1. แนวคิดและคำจำกัดความของผลิตภัณฑ์
A ปั๊มพลังงานแสงอาทิตย์พื้นผิวแบบแรงเหวี่ยง เป็นปั๊มจุ่มไม่ได้ที่ติดตั้งอยู่เหนือแหล่งน้ำ โดยใช้แรงเหวี่ยงเพื่อดึงน้ำออกจากช่องดูดและระบายออกทางช่องจ่ายแรงดัน ต่างจากปั๊มจุ่มตรงที่มอเตอร์และชุดปั๊มยังคงอยู่เหนือพื้นดิน ทำให้สามารถติดตั้ง ตรวจสอบ และบำรุงรักษาได้ง่ายขึ้น เมื่อจับคู่กับ. ตัวควบคุมปั๊ม AC/DC แบบเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์อัตโนมัติ ในช่วง 2000–3600W ระบบจะทำงานโดยใช้พลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เป็นหลัก และสลับเป็นไฟฟ้ากระแสสลับหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยอัตโนมัติเมื่อพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงพอ
ระยะ สวิตช์พลังงานแสงอาทิตย์อัตโนมัติ แสดงถึงความสามารถของตัวควบคุมในการตรวจจับพลังงานแสงอาทิตย์ DC ที่มีอยู่และการเปลี่ยนระหว่างแหล่งอินพุต DC และ AC โดยไม่ต้องมีการแทรกแซงด้วยตนเอง ทำให้การทำงานของปั๊มไม่หยุดชะงักในสภาวะการฉายรังสีที่แตกต่างกันตลอดทั้งวัน
Deye Group ได้ผลิตปั๊มจุ่มและ ตัวควบคุมปั๊ม ตั้งแต่ปี 1990 ระบบปั๊มพลังงานแสงอาทิตย์แบบแรงเหวี่ยงบนพื้นผิวแสดงให้เห็นถึงส่วนขยายของความสามารถทางวิศวกรรมนี้ไปสู่การกำหนดค่าเหนือพื้นดิน จัดการกับการใช้งานที่ต้องการการเข้าถึงน้ำแบบดูดมากกว่าการใช้หลุมเจาะ
2. สถาปัตยกรรมระบบและส่วนประกอบสำคัญ
2.1 เครื่องสูบน้ำผิวดินแบบแรงเหวี่ยง
- ตัวเรือนปั๊ม: โครงสร้างเหล็กหล่อ สแตนเลส หรือโพลีเมอร์วิศวกรรม ขึ้นอยู่กับคุณภาพน้ำและการใช้งาน
- ใบพัด: การออกแบบเดี่ยวหรือหลายขั้นตอน วัสดุที่เลือกตามประเภทของน้ำ (น้ำสะอาด น้ำขุ่นเล็กน้อย หรือผ่านการบำบัดทางเคมี)
- มอเตอร์: มอเตอร์ AC หรือ DC ที่ติดตั้งบนพื้นผิว เชื่อมต่อโดยตรงกับเพลาปั๊มผ่านข้อต่อทางกลหรือชุดประกอบมอเตอร์ปั๊มในตัว
- ช่องดูด: โดยทั่วไปจะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5 ถึง 3 นิ้ว โดยมีช่องสำหรับติดตั้งฟุตวาล์วและตัวกรองการดูด
- ทางออก: ขนาดตามเครือข่ายไปป์ของระบบ จับคู่กับความเร็วการไหลที่กำหนดเพื่อลดการสูญเสียแรงเสียดทาน
2.2 ตัวควบคุม AC/DC สลับพลังงานแสงอาทิตย์อัตโนมัติ
- วงจร MPPT: ปรับจุดการทำงานของ PV อย่างต่อเนื่องเพื่อดึงพลังงานสูงสุดที่มีอยู่ภายใต้การเปลี่ยนแปลงของรังสีและอุณหภูมิ
- ลอจิกการสลับแหล่งอัตโนมัติ: ตรวจสอบระดับพลังงานอินพุต DC เทียบกับเกณฑ์ที่กำหนดค่าได้ เริ่มต้นการเปลี่ยนไปใช้อินพุต AC อย่างราบรื่นเมื่อพลังงานแสงอาทิตย์ลดลงต่ำกว่าขั้นต่ำในการทำงาน
- เอาต์พุตตัวแปลงความถี่ (VFD): ปรับความเร็วมอเตอร์ตามสัดส่วนของพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่ ช่วยให้สตาร์ทแบบนุ่มนวลและเป็นสัดส่วน แทนที่จะเปิด/ปิดวงจร
- โมดูลป้องกัน: รวมการป้องกันการทำงานแบบแห้ง, แรงดันไฟเกิน, กระแสเกิน, อุณหภูมิสูงเกิน และการลัดวงจรไว้ในยูนิตเดียว
3. ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคทั่วไป
| พารามิเตอร์ | ข้อกำหนดทั่วไป | หมายเหตุ |
| ช่วงกำลังไฟพิกัด | 2000 – 3600 วัตต์ | ตัวควบคุมและปั๊มจับคู่ตามพิกัดกำลัง |
| แรงดันไฟฟ้าอินพุตกระแสตรง | 90 – 450V กระแสตรง | หน้าต่าง MPPT; เฉพาะรุ่น |
| แรงดันไฟฟ้าขาเข้า AC | เฟสเดียว 220V / 3 เฟส 380V AC | การสำรองข้อมูลกริดหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า |
| ประสิทธิภาพ MPPT | 97 – 99% | เพิ่มการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์สูงสุด |
| อัตราการไหล | 5 – 50 ลบ.ม./ชม | ขึ้นอยู่กับหัวและรุ่นปั๊ม |
| แรงดูดสูงสุด | สูงถึง 8 ม. (ขีดจำกัดบรรยากาศ) | ความสูงของไซต์ส่งผลต่อประสิทธิภาพการดูด |
| หัวจ่ายสูงสุด | 20 – 80 ม | ช่วงทั่วไปของแรงเหวี่ยงขั้นตอนเดียว |
| ระดับการป้องกันคอนโทรลเลอร์ | IP54 – IP65 | การติดตั้งแบบติดผนังกลางแจ้ง |
| อุณหภูมิในการทำงาน | -10 ถึง 55 องศาเซลเซียส | แนะนำให้ติดตั้งแบบแรเงา |
| การสื่อสาร | RS485 / Modbus RTU | การตรวจสอบระยะไกลเพิ่มเติม |
4. ลอจิกการสลับพลังงานแสงอาทิตย์อัตโนมัติ
ที่ การสลับอัตโนมัติ คุณลักษณะเป็นศูนย์กลางของหมวดหมู่ผลิตภัณฑ์นี้ ผู้ควบคุมทำตามลำดับการตัดสินใจที่กำหนดไว้:
| สภาพ | การกระทำของคอนโทรลเลอร์ | ผลลัพธ์ |
| พลังงานแสงอาทิตย์ที่สูงกว่าเกณฑ์การทำงาน | ทำงานบนอินพุตแสงอาทิตย์ DC พร้อม MPPT | การใช้กริดเป็นศูนย์ |
| พลังงานแสงอาทิตย์ที่ต่ำกว่าเกณฑ์ (เมฆ รุ่งอรุณ ค่ำ) | สลับเป็นอินพุต AC โดยอัตโนมัติ | การทำงานของปั๊มอย่างต่อเนื่อง |
| พลังงานแสงอาทิตย์ฟื้นตัวเกินเกณฑ์ | กลับสู่อินพุตแสงอาทิตย์ DC โดยอัตโนมัติ | ลดการใช้กริดให้เหลือน้อยที่สุด |
| อินพุตทั้งสองไม่พร้อมใช้งาน | ปิดตัวลง; รีสตาร์ทอัตโนมัติในการกู้คืนอินพุต | มอเตอร์ได้รับการปกป้องจากการจ่ายไฟที่ไม่เสถียร |
5. ปั๊มพื้นผิวแบบแรงเหวี่ยงกับปั๊มจุ่ม
| เกณฑ์ | ปั๊มผิวน้ำแบบแรงเหวี่ยง | ปั๊มจุ่ม |
| สถานที่ติดตั้ง | เหนือพื้นดิน ใกล้แหล่งน้ำ | จมอยู่ในน้ำ (บ่อ ถัง บ่อ) |
| ขีดจำกัดความลึกในการดูด | โดยทั่วไปสูงถึง 8 ม. (ในทางปฏิบัติ 6–7 ม.) | ไม่มีขีดจำกัดการดูด ปั๊มจมอยู่ใต้น้ำ |
| การเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา | เข้าถึงได้ง่ายเหนือพื้นดิน | ต้องใช้ปั๊มสกัดจากบ่อ |
| ประเภทแหล่งน้ำ | น้ำเปิด (แม่น้ำ สระน้ำ อ่างเก็บน้ำ คลอง) | หลุมเจาะ บ่อน้ำลึก ถังเก็บน้ำ |
| ความต้องการรองพื้น | จำเป็น (มีรุ่น self-priming) | ไม่จำเป็น |
| ระดับเสียงรบกวน | ได้ยินเสียงระหว่างการทำงาน | เงียบกว่า (มอเตอร์ใต้น้ำ) |
| ค่าติดตั้งเริ่มต้น | โดยทั่วไปจะต่ำกว่า | สูงกว่า (เจาะหลุม, วางท่อ) |
| หยุดความเสี่ยง | ปั๊มจะต้องอยู่ในฤดูหนาวในสภาพอากาศหนาวเย็น | ใต้เส้นน้ำค้างแข็ง ลดความเสี่ยงจากการแช่แข็ง |
6. สถานการณ์การใช้งาน
ที่ 2000–3600W centrifugal surface solar pump system is suited to applications where water is accessible within suction range and moderate-to-high flow rates are required:
- การชลประทานในแม่น้ำ คลอง และบ่อน้ำ: การดูดโดยตรงจากแหล่งน้ำเปิดเพื่อการชลประทานในสนาม โดยที่ระดับน้ำอยู่ภายในระยะ 6–8 ม. จากระดับปั๊ม
- การถ่ายโอนถังเก็บน้ำผิวดิน: สูบจากถังเก็บระดับพื้นดินหรือบ่อรวบรวมไปยังอ่างเก็บน้ำยกระดับเพื่อกระจายแรงโน้มถ่วง
- เรือนกระจกและการชลประทานแบบหยด: การไหลด้วยแรงดันสม่ำเสมอสำหรับเทปน้ำหยดหรือระบบสปริงเกอร์ขนาดเล็กทั่วทั้งพื้นที่ที่กำลังเติบโตขนาดใหญ่
- การชลประทานน้ำท่วมสำหรับนาข้าวและพืชไร่: การสูบน้ำปริมาณมากและปริมาณน้ำต่ำจากช่องทางน้ำที่อยู่ติดกันลงสู่แอ่งน้ำ
- ปริมาณโรงบำบัดน้ำเสีย: การดึงน้ำดิบจากแม่น้ำหรืออ่างเก็บน้ำเข้าสู่กระบวนการบำบัด
- การเติมถังสำรองดับเพลิง: การเติมน้ำดับเพลิงในสถานที่โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ตามกำหนดเวลาในสถานที่ห่างไกล
ระบบนี้เหมาะสมอย่างยิ่งกับภูมิประเทศที่ราบหรือโล่งต่ำในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อนที่แหล่งน้ำเปิดอยู่ที่ระดับพื้นดินหรือใกล้ระดับพื้นดิน และมีรังสีจากแสงอาทิตย์สูงอย่างสม่ำเสมอ
7. การอ้างอิงขนาดแผงโซลาร์เซลล์
ขนาดของแผงอาร์เรย์สำหรับกลุ่มตัวควบคุม 2000–3600W เป็นไปตามหลักการเดียวกันกับระบบปั๊มพลังงานแสงอาทิตย์อื่นๆ อินพุตขนาดคีย์:
- กำลังปั๊มที่ต้องการ (W): กำหนดกำลังไฟอาเรย์พาเนลขั้นต่ำหลังจากคำนึงถึงการสูญเสียของระบบ (โดยทั่วไปคือ 10–15%)
- หน้าต่างแรงดันไฟฟ้า MPPT: แผงสตริง Vmpp ที่อุณหภูมิการทำงานจะต้องอยู่ภายในช่วงอินพุตของคอนโทรลเลอร์ Voc ต้องไม่เกินขีดจำกัดอินพุต DC สูงสุด
- เป้าหมายปริมาณน้ำรายวัน: คำนวณจากอัตราการไหลของปั๊มคูณด้วยชั่วโมงการทำงานรายวันโดยประมาณโดยอิงจากชั่วโมงที่มีแสงแดดสูงสุดในท้องถิ่น
- การเอียงและการวางแนวแผง: มุมเอียงคงที่ปรับให้เหมาะกับละติจูดท้องถิ่น หันหน้าไปทางทิศใต้ในซีกโลกเหนือ หันหน้าไปทางทิศเหนือในซีกโลกใต้
ตามข้อมูลอ้างอิงทั่วไป ระบบปั๊ม 3000W ที่มีชั่วโมงแสงแดดสูงสุด 5 ชั่วโมงสามารถส่งน้ำได้ประมาณ 15–25 ลบ.ม./วัน ที่หัวจ่ายน้ำที่ 20–40 ม. ขึ้นอยู่กับสภาพไฮดรอลิกเฉพาะสถานที่
8. มาตรฐานและการรับรองที่เกี่ยวข้อง
- IEC 60034: เครื่องใช้ไฟฟ้าแบบหมุน — การจำแนกประเภทและประสิทธิภาพของมอเตอร์
- IEC 61800-3 / IEC 61800-5-1: ข้อกำหนด EMC และความปลอดภัยสำหรับระบบขับเคลื่อนความเร็วแบบปรับได้
- เครื่องหมาย CE: การปฏิบัติตามคำสั่งแรงดันไฟฟ้าต่ำ (LVD) และคำสั่ง EMC สำหรับการเข้าถึงตลาดยุโรป
- IEC 60529 (IP54/IP65): การป้องกันทางเข้าของสิ่งที่แนบมาสำหรับคอนโทรลเลอร์ IP55 หรือสูงกว่าสำหรับตัวเรือนมอเตอร์ปั๊ม
- ISO 9001: ระบบการจัดการคุณภาพที่ใช้กับการออกแบบและการผลิตผลิตภัณฑ์
9. คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
คำถามที่ 1: ปั๊มพื้นผิวแบบแรงเหวี่ยงต้องมีการรองพื้นก่อนสตาร์ทแต่ละครั้งหรือไม่
ปั๊มผิวดินแบบแรงเหวี่ยงมาตรฐานต้องได้รับการรองพื้น — เติมน้ำ — ก่อนสตาร์ทเครื่องเพื่อทำการดูด ปั๊มแรงเหวี่ยงแบบ self-priming กักเก็บน้ำไว้ในปลอกปั๊มระหว่างรอบ ทำให้ไม่จำเป็นต้องรองพื้นด้วยตนเองหลังจากการเติมครั้งแรก สำหรับการใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์ที่ปั๊มสตาร์ทและหยุดโดยอัตโนมัติด้วยการฉายรังสี โดยทั่วไปแล้วรุ่น self-priming จะเป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้จริงมากกว่า
คำถามที่ 2: ค่าแรงดูดที่ใช้งานได้จริงสูงสุดสำหรับปั๊มแรงเหวี่ยงบนพื้นผิวคือเท่าใด
ที่ theoretical maximum suction lift at sea level is approximately 10.3 m (atmospheric pressure equivalent). In practice, accounting for friction losses, vapour pressure, and pump efficiency, the ขีดจำกัดการยกการดูดที่ใช้งานได้จริง โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 6–8 ม. ที่ระดับความสูงที่สูงขึ้น ความกดอากาศที่ลดลงจะยิ่งลดขีดจำกัดนี้อีกด้วย เส้นผ่านศูนย์กลาง ความยาว และจำนวนโค้งของท่อดูดส่งผลโดยตรงต่อหัวดูดที่ทำได้จริง
คำถามที่ 3: ตัวควบคุมการสลับอัตโนมัติจะตัดสินใจอย่างไรเมื่อจะเปลี่ยนจากแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ
ที่ controller monitors the DC input power level continuously. When available solar power falls below a factory-set or user-configurable threshold — typically the minimum power required to operate the pump at its lowest functional speed — the controller initiates an สลับเป็นอินพุต AC อัตโนมัติ . ค่าเกณฑ์และความล่าช้าในการสลับสามารถปรับได้ผ่านการตั้งค่าพารามิเตอร์ของตัวควบคุมเพื่อให้เหมาะสมกับสภาพของไซต์งานและข้อกำหนดในการปฏิบัติงาน
Q4: ระบบนี้สามารถสูบน้ำจากแม่น้ำหรือคลองเปิดได้หรือไม่?
ได้ โดยที่ผิวน้ำอยู่ภายในช่วงแรงดูดของปั๊ม และคุณภาพน้ำ (ของแข็งที่แขวนลอย เศษขยะ) เข้ากันได้กับข้อกำหนดจำเพาะของใบพัดและซีล ก ตัวกรองการดูดหรือวาล์วเท้า ควรติดตั้งที่ทางเข้าเพื่อป้องกันการกลืนเศษและเพื่อรักษาประสิทธิภาพของปั๊ม สำหรับน้ำที่มีสารแขวนลอยลอยตัว ปั๊มที่มีพิกัดสำหรับน้ำขุ่นเล็กน้อยและมีระยะห่างของใบพัดกว้างกว่าจะเหมาะสม
คำถามที่ 5: ระบบปั๊มพลังงานแสงอาทิตย์พื้นผิวแบบแรงเหวี่ยงต้องการการบำรุงรักษาอะไรบ้าง
การบำรุงรักษาตามปกติรวมถึงการตรวจสอบเป็นระยะ ซีลกล สำหรับการรั่วไหล (โดยทั่วไปทุก 6-12 เดือน) ตรวจสอบความสะอาดของตัวกรองดูด ตรวจสอบการเชื่อมต่อไฟฟ้าและสภาพสายเคเบิล ทำความสะอาดพื้นผิวแผงโซลาร์เซลล์เพื่อรักษาประสิทธิภาพการฉายรังสี และยืนยันว่าการตั้งค่าพารามิเตอร์ของตัวควบคุมยังคงกำหนดค่าไว้อย่างถูกต้อง ระยะเวลาการหล่อลื่นแบริ่งขึ้นอยู่กับการออกแบบมอเตอร์และเวลาทำงานโดยเฉพาะ
