1. 太陽面ポンプとは
A 太陽表面ポンプ 地上に設置されたポンプ ユニットで、川、池、運河、湖、浅井戸などの近くの外水源から水を汲み上げ、すべてまたは主に太陽光発電 (PV) ソーラー パネルによって電力を供給します。モーターとポンプは両方とも地表に取り付けられ、電力の入出力を調整するソーラーポンプコントローラーに接続されています。
水上ポンプは次の原理で動作します。 吸引 : 入口で負圧を生成し、水を吸入パイプを通して上方に引き込み、その後、水を加圧して送出側に排出します。この点が、水を下から上に押し上げる水中ポンプとは区別されます。水上ポンプの実際の吸込揚程は、大気圧によって次のように制限されます。 7~8メートル 現実世界の状況下では。
Deye Group の水システム ソリューション ポートフォリオの一部として、水面ポンプ システムは、水源が地表レベルまたは地表付近にアクセスできる用途に対応することで、同社の水中ポンプ製品ラインを補完します。
2. 太陽面ポンプシステムのコアコンポーネント
- 太陽光発電ソーラーパネル: 太陽光から DC 電力を生成し、ポンプ システムに電力を供給します。
- ソーラーポンプコントローラー: MPPT パワートラッキング、モーター速度調整、保護機能を管理します。ハイブリッド太陽光発電とグリッド入力をサポートする場合があります。
- 水上ポンプユニット: 設置場所の共通のベースフレームに取り付けられたモーターとポンプ本体が含まれます。
- インレットパイプとフットバルブ: 水を水源からポンプ入口まで送ります。フットバルブは逆流を防止し、ポンプの呼び水を維持します。
- ストレーナーまたはフィルター: 入口に取り付けられ、破片、落ち葉、沈殿物がポンプ本体に入るのを防ぎます。
- 吐出パイプと圧力計: 加圧された水を配水システムに送ります。ゲージが動作圧力を監視します。
- プライミングポート: 初期始動前にポンプと入口パイプを水で満たし、吸引を確立するために使用します。
3. 太陽面ポンプの種類
3.1 ポンプの油圧設計による
| ポンプの種類 | 動作原理 | 流量特性 | 一般的な使用方法 |
| 遠心水面ポンプ | 回転するインペラが運動エネルギーを圧力に変換します | 高流量、中程度のヘッド | 灌漑、送水、池の揚水 |
| 自吸式水上ポンプ | 呼び水のための内部再循環を備えた遠心分離 | 適度な流量とヘッド | 国内供給、小規模灌漑 |
| 多段水上ポンプ | 直列の複数のインペラステージ | 流量は低く、揚程は高くなります | 圧力分布、タンク充填の上昇 |
| 周辺(回生)ポンプ | 渦による圧力上昇 | 低流量、高圧 | きれいな水の家庭用、庭の灌漑 |
3.2 モーターの種類別
- DC モーター水面ポンプ: PVパネル出力と直接互換性があります。変換ステージが少なく、システム設計がシンプルになります。小さな電力範囲に適しています。
- ソーラーインバーターコントローラー付きACモーターサーフェスポンプ: ソーラーポンプインバーター/コントローラーによって駆動される標準的なAC誘導モーター。より広い電力範囲をサポートし、太陽光とグリッド電力の両方の入力と互換性があります。
4. 主要な技術的パラメータ
| パラメータ | 説明 |
| 最大吸込揚程(m) | 水を汲み上げることができるポンプ入口の下の最大垂直距離。実際には通常 6 ~ 8 m |
| 全揚程(m) | ポンプが発生する可能性のある総圧力(吸引揚力、吐出ヘッド、摩擦損失を含む) |
| 流量(m3/h) | 定格動作条件での 1 時間あたりに供給される水の量 |
| モーター出力(kW) | 設計条件におけるポンプモーターの定格入力電力 |
| ポンプ効率 (%) | 機械軸入力動力に対する油圧出力動力の比 |
| 入口/出口直径 | パイプ接続サイズ。これにより最大流速が決まり、配管システムに適合させる必要があります。 |
| 保護等級 (IP) | モーターの塵や水の侵入を防ぎます。 IP44 または IP55 は、屋外の表面設置の場合に一般的です。 |
5. アプリケーションシナリオ
- 地表水灌漑: 送電網が接続されていない地域で、川、運河、貯水池から水を汲み上げ、点滴、スプリンクラー、または溝の方法で田畑を灌漑します。
- 池と湖の水の移動: 平らな地形上の貯水池、用水路、または処理池の間で水を移送します。
- 浅井戸給水: ボーリング孔の深さが実用的な吸込揚程を超えない、家庭用、家畜用、または小規模農業用の、開放または裏打ちされた浅井戸からの取水。
- 洪水と排水の管理: 低地の農地や建設現場から蓄積した地表水を除去します。
- 水タンクの充填: 建物や灌漑システムに重力で供給するために、地上の水源から高所の貯蔵タンクに水を汲み上げます。
- 水産養殖と養魚池の管理: 養殖池への淡水の供給や養殖施設の循環維持。
6. 太陽表面ポンプと太陽水中ポンプ
| 基準 | 太陽面ポンプ | ソーラー水中ポンプ |
| インストール | 地上、水源近く | ボーリング孔、井戸、タンクに水没 |
| 適切な水源 | 開いた地表水、浅い井戸 | 深いボーリング孔、密閉井戸 |
| 最大実用リフト | 吸引7~8m、全揚程により異なります。 | 200m以上(多段式) |
| プライミング | 初回起動前に必要(非自吸式) | 不要 |
| メンテナンスアクセス | 地上から直接アクセス可能 | ボーリング孔からの抜き取りが必要 |
| 騒音レベル | より高い(モーターとポンプが露出) | 下部(モーター水没) |
| 初期費用 | 一般に低い | 密閉構造のため一般に高い |
| 盗難または破損の危険性 | より高い(露出した機器) | 下部(地下に隠蔽) |
7. インストールに関する考慮事項
- ポンプの配置: ポンプは、吸込揚力を最小限に抑え、キャビテーションのリスクを軽減するために、水源にできるだけ近く、実用的なレベルまで低く設置する必要があります。
- インレットパイプの長さと直径: インレットパイプが長くなったり狭くなったりすると、摩擦損失が増加し、有効な吸入能力が低下します。配管径はポンプ入口ポート以上にしてください。
- フットバルブの取り付け: インレットパイプの基部にあるフットバルブは、ポンプが停止したときにパイプ内に水を保持するため、手動で再呼び水することなく再起動できます。
- 避難所と保護: 表面実装モーターとコントローラーは、コンポーネントの寿命を延ばすために、直接の雨、ほこり、極端な日射から保護する必要があります。
- 確実な取り付け: ポンプベースフレームは、動作中の振動による緩みや位置ずれを防ぐために、安定した面に固定する必要があります。
8. よくある質問
Q1: 水上ポンプの吸込揚程が約 7 ~ 8 メートルに制限されているのはなぜですか?
理論的には、海面の大気圧は約 10.3 メートルの水柱を支えることができます。実際には、吸入パイプ内の摩擦損失、水温、高度、蒸気圧により、有効吸入限界は次のように低下します。 7~8メートル 。この制限を超えるとキャビテーションが発生し、ポンプのインペラが損傷し、性能が低下します。
Q2: 太陽表面ポンプは、堆積物や藻類を含む水を処理できますか?
標準的な遠心水面ポンプは、比較的きれいな水用に設計されています。堆積物、砂、または藻類を多く含む水は、インペラやシールの摩耗を促進します。アン インレットストレーナー は不可欠であり、重度に汚染されたソースでは、ポンプ入口の前に前濾過段階を考慮する必要があります。
Q3: 太陽表面ポンプには専用のコントローラーが必要ですか?
はい。あ ソーラーポンプコントローラー 変動するPVパネル出力を効率よく安定したモーター駆動電力に変換するには、MPPTとの併用が必要です。コントローラーがないと、モーターは電圧変動の影響を受けやすくなり、効率が低下し、モーターが損傷する危険があります。このコントローラーは、空運転シャットダウンや過電流カットオフなどの重要な保護機能も備えています。
Q4:運転中に水位が入口管より下がったらどうなりますか?
注入口が空気にさらされると、ポンプは呼び水を失い、空運転を開始します。空運転では、ポンプシールとモーターベアリングが急速に過熱します。あ ドライラン保護 ソーラーポンプコントローラーの機能は、電流低下または水位センサーによって異常状態を検出し、損傷を防ぐためにポンプを自動的に停止します。
Q5: 太陽表面ポンプには何枚の PV パネルが必要ですか?
必要な PV アレイ容量は、モーターの定格電力、現場での毎日のピーク日照時間、およびシステム効率の損失によって異なります。一般的なガイドラインとして、パネルの合計ワット数は約 1.2~1.5倍 モーターの定格電力 (ワット単位)。サイト固有の日射量評価により、最も正確なサイジングの基準が得られます。