태양열 펌프

Solar-powered pump
오그라비 폭포 국립공원의 [Notes 1]물웅덩이에 있는 태양광 펌프로 대체된 윈드펌프.
이 태양광 펌프는 최대 3.7kW로 농부들에게 유용합니다.

태양광 발전 펌프는 그리드 전기 또는 디젤 작동식 [1]물 펌프와 달리 태양광 발전(PV) 패널 또는 수집된 햇빛에서 사용할 수 있는 복사 열 에너지로 작동합니다.일반적으로 태양열 펌프는 태양열 패널 어레이, 태양열 충전 제어기, DC 워터 펌프, 퓨즈 박스/브레이커, 전기 배선 및 저수 [2]탱크로 구성됩니다.태양열 펌프의 작동은 주로 내연기관으로 구동되는 펌프에 비해 작동 및 유지관리 비용이 낮기 때문에 더 경제적이며 환경에 미치는 영향이 적습니다.태양광 펌프는 그리드 전기를 사용할 수 없거나 실용적이지 않으며 대체 전원(특히 바람)이 충분한 에너지를 제공하지 않는 경우에 유용하다.

구성 요소들

PV 태양 에너지 펌프 시스템은 하나 이상의 태양 전지판, 컨트롤러 및 펌프의 세 가지 주요 부분으로 구성됩니다.태양광 패널은 시스템 비용의 대부분을 차지합니다(최대 80 %).[1][citation needed] PV 시스템의 크기는 펌프의 크기, 필요한 물의 양, 이용 가능한 태양 복사 강도에 따라 결정된다.

컨트롤러의 목적은 두 가지입니다.첫째, 이는 펌프가 받는 출력 전력과 태양 전지판에서 사용할 수 있는 입력 전력을 일치시킵니다.둘째, 컨트롤러는 일반적으로 저전압 또는 고전압 보호 기능을 제공하며, 펌프의 작동 전압 범위에 비해 전압이 너무 낮거나 너무 높으면 시스템이 꺼집니다.따라서 펌프의 수명이 길어지고 유지관리의 필요성이 줄어듭니다.다른 보조 기능으로는 수위가 낮거나 저장 탱크가 가득 찼을 때 자동으로 시스템을 차단하고, 물 출력 압력을 조절하고, 태양광 패널과 그리드 또는 엔진 동력 발전기와 같은 대체 전원 사이의 전력 입력을 혼합하고, 시스템을 원격으로 모니터링 및 관리하는 것이 포함됩니다.제조업체가 클라우드 서비스로 제공하는 온라인 포털을 통해 제공됩니다.

태양열 펌프 모터의 전압은 교류(AC) 또는 직류(DC)가 될 수 있습니다.DC 모터는 최대 4kW 정격의 중소규모 용도에 사용되며 정원 분수, 조경, 가축용 식수 또는 소규모 관개 프로젝트와 같은 용도에 적합합니다.DC 시스템은 유사한 크기의 AC 펌프보다 전반적으로 높은 효율 수준을 갖는 경향이 있기 때문에, 더 작은 태양 전지판을 사용할 수 있기 때문에 비용이 절감된다.

마지막으로 AC 솔라 펌프를 사용하는 경우, 인버터는 솔라 패널의 직류 전력을 펌프용 AC로 바꿀 필요가 있습니다.인버터의 지원되는 전력 범위는 0.15 ~ 55 kW이며 대형 관개 시스템에 사용할 수 있습니다.단, AC 모터의 돌입 특성을 수용할 수 있도록 패널과 인버터의 크기를 적절하게 조정해야 합니다.적절한 사이징을 지원하기 위해 주요 제조업체는 서드파티 인증업체가 테스트한 자체 사이징 소프트웨어를 제공합니다.크기 조정 소프트웨어에는 일사의 계절적 변화에 따라 변화하는 월별 예상 물 산출량이 포함될 수 있다.

양수기

태양열 양수기는 식수, 가축용 물 또는 [1]관개수를 공급할 수 있다.대규모 관개에는 대규모 태양광 발전 [3]어레이가 필요한 대량의 물이 필요하기 때문에 태양열 물 펌프는 소규모 또는 지역사회 기반 관개 시 특히 유용할 수 있다.물은 1년 중 일부 기간에만 필요할 수 있으므로, 대형 PV 어레이는 반드시 필요하지 않은 잉여 에너지를 제공하므로 대체 용도를 찾을 수 없는 한 시스템을 비효율적으로 만들 수 있다.

인도의 관개 및 식수에는 태양광 발전용 물 펌핑 시스템이 사용된다.대부분의 펌프에는 4.8kWp PV 어레이로부터 에너지를 공급받는 2.0~3.7kW 모터가 장착되어 있습니다.3.7kW 시스템은 총 50m 오프셋 헤드 및 70m 다이내믹 헤드로부터 약 124,000L/일 물을 공급할 수 있습니다.2016년 8월 30일까지 전 [4]세계에 총 12만 대의 태양광 발전 워터 펌핑 시스템이 설치되었습니다.한 형태의 에너지를 다른 형태로 중간 변환할 필요가 없기 때문에 물 저장 형태의 에너지 저장은 태양열 물 펌프용 배터리 형태의 에너지 저장보다 낫다.가장 일반적으로 사용되는 펌프 메커니즘은 원심 펌프, 다단 펌프, 보어홀 펌프 및 헬리컬 펌프입니다.압력 대 헤드, 펌프 헤드, 펌프 곡선, 시스템 곡선 및 순 흡입 헤드와 같은 유체 역학의 중요한 과학적 개념은 태양열 [5][6][7][8][9][10]펌프의 성공적인 배치와 설계에 매우 중요합니다.

석유 및 가스

석유 및 가스 업계는 프래킹을 포함한 화석 연료의 환경 영향과 관련된 부정적인 홍보와 싸우기 위해 태양열 펌프 시스템을 [11]채택하고 있다.많은 유정 및 가스 유정은 작동을 지속하고 추출 속도를 향상시키기 위해 다양한 화학 물질을 압력 하에서 정확하게 주입(측정)해야 합니다.역사적으로, 이러한 화학 분사 펌프(CIP)는 유정 가스의 압력을 사용하여 기체 왕복 모터에 의해 구동되어 왔으며, 원가스를 대기 중으로 배출했습니다.태양열 전기 펌프(솔라 CIP)는 이러한 온실 가스 방출을 줄일 수 있습니다.태양광 어레이(PV 셀)는 CIP에 지속 가능한 전원을 제공할 뿐만 아니라 원격 제어 및 매우 먼 곳에서 데스크톱 또는 노트북 감시 컴퓨터로 위성/셀 통신을 통해 원격 SCADA 유형의 진단을 실행할 수 있는 전원도 제공할 수 있습니다.

스털링 엔진

전기를 만들어 모터를 돌리는 대신 스털링 엔진의 열교환기에 햇빛을 집중시켜 펌프를 기계적으로 구동할 수 있습니다.이것은 태양 전지판과 전기 기기의 비용을 절약한다.경우에 따라서는 스털링 엔진이 현지 제조에 적합할 수 있으므로 장비를 수입하는 데 어려움이 없습니다.스털링 엔진의 한 가지 형태는 플루이드라인 엔진으로, 펌핑된 오일에 피스톤으로 직접 작동합니다.플루이딘 태양 펌프는 [12]1987년부터 연구되어 왔다.적어도 한 제조업체는 스털링 태양열 [13]펌프를 사용하여 테스트를 실시했습니다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ 펌프축이 윈드펌프에서 제거되어 더 이상 보어홀에 연결되지 않습니다. 대신 보어홀에는 솔라 패널로 구동되는 전기 펌프가 포함되어 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ a b McDermott, James E. Horne; Maura (2001). The next green revolution : essential steps to a healthy, sustainable agriculture. New York [u.a.]: Food Products Press. p. 226. ISBN 1560228865.
  2. ^ Romain (10 February 2021). "Solar Water Pumping (All you need to know)". Get Solar Savvy. Retrieved 10 February 2021.
  3. ^ Simalenga, Mark Hankins ; illustrations by Francis Njeru & Michael Glen-Williamson ; layout by Michael Okendo ; edited by Timothy (1995). Solar electric systems for Africa : a guide for planning and installing solar electric systems in rural Africa (Rev. ed.). London: Commonwealth Science Council. p. 117. ISBN 0850924537. {{cite book}}: first=범용명(도움말)이 있습니다.
  4. ^ 인도의 태양광 발전 그린화 인도의 미래 에너지 수요 2008년 6월 19일 웨이백 머신에 보관
  5. ^ "Solar water pumps ClimateTechWiki". www.climatetechwiki.org. Retrieved 4 May 2019.
  6. ^ "Solar Water Pumping for Sustainable Water Supply". World Bank. Retrieved 4 May 2019.
  7. ^ "Solar Water Pumping for Sustainable Water Supply".
  8. ^ http://pubdocs.worldbank.org/en/540451475090902951/1-PVP-Literature-review-2015.pdf[베어 URL PDF]
  9. ^ http://documents.worldbank.org/curated/en/880931517231654485/pdf/123018-WP-P159391-PUBLIC.pdf[베어 URL PDF]
  10. ^ Solar Water Pumping Course Transcript. Strathmore Energy Research Center.
  11. ^ Wethe, David (29 November 2012). "For Fracking, It's Getting Easier Being Green". Bloomberg Businessweek. Retrieved 12 December 2012.
  12. ^ C. D. West Stirling 엔진 및 관개 펌프, Oak Ridge National Laboratory, ORNL/TM-10475, 1987년 8월
  13. ^ http://www.bsrsolar.com/sv/produkte2_e.html에서 2013년 4월 9일 취득