Сельхозполив на солнечной энергии 5,5 кВт

Краткий ответ

Solar Nexo — компания солнечной энергетики из Антальи с офисом в районе Кепез. Этот референсный проект — система сельскохозяйственного полива на солнечной энергии мощностью 5,5 кВт. Массив панелей, привод насоса и насос работают согласованно; если вместо аккумуляторов применять накопление в водяном баке, дневная выработка превращается в полив.

Краткое описание проекта

Этот референсный проект — солнечная система мощностью 5,5 кВт, построенная для сельскохозяйственного полива. Массив панелей питает насос непосредственно через привод насоса. Местоположение и дата в этой статье не указаны.

Компоненты системы

Мощность: 5,5 кВт (принята как мощность панелей)
Массив панелей: фотоэлектрические панели
Привод насоса: солнечный привод насоса; тип не указан
Насос: насос, пригодный для полива; модель не указана
Накопление: логика водяного бака вместо аккумуляторов

Почему система спроектирована именно так

Согласование насоса и панелей

Основная связь в системе полива — между гидравлической и электрической мощностью. Гидравлическая мощность вычисляется по формуле P = ρ · g · Q · H (ρ — плотность воды, Q — расход, H — полный динамический напор). Общий пример (не данные проекта): при расходе 10 м³ в час и напоре 40 м гидравлическая мощность составляет около 1,1 кВт; если суммарный КПД насоса и двигателя около 50 %, электрическая мощность на входе возрастает примерно до 2,2 кВт. Мощность панелей выбирается выше мощности насоса, чтобы насос мог работать и в часы слабого солнца.

Привод насоса постоянного или переменного тока

Привод насоса постоянного тока преобразует выход панелей в напряжение, подходящее для двигателя насоса; с помощью MPPT он отслеживает выход панелей и регулирует скорость двигателя в зависимости от интенсивности солнца. Для насоса переменного тока применяется солнечный частотный преобразователь; он позволяет запускать стандартные асинхронные двигатели. При выборе определяют тип двигателя, глубина скважины и имеющийся насос. Напряжение холостого хода массива панелей не должно превышать максимальное входное напряжение постоянного тока привода.

Логика полива с накоплением

При поливе накапливают не энергию, а воду: вода, подаваемая днём, поступает в высоко расположенный бак и ночью или в пасмурную погоду распределяется самотёком. Так потребность в аккумуляторах отпадает; система проще, а нагрузка по обслуживанию ниже. Объём бака выбирается по суточной потребности в поливе.

Нормативный контекст

Согласно редакции Положения о нелицензируемом производстве от 11.08.2022, объекты сельскохозяйственного полива могут устанавливать станции мощностью до двукратной договорной мощности (ст. 5/1/h). Сообщение Министерства сельского и лесного хозяйства № 2024/15 охватывает период 01.01.2024–31.12.2026; для инвестиций в возобновляемую энергетику можно рассмотреть кредит с субсидированной процентной ставкой. Актуальные условия необходимо уточнить в соответствующей организации.

Простое обслуживание, долгий срок службы

Поскольку в системе полива с накоплением воды нет аккумуляторов, нагрузка по обслуживанию невысока: панели периодически протирают, фильтр на входе насоса содержат в чистоте, проверяют поплавковый выключатель и привод. Когда уровень воды в скважине падает, необходима защита, не допускающая работы насоса всухую; эта защита напрямую влияет на срок службы насоса.

Ожидаемая выработка

По расчёту PVGIS (JRC Европейской комиссии, PVGIS 5.3) для условий центра Антальи при оптимальном угле наклона и потерях системы 14 % удельная годовая выработка составляет 1 656 кВт·ч/кВтп. Для мощности 5,5 кВт по данным PVGIS в условиях центра Антальи это означает теоретический потенциал около 9 108 кВт·ч в год.

Период	Удельная выработка (кВт·ч/кВтп)	Ожидаемая выработка (кВт·ч)
Январь (минимум)	99	544
Июль (максимум)	168	924
За год	1 656	9 108

Теоретический месячный потенциал для 5,5 кВтп: январь — 545 кВт·ч, июль — 924 кВт·ч. В сезон полива летняя выработка приходится на период наибольшего спроса. Значение «5,5 кВт» в таблице принято как мощность панелей. Это теоретический расчёт PVGIS; фактическая выработка зависит от ориентации крыши или участка, угла наклона и затенения.

Монтаж и ввод в эксплуатацию

При осмотре изучаются глубина скважины, имеющийся насос, потребность в расходе и планировка участка. При проектировании выполняются согласование насоса и панелей и выбор привода. При монтаже устанавливаются конструкция для панелей, привод, подключение насоса и поплавковый выключатель; после ввода в эксплуатацию проводится испытание расхода и давления. Обслуживание и техническая поддержка 24/7 продолжаются.

Для подобной системы

Подходит для сельскохозяйственных участков, садов и теплиц, где линия электропередачи далеко или подключение дорого. Если вы предоставите данные по скважине (глубина, расход), подбор размера пойдёт быстрее.

Вопросы об этом проекте

Нужны ли аккумуляторы в системе полива на солнечной энергии?

Обычно нет. При поливе накапливают не энергию, а воду: вода, подаваемая днём, поступает в бак и ночью распределяется самотёком. Такое решение проще, требует меньше обслуживания и служит дольше. Если использовать аккумуляторы, растут стоимость и обслуживание; поэтому при поливе логика водяного бака, как правило, экономичнее. Точные значения уточняются при бесплатном осмотре по данным конкретного проекта, и эта оценка обновляется.

Как подобрать мощность панелей для насоса?

Сначала вычисляется гидравлическая мощность (по расходу и полному динамическому напору), а по КПД насоса и двигателя находится электрическая мощность на входе. Мощность панелей выбирается выше мощности насоса, чтобы работа обеспечивалась и при слабом солнце; это соотношение определяет общая практика. Максимальное входное напряжение постоянного тока привода должно быть выше напряжения холостого хода массива панелей; иначе привод может выйти из строя.

Сколько в год вырабатывает система полива 5,5 кВт?

Для условий центра Антальи по данным PVGIS при удельной выработке 1 656 кВт·ч/кВтп теоретический потенциал составляет около 9 108 кВт·ч в год. Фактическое значение зависит от ориентации, угла наклона и затенения; выработка летом совпадает со спросом на полив. Сезон полива — лето, а летняя выработка примерно в 1,7 раза выше зимней; это хорошо согласуется со спросом на полив.

Полезные материалы

Расчётная выработка — теоретическое значение на основе данных PVGIS 5.3 (Объединённый исследовательский центр ЕС); фактическая выработка зависит от ориентации и наклона крыши, затенения и температуры.