学とモーター設計が並行して開発される製品ラインを表しています。

2. 代表的な技術仕様

3. 高速モーター設計: 原理と意味

で 高速水中ポンプ 、モーターは従来の設計よりも大幅に高い RPM で動作します。このアプローチには、工学的に次のような特有の影響があります。

• コンパクトな電力密度: 回転速度が高くなると、直径 4 インチの制約内でより大きな油圧出力が可能になり、ポンプ直径を大きくすることなく 5500 ～ 13000W の範囲が可能になります。
• ステージ数の削減: インペラの速度が高くなると、ステージあたりの揚程が増加し、同等の深さのパフォーマンスに必要なポンプステージの総数が減少します。
• 精密バランス要件: 高い回転速度では、振動とベアリング負荷を最小限に抑えるために正確なローターのバランスが必要です。これは、モーターアセンブリの製造公差によって解決されます。
• 熱管理: 速度が高くなると、より多くの熱が発生します。水入りモーターの設計では周囲の地下水を一次冷却媒体として使用するため、十分な浸水深さが不可欠です
• VFD制御: ソーラーコントローラーによる可変周波数駆動動作により、太陽光放射量の変化に比例して速度を低下させ、突然の始動を防止し、モーター巻線を保護します。

4. プラスチック製インペラ: 材料の選択と適合性

の使用 プラスチック製インペラ 高速、高出力ポンプでは、特定の動作条件に適した意図的なエンジニアリング上の選択が行われます。

特に高速動作の場合、プラスチック製インペラの回転慣性が低いため、モーターの加速および減速サイクル中の機械的ストレスが軽減されます。この機械的ストレスは、太陽光発電システムでは日射量が 1 日を通して変動するため頻繁に発生します。

5. アプリケーションシナリオ

5500 ～ 13000 W の出力範囲により、このポンプは要求の厳しい大量の水抽出作業に適しています。

• 大規模な農業用灌漑: 送電網へのアクセスが限られている地域の広大な農作物畑、果樹園、温室複合施設には、毎日大量の水が必要です
• 農村地域の給水: 単一の大容量ポンプ設備から複数の村や集落にサービスを提供する集中型ボーリングシステム
• 畜産および酪農: 大規模畜産事業向けの継続的大量給水
• 貯水タンクの充填: その後の重力供給のための大型の高架または地上レベルの貯蔵タンクへのポンプ輸送
• 深部ボーリング孔の抽出: かなりの深さにある限定された帯水層にアクセスするために高落差能力 (100 ～ 300 m) を必要とする用途
• 工業用プロセス水: 送電網インフラに依存しない、信頼性の高い大量の水供給を必要とする遠隔の製造または加工現場

主な展開地域には、北およびサハラ以南のアフリカ、中東、南および中央アジア、オーストラリア北部、ラテンアメリカの乾燥地帯など、放射線量が高く水が不足している地域が含まれます。

6. 高出力での太陽光発電システムの統合

5,500 ～ 13,000 W の水中ポンプを太陽光発電システムに統合すると、低電力の設置と比較して、特定のエンジニアリング要件が導入されます。

• パネルアレイのサイズ: ピーク日照時間 5 時間の 10 kW システムには、通常、それぞれ 400 ～ 500 W のパネル 18 ～ 24 枚が必要です。正確なサイズ設定は現場の放射照度データとコントローラーの効率に依存します
• 高電圧 DC ストリング: この電力範囲のコントローラは通常、300 ～ 800 V の DC 入力電圧を受け入れ、直列接続されたパネル ストリングを必要とします。安全のためには適切な弦の設計と接地が重要です
• ケーブルのサイズ: ポンプ端での高電流レベルでは、長いドロップパイプの配線における抵抗損失を最小限に抑えるために適切なケーブル断面積を選択する必要があります。
• サージおよび雷保護: オープンフィールド設置の大型パネル アレイは、誘導サージ イベントにさらされます。コントローラ入力には DC サージ保護デバイス (SPD) を推奨します
• ソフトスタートとランプ制御: ソーラーポンプコントローラーは、始動時のパイプシステム内の油圧ショックを防ぐために、制御されたモーターの立ち上げを実装する必要があります

7. システムサイジングの原則

8. 関連する規格と認証

• IEC 60034: 回転電機 - モーターの性能と分類基準
• IEC 60335-2-41: 家庭用および類似の電気製品の安全性 - 電動ポンプ
• IEC 60529 (IP68): 連続水没に対する侵入保護評価
• CEマーキング: 欧州市場向けの低電圧指令 (LVD) および EMC 指令への準拠
• ISO9001： 製造工程に適用される品質マネジメントシステム
• RoHS: 電子・電気部品における有害物質の制限

9. よくある質問 (FAQ)

Q1: なぜこの出力範囲の 4 インチポンプに高速設計が採用されているのですか?

5500 ～ 13000 W を生成する標準速度のモーターでは、モーターの巻線と冷却要件に対応するために、より大きな直径が必要になります。 高速モーター設計 高い RPM で動作することにより、4 インチのフォームファクター内で必要な出力を可能にし、アクティブコンポーネントの直径を縮小しながら、ステージごとの油圧出力を増加します。

Q2: プラスチック製インペラは、高速回転 (3000 ～ 6000 RPM) においても構造的に安全ですか?

はい、インペラが以下から製造されている場合、 ガラス繊維強化エンジニアリングポリマー Noryl または変性 PPE ブレンドなど。これらの材料は、水質が指定された制限内に維持され、砂の含有量がメーカーの許容値を超えない限り、このポンプ クラスの定格動作速度で遭遇する遠心力に十分な引張強度と耐クリープ性を備えています。

Q3: このポンプは部分的に太陽光で、部分的にグリッド電力で同時に動作できますか?

これはコントローラーの設計によって異なります。一部 AC/DCハイブリッドコントローラー この電力範囲では、太陽光 DC 入力と AC グリッド入力のシームレスな混合が可能ですが、他のものは 2 つの電源の間で排他的に切り替えられます。特定のスイッチング ロジックはコントローラの仕様で定義されており、システム設計前に確認する必要があります。

Q4: プラスチック製インペラポンプにはどのような水質条件が必要ですか?

プラスチック製インペラポンプは以下のために設計されています。 きれいな地下水 砂の含有量は通常 50 ～ 100 g/m3 を超えず、pH は中性に近い範囲内です。砂の負荷が高い水、研磨性の鉱物粒子、または重大な化学汚染は、インペラの耐用年数を短縮し、早期の水圧劣化を引き起こす可能性があります。新しいボーリング孔プロジェクトでは、設置前の水質分析が推奨されます。

Q5: 10kWの水中ポンプを駆動するには何枚のソーラーパネルが必要ですか?

10 kW ポンプの場合、システム損失、ケーブル損失、および放射照度の変動を補償するために、通常、12 ～ 16 kW のピーク容量のパネル アレイが指定されます。 450W パネルを基準にすると、約 27 ～ 36 枚のパネルに相当します。最終的なパネル数とストリング構成は、コントローラーの入力電圧ウィンドウとサイトのピーク日照時間に基づいて計算する必要があります。