Utilisation d’une pompe à eau solaire Dankoff

(Suite de la partie 2.)

Si un panneau de 100 watts est utilisé, la tension pourrait être de 17,5 à 19 volts à son ampérage maximal, ce qui est trop élevé pour un fonctionnement à long terme. Comme testé, j’utilise deux panneaux de 100 watts, qui ont une cellule recouverte de ruban adhésif pour réduire la tension à la pompe. La tension est confirmée à l’aide d’un multimètre et la sortie mesurée avec un récipient d’un gallon, et un tachymètre confirme que la tête de pompe tourne à moins de 1 725 tr/min. Le débit doit être légèrement inférieur à 2,50 gallons par minute (GPM) si le modèle Dankoff n° 1303 est utilisé, et légèrement inférieur à 1,25 GPM si le modèle Dankoff n° 1308 est utilisé.

2. Tension limitée par la conception du système

Une autre technique pour réduire la tension à la pompe à 16vdc ou moins consiste à utiliser un fil de calibre plus léger ou une longue longueur de fil entre le panneau et le moteur, de sorte qu’une tension suffisante soit perdue dans la ligne, par conception. Nous pouvons utiliser un calculateur de chute de tension pour déterminer la chute de tension. Normalement, nous utiliserions cette calculatrice pour éviter perte de ligne excessive pour qu’un système PV soit électriquement efficace. Mais dans cette situation, j’utiliserais ce calcul pour concevoir un désir de perte de tension. En se référant au tableau ci-dessous, nous voyons que 40 watts sont requis par le #1308 pour soulever l’eau à une hauteur de 20 pieds et qu’il produit 1,25 gpm. C’est le calcul :

40 watts x 0,3 (30 %) = 52 watts = 2,9 ampères sont nécessaires.

Si nous avons un panneau de 50 watts, ce serait suffisant. Cependant, je n’ai qu’un panneau de 100 watts, nous allons donc utiliser un calculateur de chute de tension et découvrir qu’une longueur de 100 pieds de fil de 14 ga fournira 2,9 ampères à un peu moins de 16vdc, à savoir 15,7 vdc. 12 vdc ne serait pas trop bas. Il y a une perte de tension de 10,3 %. BTW, la rallonge typique de 120 volts CA «à usage intensif» utilise un fil de calibre 14.

3. Méthode de résistance variable de contrôle de la tension et de la vitesse

Une simple résistance à tension variable à faire soi-même est presque un jeu d’enfant à fabriquer. Un exemple brut serait facile à construire et fiable. Il ne nécessite qu’une bobine de fil de calibre fin, émaillé ou isolé de fil 18 à 26ga dans une bobine. L’isolation peut être enlevée avec un abrasif ou avec une lame tranchante, et un essuie-glace en acier à ressort étroit peut être déplacé à travers la bobine pour augmenter ou diminuer la tension. Recherchez des vidéos d’instructions YouTube sur la « résistance à tension variable ». Nous pouvons également utiliser le contrôle de la vitesse du moteur des véhicules plus anciens. Au lycée, nous fabriquions des moteurs électriques rudimentaires et des commandes comme celle-ci.

Vérification que les limites de conception ne sont pas dépassées, méthodes de mesure

La tension fournie par le réseau lorsque la pompe est en marche doit être surveillée par un multimètre standard et mesurée lorsque la pompe est en marche pendant les heures de pointe lorsque le soleil est le plus haut dans le ciel. La tension maximale autorisée est de 16 VCC pour un moteur nominal de 12 V et de 32 VCC pour un moteur de 24 V. La tension PV à la sortie d’intensité maximale varie selon la fabrication et le modèle. Certains panneaux délivrent plus de tension que d’autres. Il peut y avoir une plage de 17,5 à 19 volts à la sortie d’ampérage maximale. La perte de ligne peut faire en sorte que la tension délivrée à la pompe soit plus proche de 16vdc que lorsqu’elle est mesurée sur le panneau.

Surveillance simplifiée

À l’aide du tableau, du tachymètre, du multimètre et d’un récipient d’un gallon, nous pouvons surveiller le système avec une précision constante et déterminer si l’une des limites maximales autorisées a été dépassée. Si l’une de ces mesures dépasse les limites de spécification, réduisez la tension de la pompe, comme indiqué. La pompe peut tolérer des excès, mais sa durée de vie, mesurée en années, sera reduire.

Notre objectif principal devrait être de maximiser à la fois la production et la durée de vie. Pour la durée de vie la plus longue, la pompe doit fonctionner plus près de 12vdc que de 16vdc – ou plus près de 24vdc que de 32vdc. Le tachymètre et le multimètre ont confirmé que la pompe fonctionne conformément aux spécifications indiquées, mais si l’un de ces instruments n’est pas disponible, si une seule mesure peut être prise, si l’élévation totale de l’ascenseur (la tête) est connue avec précision, alors la Le débit de la pompe en gallons par minute (GPM) est en soi un indicateur précis.

Lorsque des variables telles que la tête sont incertaines, il est préférable de réduire la sortie pour s’assurer que la pompe ne fonctionne pas avec des tensions excessives et ne tourne pas la pompe à une vitesse excessive. La pompe peut produire plus d’eau avec un contrôleur de pompe, avec moins de puissance. Array direct doit cependant être utilisé uniquement dans des conditions de faible portance, et si certaines techniques sont utilisées pour faire fonctionner la pompe en toute sécurité à 16 volts et moins. La meilleure façon d’assurer la plus longue durée de vie des pompes est de les utiliser alimentées par un petit système PV.

Tableau de sortie de la pompe pour les conditions de faible élévation et les spécifications de l’alimentation directe du réseau

Sans amplificateur de courant linéaire (contrôleur de pompe), la pompe ne fonctionnera pas dans des conditions nuageuses, ainsi le maximum de gallons par jour (GPD) possible ne peut être réalisé que lorsque le soleil brille tout au long de la journée. Compte tenu de ce fait, il serait avantageux d’avoir suffisamment de stockage d’eau pour les journées nuageuses, lorsque le débit de la pompe est faible. Une méthode pour augmenter considérablement le GPD consiste à utiliser deux panneaux de 100 watts, l’un pointé vers l’est et l’autre pointé vers l’ouest. Trois panneaux de 100 watts, un orienté vers le soleil du matin, un vers le soleil haut dans le ciel lorsqu’il est le plus au sud et un vers le ciel couchant de l’après-midi, fourniraient un arrangement idéal et une production maximale pour des conditions de plein soleil pendant l’été.

Ce qui suit est ma version simplifiée du graphique de Dankoff qui montre ce qui est considéré comme des situations de faible portance. Utilisation d’un Array Direct avec trois panneaux photovoltaïques de 100 watts, avec des orientations le matin et l’après-midi, comme prescrit, au milieu de l’été. Le graphique est le résultat du test d’une configuration Array Direct dans des conditions idéales en été, à mon emplacement qui se trouve à 48 degrés de latitude et qui, par la suite, a de longues journées d’été. Les chiffres sont arrondis. Sous d’autres latitudes, et dans des conditions moins qu’idéales ou moyennes, il est préférable de supposer que les chiffres de production ne seront que la moitié de ce qui est présenté ici. Il peut y avoir beaucoup de variations au cours d’une saison. Il est préférable d’utiliser une citerne ou une autre méthode de stockage de l’eau pour fournir de l’eau lorsque la production est inférieure à la production moyenne d’eau, comme cela est possible sur votre site.

** La pression de ligne mesurée par une jauge en ligne approchait 60 psi avec une levée d’environ 100 pieds et correspond à la pression nominale maximale d’une ligne d’irrigation goutte à goutte en poly de 1/2″ peu coûteuse. Pour créer une marge de sécurité, j’utiliserais plutôt un tuyau en poly avec une cote de 100 psi pour les ascenseurs entre 100 et 140 pieds.

GPD = gallons moyens par jour. Cela suppose une durée de fonctionnement moyenne de 5 heures par jour pendant une saison de croissance.

GPM = sortie maximale qui peut être réalisée dans des conditions idéales, ou dans des conditions solaires optimales lorsque le moteur est à sa vitesse nominale maximale de 1 725 tr/min et la tension fournie est sa limite de conception maximale acceptable de 16 VCC pour un moteur de pompe nominal de 12 V, et 32 vdc pour un moteur nominal de 24 volts.

La puissance minimale pour le fonctionnement Array-Direct peut être augmentée pour augmenter le nombre d’heures de fonctionnement de la pompe en orientant les panneaux, l’un principalement vers l’est et l’autre ensemble de panneaux vers l’ouest s’il y a deux panneaux. Par exemple, si la puissance minimale du tableau indique 120 watts, comme option la moins chère, utilisez deux panneaux de 100 watts, tous deux orientés vers le sud.

D’après mon expérience,[l’achatdetroispanneauxde100wattsdeRenogyseraitbeaucoupmoinscherquel’achatdetroispanneauxde50wattsdelaplupartdesautressources[urchasingthree100wattpanelsfromRenogywouldbefarlessexpensivethanpurchasingthree50wattspanelsfrommostothersources

(À conclure demain, dans la partie 5.)