ソーラーポンプインバーターは、ソーラーパネルで発電された電力を使用してウォーターポンプを動作させるように設計された電力変換装置です。太陽電池アレイからの DC 電力を、ポンプ モーター用の制御された AC 電力に変換します。
標準とは異なります ソーラーインバーター、主に建物またはグリッドに AC 電力を供給するように設計されています。 ソーラーポンプインバーター は、ポンプ速度と出力を制御するように特別に設計されています。利用可能な太陽光発電、水需要、動作条件に応じてモーターを調整します。
多くのシステムでは、ソーラー ポンプ インバーターはバッテリーなしで動作できます。強い日差しの期間中に水を汲み上げ、後で使用するためにタンクまたは貯水池に保管することができます。一部のモデルは AC 入力もサポートしており、太陽光発電が不十分な場合でもポンプが動作し続けることができます。
IFIND は、次のようなソーラー ポンプ インバーター ソリューションを提供します。 SD600 シリーズ MPPT ソーラー ポンプ インバータは 、農業灌漑、深井戸ポンプ、水移送、その他の用途向けです。
ソーラーポンプインバーターは、太陽光発電変換と可変周波数モーター制御を組み合わせています。
その主な機能は次のとおりです。
太陽光の直流電力を交流電力に変換します。
PV アレイから利用可能な最大電力を追跡します。
太陽の状態に応じてポンプモーターの速度を調整します。
ポンプを自動的に開始および停止します。
モーターとポンプを異常な状態から保護します。
選択したモデルで通信とリモート監視をサポートします。
この用語はさまざまな製品デザインを指す場合があります。ソーラーポンプインバータの中には、直接太陽光発電を行うことを目的としたものもありますが、太陽光 DC 入力とグリッドまたは発電機からの AC 入力の両方をサポートするものもあります。
したがって、ソーラーポンプインバーターは、ソーラーパネルに接続された従来の単なるVFDではありません。 MPPT制御システムと太陽光発電に適したDC入力設計が必要です。
一般的な太陽光発電システムには次のものが含まれます。
ソーラーパネル;
ソーラーポンプインバーター。
ポンプモーター。
水源と供給システム。
オプションのセンサー、通信デバイス、または AC バックアップ。
ソーラーパネルは DC 電力を生成します。パネルによって生成される電圧と電流は、太陽光の強さ、温度、日陰、ほこり、気象条件によって 1 日を通して変化します。
ソーラー ポンプ インバーターは、この可変 DC 入力を受け取り、それをポンプ モーターの制御された出力に変換します。
PV アレイは、インバータの許容電圧および電流範囲内で設計する必要があります。アレイの開回路電圧は、特に低温条件下では、インバータの最大入力制限を下回るように維持する必要があります。
MPPT は最大電力点追跡の略です。これは、太陽電池アレイが利用可能な最高の電力を供給できる動作点を継続的に探索する制御機能です。
最大電力点は太陽光やパネル温度の変化により変化します。インバータが不適切な電圧で動作すると、利用可能な太陽光発電の一部が有効に利用されない可能性があります。
MPPT コントローラーは PV 動作点を調整し、利用可能なエネルギーをモーター制御ステージに渡します。これにより、ポンプは変化する太陽条件をより適切に利用できるようになります。
MPPT は追加のエネルギーを生成しません。これは、システムが利用可能な PV 電力をより効果的に使用するのに役立ちます。
利用可能な太陽光発電を追跡した後、インバーターはポンプ モーター用に制御された AC 出力を生成します。
太陽光発電が強い場合、インバーターはモーター周波数とポンプ速度を高めることができます。太陽光発電が低下すると、周波数を下げたり、スリープモードに入ったり、安定した動作に十分なエネルギーがない場合はポンプを停止したりすることがあります。
この可変周波数動作は、単にポンプのオンとオフを切り替えることとは異なります。これにより、太陽条件の変化に対してポンプがより緩やかに反応できるようになります。
多くのソーラーポンプインバーターは、PV アレイが十分な電力を供給すると、ポンプを自動的に起動できます。太陽光発電が動作しきい値を下回ると、インバーターは出力を低減するか、ポンプをスリープモードにすることができます。
この機能は、オペレーターが一日中手動でポンプを起動および停止する必要がないため、遠隔地の灌漑および給水システムに役立ちます。
一部のソーラー ポンプ インバーターは、ソーラー DC 入力と互換性のある AC 入力の両方をサポートします。 AC 電源は、システム設計に応じて、電力網または発電機から供給される場合があります。
AC バックアップは、次の場合に役立ちます。
日没後も灌漑を続けなければなりません。
雲がかかると太陽光発電量が減少します。
季節的に水の需要は高くなります。
システムには計画的なポンピングが必要です。
タンクは特定の時間内に満タンにする必要があります。
AC 電源、位相、電圧、切り替え方法はインバータの構成と一致する必要があります。
MPPT を使用すると、PV アレイの出力の変化に応じてインバーターの動作を調整できます。これは、ソーラー ポンプ インバーターと標準的な AC モーター ドライブの主な違いの 1 つです。
ソーラーポンプインバーターは、すぐにフルパワーを供給するのではなく、モーターの速度を徐々に上げることができます。
ソフトスタートは次のような場合に役立ちます。
始動電流を低減します。
機械的衝撃を制限します。
ウォーターハンマーを軽減します。
カップリングとベルトを保護します。
ポンプシステムの耐用年数を延ばします。
加速時間はポンプ、モータ、配管、逆止弁、全揚程に応じて設定してください。
空運転は、ポンプが十分な水なしで動作すると発生します。過熱、機械的磨耗、シールの損傷、またはポンプの早期故障を引き起こす可能性があります。
ソーラーポンプインバーターは、モーター電流、電力、負荷、または水位センサーを監視することによって空運転状態を検出できます。正確な検出方法はインバーターとポンプシステムによって異なります。
ドライランパラメータは実際のポンプに応じて調整する必要があります。あるポンプで機能する設定が、別のポンプには適さない場合があります。
水位センサーは、井戸、タンク、貯水池、またはその他の水源を監視するために使用できます。
インバータは次の場合にポンプを停止する可能性があります。
水源の水位が低すぎます。
貯蔵タンクが満杯です。
そうしないと、ポンプは十分な水がないと作動します。
設定された動作レベルに達しました。
信頼性の高い動作のためには、正しいセンサーの取り付けと信号ロジックが重要です。
インバーターはモーター電流を監視し、電流が設定された制限を超えた場合にポンプを停止できます。
過電流は、ポンプの詰まり、過剰な揚程、機械的損傷、不適切なモーターパラメータ、または位相の問題によって発生する可能性があります。繰り返しのトリップは、電流制限を増やすだけで解決するのではなく、調査する必要があります。
インバータは、PV 電圧、DC バス電圧、内部温度、その他の電気的状態を監視できます。
PV 電圧が高すぎたり、インバータが高温になったりすると、出力が低下したり、運転が停止したりすることがあります。適切な換気と正しい PV ストリング設計が不可欠です。
最新のソーラー ポンプ インバーターの多くは RS485 通信を提供します。オプションのモジュールは、イーサネット、Wi-Fi、GPRS、またはその他のリモート監視方法をサポートする場合があります。
一般的な監視データには次のものが含まれます。
PV 入力電圧と電力。
出力周波数;
モーター電流。
ポンプの動作状態。
障害記録。
水流または蓄積水量。
過去の稼働データ。
遠隔監視は、毎日の点検が難しい農業現場や井戸などに特に役立ちます。
スタンドアロンのソーラーポンプインバーターは、主に太陽光発電で動作するように設計されています。太陽エネルギーをポンプ用の制御された AC 電力に直接変換します。
これらのシステムは、送電網が利用できない、または設置に費用がかかる場所での遠隔灌漑、家畜への給水、深井戸の汲み上げによく使用されます。
これらのインバータは太陽光発電を主電源として受け入れ、太陽光エネルギーが不十分な場合は互換性のある AC 電力を使用します。
これらは動作の柔軟性に優れていますが、AC 入力電圧、位相、保護、切り替えロジックにさらに注意を払う必要があります。
ソーラーポンプインバーターは、さまざまなモーター構成に使用できます。
単相ポンプは小規模なシステムで使用される場合がありますが、大規模な農業、工業、および深井戸ポンプ用途では三相モーターが一般的です。
インバータ出力は、モータの定格電圧、位相、周波数、電流と一致する必要があります。三相モーター用に設計されたインバーターは、メーカーの承認なしに別のタイプのモーターに接続しないでください。
一部のソーラーポンプインバーターは、井戸またはボーリング孔に設置された水中ポンプとともに使用されます。他のものは、表面遠心ポンプ、ブースター ポンプ、または移送ポンプを駆動します。
インバータの選択は、ポンプ名だけでなくモータの特性にも依存します。ケーブル長、始動要求、動作周波数、水位、全揚程も考慮する必要があります。
特徴 |
ソーラーポンプインバータ |
従来のVFD |
|---|---|---|
メイン入力 |
ソーラー DC バックアップ、場合によっては AC バックアップ |
通常は固定周波数AC |
MPPT関数 |
通常付属 |
通常は付属しません |
主な用途 |
太陽光発電による揚水 |
一般的なACモーター制御 |
速度制御 |
太陽光発電の電力と水の需要に応じて速度を調整します |
制御信号に応じて速度を調整します |
バッテリー要件 |
多くの場合はオプション |
同じようには当てはまらない |
保護 |
ポンプ・モーター保護機能 |
一般的なモーター保護機能 |
従来の VFD は、安定した AC 電力が供給されるとポンプ モーターを効果的に制御できますが、通常は太陽電池アレイの最大電力点を追跡できません。
ソーラーポンプインバーターは、太陽光発電の変化する特性と給水ポンプの動作要件に基づいて設計されています。
標準的な太陽光インバーターは、太陽光発電電力を家庭用、商業用、または系統接続負荷用の AC 電力に変換します。ポンプに必要なモーター制御機能を提供できない場合があります。
ソーラーポンプインバーターは次のように設計されています。
モーター周波数を制御します。
ポンプ速度を調整します。
ソフトスタートを提供します。
変化する太陽光発電電力に対応します。
空運転または水位の状態を検出します。
ポンプモーターを保護します。
このため、完全なシステムがその目的のために特別に設計されていない限り、標準的な系統接続太陽光発電インバータをポンプに直接接続すべきではありません。
農業用灌漑は、最も一般的な用途の 1 つです。
ソーラーポンプインバーターは、井戸、貯水池、運河、または貯蔵タンクから畑、果樹園、温室、および灌漑ネットワークに水を供給できます。
このシステムは日中稼働し、太陽光発電が低下したときに使用できるようにタンクに水を蓄えることができます。
ソーラーポンプインバータは、ボーリング孔や深井戸用の互換性のある水中ポンプを動作させることができます。
システムを選択する前に、エンジニアは以下を確認する必要があります。
静的な水位。
ドローダウン;
必要なフロー。
総ダイナミックヘッド。
井戸の深さ。
パイプの長さ;
モーターケーブルの長さ;
ポンプモーターの定格。
ポンプは流量と揚程の両方に応じて選択する必要があります。モーターの出力だけでは、システムが水の要件を満たすかどうかを判断するのに十分ではありません。
温室では、灌漑、タンク充填、水の移送、または循環のために太陽熱ポンプ システムを使用する場合があります。
水位制御と時間指定操作は、作物の灌漑スケジュールに合わせて揚水作業を調整するのに役立ちます。
遠隔地にある農場では、太陽光発電によるポンプを利用して水を家畜用のタンクや高台の貯水池に移送できます。
自動停止機能によりオーバーフローを防止でき、空運転保護機能により水源が少なくなった場合にポンプが作動するリスクを軽減できます。
太陽熱ポンプシステムは、強い日差しの期間中に水を生成し、後で使用するためにそれを貯蔵することができます。
このアプローチにより、電気貯蔵よりも水貯蔵の方が実用的な用途において、バッテリー貯蔵の必要性を減らすことができます。
遠隔地コミュニティ、建設現場、孤立した施設では、送電網へのアクセスが制限されている場所でソーラー ポンプ インバータを使用する場合があります。
このシステムは、必要な動作スケジュールに応じて、太陽光発電、貯水、およびオプションの AC バックアップを使用して構成できます。
商用電力や燃料ベースの発電機に完全に依存することなく、太陽光発電により日中ポンプを稼働させることができます。
多くの太陽光発電ポンプシステムは、太陽光発電が利用可能なときに水を汲み上げ、その水をタンクまたは貯水池に蓄えることにより、バッテリーなしで動作できます。
これにより、バッテリのメンテナンスが減り、システムが簡素化されますが、バッテリ不要の動作はすべてのアプリケーションに適しているわけではありません。
MPPT と可変周波数制御により、ポンプはフルパワーで起動と停止を繰り返すのではなく、変化する太陽条件に対応できます。
空運転検出、過負荷保護、水位制御、その他の機能は、一般的な動作上の問題からポンプを保護するのに役立ちます。
自動スタート、スリープ、タイミング、リモート監視機能により、特に遠隔地での毎日の手動操作の必要性が軽減されます。
まずは、1 日に必要な水量と運転スケジュールから始めます。
作物の種類、灌漑方法、季節的な需要、水槽のサイズ、利用可能な太陽光を考慮してください。灌漑面積だけでは、ポンプとインバーターの容量を決定するのに十分ではありません。
総動的ヘッドには次のものが含まれる場合があります。
垂直吊り上げ高さ;
まあドローダウン;
配達高さ;
パイプの摩擦。
バルブとフィルターの損失。
出口で必要な圧力。
インバータを選択する前に、必要な流量と全揚程に応じてポンプを選択する必要があります。
ポンプモーターを確認してください:
定格電圧;
定格電流;
定格電力。
段階;
定格周波数;
開始要件;
モーターの種類。
インバータはモータ出力だけでなく、定格電流や過負荷耐量に応じて選定する必要があります。
PV アレイは、インバータの許容電圧および電流範囲内に留まっている必要があります。
寒冷気候、高温、日陰、ほこり、ケーブル損失、モジュールの経年劣化によって引き起こされる変化を考慮してください。推奨される PV 電力は、インバーター製造元のガイダンスに従う必要があります。
モーターケーブルが長いと、電圧降下や反射波ストレスが発生する可能性があります。設置によっては、出力リアクトルまたはフィルタが必要になる場合があります。
システムには、現場の状況に応じた適切な接地、サージ保護、断路、およびケーブル絶縁も含める必要があります。
ソーラー ポンプ インバーターは、太陽光 DC 電力をウォーター ポンプ用の制御された AC 電力に変換します。また、モーター速度を調整し、利用可能な PV 電力を追跡し、ポンプ保護機能も提供します。
いつもではありません。多くの太陽光発電ポンプシステムは、日照時間中に水を汲み上げてタンクまたは貯水池に蓄えることで、バッテリーなしで動作します。
太陽光発電が利用できないときにシステムが電気バックアップまたは動作を必要とする場合、バッテリーを検討することがあります。
MPPT は最大電力点追跡の略です。太陽光発電の動作点を調整して、変化する太陽光や温度条件下で太陽電池アレイが利用可能な最高の電力を供給できるようにします。
一部のモデルは、ソーラー DC 入力と互換性のある AC 入力の両方をサポートします。これにより、太陽光発電が不足した場合に、送電網または発電機をバックアップ電源として機能させることができます。
AC 電圧、位相、周波数、切り替え方法はインバータの構成と一致する必要があります。
はい、多くのソーラーポンプインバーターは、互換性のある水中ポンプ用に設計されています。インバータは、モータの電圧、位相、電流、電力、ケーブル長、および始動要件と一致する必要があります。
水流、総動水頭、ポンプモーター定格、定格電流、PV アレイ電圧、PV アレイ電力、および 1 日に必要な水量から始めます。
インバーターは、モーター出力単独ではなく、ポンプ システム全体に応じて選択する必要があります。
利用可能な PV 電力が動作しきい値を下回る場合、インバータはポンプ速度を低下させたり、スリープ モードに移行したり、ポンプを停止したりすることがあります。
モデルが AC バックアップをサポートしている場合、設定された優先順位に従って互換性のある AC 電源に切り替わる場合があります。
ソーラーポンプインバーターは、変動する太陽光発電をウォーターポンプモーター用の制御されたAC出力に変換します。 MPPT 機能は利用可能な PV 電力を追跡し、可変周波数制御は太陽光と水の需要に応じてポンプ速度を調整します。
最も重要な選択要素は、水流量、全揚程、モーター特性、PV アレイ設計、入出力電圧、保護機能、ケーブル長、バックアップ要件です。
ソーラーポンプインバーターは、ポンプと給水システムに正しく適合すると、自動運転をサポートし、系統電力への依存を軽減し、モーターを保護し、農業、遠隔地、その他の用途で太陽光発電による給水をより実用的にすることができます。
ポンプモーターの定格、必要な流量、全揚程、PV アレイ情報、および動作条件を IFIND チームと共有します。お客様のプロジェクトに適したソーラーポンプインバーター構成の評価をお手伝いします。
