1. บทนำ
ที่ ตัวควบคุมปั๊ม AC/DC พลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 4 นิ้ว จับคู่กับก ปั๊มจุ่มใบพัดพลาสติก สร้างระบบสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์แบบบูรณาการครอบคลุมช่วงกำลังของมอเตอร์ 600 วัตต์ ถึง 3000 วัตต์ . การกำหนดค่านี้ได้รับการออกแบบสำหรับการสกัดน้ำบาดาลระยะกลางจากหลุมเจาะมาตรฐานขนาด 4 นิ้ว (100 มม.) ซึ่งดำเนินการโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ PV เป็นหลัก โดยมีความสามารถในการเสริมหรือเปลี่ยนไปใช้โครงข่ายไฟฟ้ากระแสสลับหรืออินพุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเมื่อการฉายรังสีจากแสงอาทิตย์ไม่เพียงพอ
Deye Group ดำเนินธุรกิจด้านวิศวกรรม ปั๊มจุ่มและตัวควบคุมปั๊ม ตั้งแต่ปี 1990 กลุ่มผลิตภัณฑ์ AC/DC ขนาด 4 นิ้วสะท้อนให้เห็นถึงความเชี่ยวชาญที่สั่งสมมาในการจับคู่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุมกับประสิทธิภาพไฮดรอลิกของปั๊ม เพื่อให้การทำงานภาคสนามที่เชื่อถือได้ในสภาพอากาศและภูมิศาสตร์ที่หลากหลาย
2. ทำความเข้าใจสถาปัตยกรรมอินพุตคู่ AC/DC
ที่ defining characteristic of this controller category is its สถาปัตยกรรมอินพุตคู่ ซึ่งรับทั้งไฟ DC จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ และไฟ AC จากโครงข่ายไฟฟ้าหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล นี่เป็นข้อแตกต่างที่สำคัญจากตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์แบบอินพุทเดียว
| โหมดอินพุต | แหล่งพลังงาน | พฤติกรรมของผู้ควบคุม | สถานการณ์ทั่วไป |
| พลังงานแสงอาทิตย์เท่านั้น (DC) | อาร์เรย์ PV | MPPT ใช้งานอยู่; ความเร็วแปรผันตามการฉายรังสี | การทำงานในเวลากลางวันที่มีท้องฟ้าแจ่มใส |
| กริด/เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเท่านั้น (AC) | กริดยูทิลิตี้หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า | VFD ขับเคลื่อนมอเตอร์ด้วยความถี่ที่กำหนด | การทำงานกลางคืนหรือเมฆปกคลุมที่ขยายออกไป |
| ไฮบริด (กระแสตรง เอซี) | PV หลัก, AC เสริม | จัดลำดับความสำคัญของพลังงานแสงอาทิตย์ AC เติมเต็มการขาดดุล | เมฆบางส่วน ปฏิบัติการช่วงเช้า/เย็น |
ตรรกะแบบไฮบริดนี้ช่วยให้ระบบสามารถ ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ให้เกิดประโยชน์สูงสุด พร้อมรับประกันการทำงานของปั๊มอย่างต่อเนื่องไม่ว่าสภาพอากาศจะเป็นอย่างไร โดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ การเปลี่ยนระหว่างแหล่งอินพุตจะได้รับการจัดการโดยอัตโนมัติโดยเฟิร์มแวร์ตัวควบคุม
3. ใบพัดพลาสติก: คุณสมบัติและความเหมาะสมของวัสดุ
กลุ่มผลิตภัณฑ์นี้ ส่วนประกอบของแท่นไฮดรอลิกของปั๊ม รวมถึงใบพัด ตัวกระจายอากาศ และโบลว์ ได้รับการประดิษฐ์จาก เทอร์โมพลาสติกเกรดวิศวกรรม โดยทั่วไปคือ Noryl (โลหะผสม PPO) หรือโพลีโพรพีลีนเสริมใยแก้ว (GF-PP) วัสดุเหล่านี้ถูกเลือกเนื่องจากมีความทนทานต่อสารเคมี ความคงตัวของขนาด และต้นทุนการผลิตต่ำเมื่อเทียบกับสเตนเลส
3.1 คุณสมบัติของวัสดุ
- ทนต่อสารเคมี: ทนต่อการกัดกร่อนจากแร่ธาตุที่ละลายในน้ำ กรดอ่อน และเคมีของน้ำใต้ดินทั่วไป ไม่เหมาะกับน้ำที่มีความเป็นกรดสูง (pH ต่ำกว่า 5) หรือมีความเป็นด่างสูง (pH สูงกว่า 9) โดยไม่มีการตรวจสอบวัสดุโดยเฉพาะ
- ข้อจำกัดการขัดถู: ใบพัดพลาสติกมีอัตราการสึกหรอสูงกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมเมื่อน้ำที่สูบมีทราย กรวด หรืออนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงกว่าเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนที่กำหนด (โดยทั่วไปคือ 0.1% โดยมวล) จะต้องประเมินคุณภาพน้ำจากแหล่งน้ำก่อนการคัดเลือก
- ช่วงอุณหภูมิ: เหมาะสำหรับอุณหภูมิน้ำบาดาลที่มักพบในการใช้งานในหลุมเจาะ (5 องศา C ถึง 40 องศา C) วัสดุที่ใช้โนริลจะรักษาความเสถียรของมิติภายในช่วงนี้
- ข้อได้เปรียบด้านน้ำหนัก: ความหนาแน่นต่ำกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมจะช่วยลดน้ำหนักโดยรวมของปั๊ม ทำให้การจัดการและการติดตั้งในภาคสนามทำได้ง่ายขึ้น
3.2 เมื่อใบพัดพลาสติกมีความเหมาะสม
ปั๊มใบพัดพลาสติกในช่วง 600-3000 วัตต์ มีความเหมาะสมเมื่อ:
- แหล่งน้ำคือ น้ำบาดาลที่สะอาด จากหินรวมหรือหลุมเจาะที่มีตะกอนต่ำ
- ที่ project requires การติดตั้งระบบที่คุ้มค่า โดยที่ไม่ต้องใช้ประสิทธิภาพของใบพัดสแตนเลสตามสภาพน้ำ
- ที่ installation is in a ไม่เค็ม ไม่กร่อย สภาพแวดล้อมทางน้ำที่ข้อได้เปรียบในการกัดกร่อนของสแตนเลสไม่ใช่ปัจจัย
4. ช่วงประสิทธิภาพไฮดรอลิก
ภายในย่านกำลัง 600-3000 W กำลังส่งไฮดรอลิกของปั๊มจุ่มขนาด 4 นิ้วจะแตกต่างกันไปอย่างมากตามพิกัดมอเตอร์และจำนวนขั้นใบพัด ตารางต่อไปนี้แสดงขอบเขตประสิทธิภาพทั่วไปในช่วงนี้ ค่าจริงขึ้นอยู่กับการเลือกรุ่นเฉพาะ
| กำลังมอเตอร์ | ช่วงการไหลทั่วไป (ลบ.ม./ชม.) | หัวสูงสุดทั่วไป (ม.) | ความลึกในการใช้งานทั่วไป |
| 600 วัตต์ | 1 ถึง 3 | 40 ถึง 80 | หลุมเจาะตื้นถึงปานกลาง |
| 1100 วัตต์ | 2 ถึง 5 | 60 ถึง 110 | ความลึกของหลุมเจาะปานกลาง |
| 1500 วัตต์ | 3 ถึง 7 | 80 ถึง 130 | หลุมเจาะปานกลางถึงลึก |
| 2200 วัตต์ | 4 ถึง 9 | 100 ถึง 160 | หลุมเจาะลึก |
| 3000 W | 5 ถึง 12 | 120 ถึง 200 | หลุมเจาะลึก, higher flow demand |
หมายเหตุ: ค่าข้างต้นเป็นช่วงอ้างอิงที่บ่งชี้สำหรับการกำหนดค่าปั๊มจุ่มแบบหลายใบพัดมาตรฐานขนาด 4 นิ้ว ดูเอกสารข้อมูลผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องสำหรับข้อมูลเส้นโค้งปั๊มที่ผ่านการรับรอง
5. พารามิเตอร์และคุณลักษณะสำคัญของคอนโทรลเลอร์
- ประสิทธิภาพการติดตาม MPPT: โดยทั่วไปจะสูงกว่า 99% ภายใต้สภาวะการฉายรังสีที่เสถียร ช่วยลดการสูญเสียพลังงาน PV ให้เหลือน้อยที่สุด
- ช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุต DC: รองรับการกำหนดค่าสตริงอาร์เรย์ PV ที่หลากหลาย จะต้องไม่เกินแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงสุด (Voc) ในระหว่างสภาวะอุณหภูมิเย็นเมื่อแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด PV ถึงจุดสูงสุด
- ความเข้ากันได้ของอินพุต AC: ยอมรับไฟ AC เฟสเดียวหรือสามเฟส (ขึ้นอยู่กับรุ่น), 50 Hz หรือ 60 Hz จากกริดหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
- เอาต์พุต AC สามเฟส: ความถี่แปรผัน (0 ถึง 50/60 Hz) เพื่อการควบคุมความเร็วมอเตอร์ที่ราบรื่นตามสัดส่วนของพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่
- จอแสดงผล LCD และปุ่มกด: การตั้งค่าพารามิเตอร์ในยูนิตสำหรับขีดจำกัดกระแสของมอเตอร์ การหน่วงเวลารีสตาร์ท โหมดควบคุมระดับน้ำ และลำดับความสำคัญของแหล่งอินพุต
- การสื่อสาร RS485 / Modbus: รองรับการตรวจสอบระยะไกลและการบูรณาการกับระบบควบคุมภายนอกหรือแพลตฟอร์ม IoT เมื่อจำเป็น
- ชุดป้องกัน: การทำงานแบบแห้ง, แรงดันไฟเกิน, แรงดันต่ำ, กระแสเกิน, ไฟฟ้าลัดวงจร, อุณหภูมิสูงเกิน และรีสตาร์ทอัตโนมัติหลังจากกำจัดข้อผิดพลาด
6. รายการตรวจสอบการติดตั้งและการว่าจ้าง
- ตรวจสอบเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของรูเจาะ: ยืนยันว่าเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของรูเจาะที่มีกล่องให้ระยะห่างเพียงพอสำหรับตัวปั๊มขนาด 4 นิ้ว และปล่อยให้น้ำไหลผ่านมอเตอร์เพื่อระบายความร้อน
- คำนวณเฮดไดนามิกรวม (TDH): รวมระดับน้ำคงที่ การดึงลงที่คาดหวัง ความสูงในการจัดส่งในแนวตั้ง และการสูญเสียแรงเสียดทานของท่อ ก่อนที่จะเลือกกำลังมอเตอร์และจำนวนขั้น
- ปรับขนาดอาร์เรย์ PV อย่างถูกต้อง: Wp ของแผงทั้งหมดควรเป็น 1.2 ถึง 1.5 เท่าของกำลังพิกัดของมอเตอร์ในหน่วยวัตต์ แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของ PV จะต้องไม่เกินแรงดันไฟฟ้าอินพุต DC พิกัดสูงสุดของตัวควบคุม
- ใช้สายเคเบิลใต้น้ำที่ได้รับการจัดอันดับ: หน้าตัดของสายเคเบิลต้องมีขนาดสำหรับกระแสไฟที่กำหนดของมอเตอร์และความยาวสายเคเบิลทั้งหมด (ความลึกของปั๊มบวกกับเส้นทางพื้นผิว) เพื่อจำกัดแรงดันไฟฟ้าตกให้ต่ำกว่า 3%
- ติดตั้งเช็ควาล์ว: ติดตั้งเช็ควาล์วกันกลับบนท่อระบายเพื่อป้องกันการไหลย้อนกลับและค้อนน้ำเมื่อปั๊มหยุด
- ตั้งค่าพารามิเตอร์การป้องกันมอเตอร์: กำหนดค่ากระแสมอเตอร์ที่กำหนดของตัวควบคุม (ค่าแผ่นป้าย) และเวลาหน่วงการทำงานแบบแห้งก่อนสตาร์ทครั้งแรก
- กราวด์ระบบ: ทั้งกล่องหุ้มตัวควบคุมและเฟรมอาร์เรย์ PV จะต้องเชื่อมต่อกับกราวด์กราวด์ที่เหมาะสมเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทางไฟฟ้า
7. คำถามที่พบบ่อย
คำถามที่ 1: ตัวควบคุมนี้สามารถใช้กับปั๊มจุ่มไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟสที่มีอยู่เดิมซึ่งไม่ได้จำหน่ายพร้อมกับตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์ได้หรือไม่
ใช่ครับ ให้มอเตอร์ปั๊มมาด้วย กำลังไฟพิกัด แรงดันไฟฟ้า และความถี่ อยู่ในข้อกำหนดเอาต์พุตของคอนโทรลเลอร์ ต้องตั้งค่าพารามิเตอร์กระแสมอเตอร์ที่กำหนดของตัวควบคุมให้ตรงกับค่าแผ่นป้ายของมอเตอร์ที่มีอยู่ ควรตรวจสอบความเข้ากันได้กับทั้งข้อมูลป้ายชื่อมอเตอร์และเอกสารข้อมูลทางเทคนิคของตัวควบคุมก่อนการเชื่อมต่อ
คำถามที่ 2: คอนโทรลเลอร์จัดการกับการเปลี่ยนแปลงระหว่างพลังงานแสงอาทิตย์และไฟฟ้ากระแสสลับอย่างไร
เมื่อรังสีแสงอาทิตย์ลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ขั้นต่ำที่จำเป็นในการรักษาการทำงานของมอเตอร์ ตัวควบคุมจะตรวจจับสภาพผ่านการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าบัส DC และเปิดใช้งานโดยอัตโนมัติ ช่องอินพุตไฟฟ้ากระแสสลับ . การเปลี่ยนแปลงได้รับการจัดการภายในโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงด้วยตนเอง พลังงานแสงอาทิตย์จะกลับมาเป็นแหล่งพลังงานหลักเมื่อการฉายรังสีกลับมามีระดับสูงกว่าเกณฑ์เริ่มต้นใหม่
คำถามที่ 3: สภาพคุณภาพน้ำใดบ้างที่จำเป็นต้องอัพเกรดจากใบพัดพลาสติกเป็นสแตนเลส
การอัพเกรดเป็น ใบพัดสแตนเลส ควรพิจารณาเมื่อแหล่งน้ำมีทรายหรืออนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนมากกว่า 0.1% โดยมวล เมื่อค่า pH ของน้ำอยู่นอกช่วง 5 ถึง 9 หรือเมื่อน้ำมีความเค็มเพิ่มขึ้นหรือมีแร่ธาตุที่ละลายรุนแรง สำหรับหลุมเจาะน้ำจืดมาตรฐาน ใบพัดพลาสติกเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมและคุ้มค่า
คำถามที่ 4: จำเป็นต้องติดตั้งแบตเตอรี่กับระบบนี้หรือไม่?
ไม่จำเป็นต้องมีแบตเตอรี่ในการกำหนดค่าส่วนใหญ่ ที่ ช่องอินพุตไฟฟ้ากระแสสลับ ของตัวควบคุมไฮบริดตอบสนองบทบาทที่แบตเตอรีแบตเตอรีจะให้บริการ — รับประกันการทำงานในช่วงเวลาที่มีการสร้างพลังงานแสงอาทิตย์ต่ำหรือเป็นศูนย์ ในกรณีที่จำเป็นต้องมีการสูบน้ำในเวลากลางคืนและไม่มีกริดหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ระบบที่ใช้แบตเตอรี่สำรองโดยใช้ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์และอินเวอร์เตอร์แยกต่างหากจะเป็นสถาปัตยกรรมระบบที่แตกต่างกัน
คำถามที่ 5: ช่วงการบำรุงรักษาที่แนะนำสำหรับระบบปั๊มนี้คือเท่าใด
ตามข้อมูลอ้างอิงทั่วไป ควรนำปั๊มกลับมาตรวจสอบทุกครั้ง 2 ถึง 3 ปี ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ หรือเร็วกว่านั้นหากสังเกตเห็นการเสื่อมประสิทธิภาพ (อัตราการไหลลดลงหรือการดึงกระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น) การตรวจสอบครอบคลุมถึงการสึกหรอของใบพัด สภาพซีลเพลา ความต้านทานของฉนวนของขดลวดมอเตอร์ และความสมบูรณ์ของสายเคเบิลใต้น้ำ ตัวควบคุมจำเป็นต้องทำความสะอาดช่องระบายอากาศเป็นระยะและการตรวจสอบการเชื่อมต่อขั้วต่อ