Utilisation d’une pompe à eau solaire Dankoff

(Suite de la partie 3.)

Spécifications de la pression de la conduite de livraison

2.) Contrôleur de pompe, exigences d’alimentation PV

Lorsque le contrôleur de pompe de surpression à courant linéaire est utilisé, la production de la pompe peut être augmentée jusqu’à 40 %, ou inversement, moins de puissance peut être utilisée. Il fonctionne en grande partie de la même manière qu’un contrôleur de charge MPPT convertit la tension en courant pour effectuer un travail, dans ce cas, le pompage de l’eau. Inversement, on peut dire qu’il faut moins de puissance PV pour pomper la même quantité d’eau. Mon contrôleur de pompe a été acheté en 2008 et n’est plus disponible sur le marché. Espérons que son remplacement sera similaire ou meilleur. Il permet l’utilisation de panneaux photovoltaïques 24 volts pour alimenter un moteur de pompe 12 VDC. Il s’agit d’un avantage significatif, car un fil de calibre plus petit peut être utilisé à moindre coût, ou on peut doubler la longueur du câble entre une source d’eau ombragée et une clairière qui offre une exposition au soleil tout au long de la journée.

Pour tirer pleinement parti de l’utilisation d’un contrôleur de pompe, c’est-à-dire pour maximiser la production directe sans piles, fournissez au contrôleur de pompe 300 watts ou plus, et il démarrera la pompe dans des conditions de très faible luminosité et la maintiendra en marche à un rythme rapide, même lorsqu’il y a une forte couverture nuageuse, et continuez à tourner dans les heures décroissantes de la journée.

L’utilisation d’un contrôleur de pompe présente de nombreux avantages. Non seulement il gère en toute sécurité le fonctionnement de la pompe en limitant la tension, mais il est également nécessaire au fonctionnement de deux dispositifs de sécurité clés. Ce sont 1.) l’interrupteur de coupure de température et 2.) les interrupteurs à flotteur qui peuvent être installés dans la source d’eau et sur le réservoir en cours de remplissage.

3.) Un système PV comme source d’alimentation

Sans contrôleur de pompe actuellement disponible, cette méthode est la plus infaillible et la plus facile à utiliser si nous souhaitons prolonger la durée de vie de la pompe. Cependant, le système est limité par la durée de vie de ses batteries, mais même si les batteries sont trop faibles pour le faire fonctionner toute la nuit, compte tenu de la puissance PV suffisante, il pourrait toujours fonctionner pendant la journée.

Un avantage est la tension d’alimentation inférieure d’environ 12 à 14,5 VDC au moteur de la pompe. Il recevrait une tension lorsque le contrôleur de charge la fournirait à un groupe de batteries qui ne devrait pas dépasser 14,5 VDC, et la nuit, la tension fournie par les batteries serait comprise entre 12,0 et 12,6 VDC. Par rapport à Array-Direct ou aux tensions utilisées par le contrôleur de pompe, ces basses tensions produiront moins d’eau. Il y aurait une réduction d’environ 20 pour cent. Cependant, l’opération peut se poursuivre toute la nuit. Et nous pouvons faire fonctionner la pompe en toute sécurité jusqu’à ses levées nominales maximales en élévation.

La configuration système minimale requise pour un fonctionnement à faible levée 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 serait d’environ 500 watts chargeant un groupe de batteries de 220 ampères-heure avec un contrôleur de charge de 25 ampères. Je recommanderais un contrôleur de charge de haute qualité tel que le Morningstar Sun Saver Duo qui peut charger deux batteries séparément. Cette caractéristique inhabituelle permet à deux batteries différentes d’être chargées à un taux de 50 % chacune, ou 90 % et 10 %, ou à un groupe de batteries d’être chargé à 100 % du temps. Lorsque les batteries sont rares, cette fonction peut être utilisée pour charger des batteries au plomb de rechange. Cela peut fournir suffisamment de puissance dans des conditions de faible levage pour faire fonctionner la pompe 24 heures sur 24 pendant toute la durée de vie des batteries. En règle générale, il s’agit de trois ans, et à mesure que la capacité de la batterie diminue, uniquement pendant la journée.

Avec les tensions fournies par un système PV, la sortie maximale ne serait pas supérieure à 1 GPM pour le modèle #1308 et 2 GPM pour le modèle #1303, moins que ce qui est produit via les autres options de source d’alimentation.

Irrigation pratique des cultures

Par exemple, étant donné ce niveau de production, et en supposant qu’un acre de terrain a besoin de 300 gallons d’eau par jour pour être irrigué de manière adéquate pour faire pousser des pommes de terre, nous pouvons irriguer jusqu’à 7,6 acres lorsque le soleil brille de mille feux lorsque le modèle Dankoff 1303 est utilisé, ou 3,8 arcs lorsque le modèle 1308 est utilisé. Cela suppose un temps très chaud et sec et lorsque les cultures doivent être irriguées quotidiennement. Bien sûr, la culture peut n’avoir besoin d’être irriguée que tous les deux jours, ou moins, et la superficie peut être doublée. Un stockage d’eau proportionnel à la superficie pourrait fournir et réduire la production quotidienne minimale requise, dans des conditions chaudes et sèches anticipées. Mais il est préférable d’avoir une capacité supplémentaire, car les grands conteneurs de stockage d’eau ne coûteraient pas moins de 1 $ par gallon, s’ils peuvent être trouvés d’occasion.

Ces chiffres ne sont qu’une estimation. Si l’ascenseur sera de 60 pieds ou moins, le modèle #1303 est deux fois plus productif et peut ne pas avoir besoin d’être utilisé aussi longtemps que le modèle #1308 pour répondre à la demande. Le #1303 pompera à 250 pieds, mais l’ampérage serait plus proche de 16 ampères et ne pourrait fonctionner que pendant la journée sans augmentation de la taille du système PV utilisé. Pour prolonger la durée de vie de ce système de 500 watts, doublez la batterie à une capacité minimale de 440 Ah pour une profondeur de décharge de 25 %, ou mieux encore, triplez-la à 660 Ah pour réduire la profondeur de décharge à près de 10 % par jour. Une profondeur de décharge inférieure à 10 % ne prolonge pas la durée de vie des batteries plomb-acide inondées. Avec un banc de batteries de 660 Ah, il est possible de maintenir la pompe en fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 pendant peut-être des années, et plus longtemps si elle n’est utilisée que pendant la journée lorsqu’il y a suffisamment de soleil pour faire fonctionner la pompe en ne déchargeant que légèrement les batteries, si du tout.

Un petit système PV pour un petit jardin

Si la demande est faible, seulement quelques centaines de gallons par jour, seul un petit système PV est nécessaire. Il pourrait utiliser une seule batterie de démarrage automobile standard et un seul panneau de 100 watts et un contrôleur de charge de 6 ampères. Il s’agirait d’un système dédié conçu pour ne faire fonctionner la pompe que pendant quelques heures, de préférence le matin avant midi, puis s’arrêter pour permettre au panneau PV de recharger complètement la batterie avant la tombée de la nuit.

Configuration système minimale requise pour un système PV nécessaire pour des ascenseurs et des volumes maximaux

Pour un fonctionnement 24 heures sur 24 à des levées maximales pour l’une ou l’autre des pompes, l’ampérage requis sera plus proche de 16 Ah à 12 V CC ou de 8 Ampères-heures à 24 V CC. L’exemple suppose un système 12VDC et serait composé de 2 000 watts de panneaux photovoltaïques chargeant 880Ah de batteries au plomb. La durée de vie serait limitée par les batteries qui pourraient assurer un fonctionnement 24h/24 et 7j/7 pendant 3 à 4 ans. Doubler ou tripler la capacité du groupe de batteries, comme dans l’exemple précédent, donnerait un service similaire plus long.

Système PV en fonctionnement saisonnier

Si, par exemple, la pompe ne doit fonctionner que pendant une ou deux saisons de croissance par an, une capacité de batterie moindre est nécessaire pour un fonctionnement au-delà de 3 à 4 ans. Un avantage supplémentaire d’un investissement dans ces systèmes est qu’ils n’ont pas besoin d’être dédiés, mais uniquement utilisés pendant la saison de croissance, et pourraient être utilisés pour compléter un système PV primaire qui fonctionne pendant les heures de clarté hivernales plus sombres et plus courtes.

Pièces de rechange majeures pour 15 à 20 ans de fonctionnement

Plusieurs têtes de pompe de rechange

La tête de pompe est en laiton et peut s’user prématurément pour plusieurs raisons. La principale cause de défaillance prématurée est due à un excès de sédiments dans l’eau. Ces pompes nécessitent un filtre de 10 microns pour éliminer la plupart des sédiments. N’utilisez pas de filtre de 5 microns car il peut se boucher rapidement et entraîner une cavitation. La pompe fera un bruit de bourdonnement si la cavitation (bulles d’air) se produit lorsque l’admission est bloquée.

Brosses de rechange

Les balais s’installent facilement dans ces moteurs et constituent un « élément d’usure » qui doit être remplacé tous les 5 à 10 ans. Le coût n’est pas excessif s’il est acheté directement auprès de Dankoff Solar Pumps. Par conséquent, il serait préférable d’avoir 2 ou 3 jeux de brosses de rechange. À savoir, ceux-ci coûtent environ 30 $ par ensemble. Certains fournisseurs ont tenté de facturer des frais d’expédition exorbitants, ont proposé des prix exorbitants ou ont fourni un service très médiocre. Par conséquent, je m’en tiendrai aux sources recommandées.

(À conclure demain, dans la partie 5.)