Что такое инвертор солнечного насоса? MPPT, приложения и преимущества

Инвертор солнечного насоса — это устройство преобразования энергии, предназначенное для работы водяных насосов с использованием электроэнергии, вырабатываемой солнечными батареями. Он преобразует мощность постоянного тока от фотоэлектрической батареи в управляемую мощность переменного тока для двигателя насоса.

В отличие от стандартного Солнечный инвертор , который в основном предназначен для подачи электроэнергии переменного тока в здания или в сеть. Инвертор солнечного насоса специально разработан для управления скоростью и производительностью насоса. Он регулирует двигатель в соответствии с доступной солнечной энергией, потребностью в воде и условиями эксплуатации.

Во многих системах инвертор солнечного насоса может работать без аккумулятора. Воду можно перекачивать в периоды яркого солнечного света и хранить в резервуаре или резервуаре для последующего использования. Некоторые модели также поддерживают вход переменного тока, что позволяет насосу продолжать работу при недостатке солнечной энергии.

IFIND предлагает инверторные решения для солнечных насосов, такие как Инвертор солнечного насоса MPPT серии SD600 для сельскохозяйственного орошения, перекачивания глубоких скважин, перекачки воды и других применений.

Что такое инвертор солнечного насоса?

Инвертор солнечного насоса сочетает в себе преобразование солнечной энергии с управлением двигателем с переменной частотой.

Его основными функциями являются:

• Преобразование солнечной энергии постоянного тока в мощность переменного тока;

• Отслеживайте максимальную доступную мощность фотоэлектрической батареи;

• Отрегулируйте скорость двигателя насоса в соответствии с солнечными условиями;

• Автоматический запуск и остановка насоса;

• Защищайте двигатель и насос от ненормальных условий;

• Поддержка связи и удаленного мониторинга на некоторых моделях.

Этот термин может относиться к различным конструкциям продуктов. Некоторые инверторы солнечных насосов предназначены для прямой работы от солнечной энергии, в то время как другие поддерживают как вход постоянного тока, так и вход переменного тока от сети или генератора.

Таким образом, инвертор солнечного насоса — это не просто обычный преобразователь частоты, подключенный к солнечной панели. Для этого требуется система управления MPPT и конструкция входа постоянного тока, подходящая для фотоэлектрической энергии.

Как работает инвертор солнечного насоса?

Типичная солнечная насосная система включает в себя:

1. Солнечные панели;

2. Инвертор солнечного насоса;

3. Мотор-насос;

4. Источник и система подачи воды;

5. Дополнительные датчики, устройства связи или резервный источник переменного тока.

Вход постоянного тока солнечной энергии

Солнечные панели производят энергию постоянного тока. Напряжение и ток, генерируемые панелями, меняются в течение дня из-за интенсивности солнечного света, температуры, затенения, пыли и погодных условий.

Инвертор солнечного насоса получает этот переменный входной сигнал постоянного тока и преобразует его в управляемый выходной сигнал для двигателя насоса.

Солнечная батарея должна быть спроектирована в пределах допустимого диапазона напряжения и тока инвертора. Напряжение холостого хода массива, особенно в холодных условиях, должно оставаться ниже максимального входного предела инвертора.

Отслеживание MPPT

MPPT означает отслеживание точки максимальной мощности. Это функция управления, которая постоянно ищет рабочую точку, в которой солнечная батарея может обеспечить максимальную доступную мощность.

Максимальная мощность меняется при изменении солнечного света и температуры панели. Если инвертор работает при неподходящем напряжении, часть доступной солнечной энергии может использоваться неэффективно.

Контроллер MPPT регулирует рабочую точку фотоэлектрической системы и передает доступную энергию на ступень управления двигателем. Это позволяет насосу лучше использовать изменяющиеся солнечные условия.

MPPT не создает дополнительной энергии. Это помогает системе более эффективно использовать доступную фотоэлектрическую мощность.

Выход двигателя с регулируемой частотой

После отслеживания доступной солнечной энергии инвертор вырабатывает контролируемый выход переменного тока для двигателя насоса.

Когда солнечная энергия сильна, инвертор может увеличить частоту двигателя и скорость насоса. Когда солнечная энергия падает, она может снизить частоту, перейти в спящий режим или остановить насос, если энергии недостаточно для стабильной работы.

Эта работа с переменной частотой отличается от простого включения и выключения насоса. Это позволяет насосу более плавно реагировать на изменение солнечных условий.

Автоматический запуск и сон

Многие инверторы солнечных насосов могут запускать насос автоматически, когда фотоэлектрическая батарея обеспечивает достаточную мощность. Когда солнечная мощность падает ниже рабочего порога, инвертор может снизить мощность или перевести насос в спящий режим.

Эта функция полезна для удаленных систем орошения и водоснабжения, поскольку оператору не нужно вручную запускать и останавливать насос в течение дня.

Резервный вход переменного тока

Некоторые инверторы солнечных насосов поддерживают как вход постоянного тока, так и совместимый вход переменного тока. Источник переменного тока может поступать из электросети или генератора, в зависимости от конструкции системы.

Резервное копирование переменного тока может быть полезно в следующих случаях:

• Орошение необходимо продолжать после захода солнца;

• Облачный покров снижает выход солнечной энергии;

• Сезонная потребность в воде высока;

• Система требует плановой прокачки;

• Резервуар должен быть заполнен в течение определенного времени.

Источник переменного тока, фаза, напряжение и метод переключения должны соответствовать конфигурации инвертора.

Каковы основные функции инвертора солнечного насоса?

MPPT Солнечное управление

MPPT позволяет инвертору регулировать работу в соответствии с изменением выходной мощности фотоэлектрической батареи. Это одно из основных отличий между инвертором солнечного насоса и стандартным приводом двигателя переменного тока.

Плавный пуск

Инвертор солнечного насоса может постепенно увеличивать скорость двигателя вместо немедленной подачи полной мощности.

Плавный пуск может помочь:

• Уменьшите пусковой ток;

• Ограничьте механические удары;

• Уменьшить гидроудар;

• Защищайте муфты и ремни;

• Увеличьте срок службы насосной системы.

Время ускорения должно быть установлено в соответствии с насосом, двигателем, трубопроводом, обратным клапаном и общим напором.

Защита от сухого хода

Сухой ход возникает, когда насос работает без достаточного количества воды. Это может привести к перегреву, механическому износу, повреждению уплотнений или преждевременному выходу насоса из строя.

Инвертор солнечного насоса может обнаруживать условия сухого хода, контролируя ток двигателя, мощность, нагрузку или датчик уровня воды. Точный метод обнаружения зависит от инвертора и насосной системы.

Параметры сухого хода должны быть отрегулированы в соответствии с фактическим насосом. Настройка, подходящая для одного насоса, может не подходить для другого.

Контроль уровня воды

Датчики уровня воды можно использовать для мониторинга колодца, резервуара, резервуара или другого источника воды.

Инвертор может остановить насос, если:

• Уровень источника воды слишком низкий;

• Резервуар для хранения полон;

• В противном случае насос работал бы без достаточного количества воды;

• Достигнут настроенный рабочий уровень.

Правильная установка датчика и логика сигнала важны для надежной работы.

Защита от перегрузки по току и перегрузки

Инвертор контролирует ток двигателя и может остановить насос, если ток превышает настроенный предел.

Сверхток может быть вызван блокировкой насоса, чрезмерным напором, механическим повреждением, неправильными параметрами двигателя или проблемой фазы. Повторные отключения следует расследовать, а не решать простым увеличением ограничения тока.

Защита от перенапряжения и перегрева

Инвертор может контролировать фотоэлектрическое напряжение, напряжение шины постоянного тока, внутреннюю температуру и другие электрические условия.

Если фотоэлектрическое напряжение слишком высокое или инвертор перегревается, это может привести к снижению выходной мощности или остановке работы. Правильная вентиляция и правильная конструкция фотоэлектрической цепочки имеют важное значение.

Связь и удаленный мониторинг

Многие современные инверторы солнечных насосов обеспечивают связь RS485. Дополнительные модули могут поддерживать Ethernet, Wi-Fi, GPRS или другие методы удаленного мониторинга.

Типичные данные мониторинга могут включать в себя:

• Входное напряжение и мощность фотоэлектрических модулей;

• Выходная частота;

• Ток двигателя;

• Рабочее состояние насоса;

• записи неисправностей;

• Расход воды или накопленный объем воды;

• Исторические эксплуатационные данные.

Дистанционный мониторинг особенно полезен для сельскохозяйственных объектов и колодцев, которые сложно проверять каждый день.

Типы инверторов солнечных насосов

Автономные инверторы солнечных насосов

Автономный инвертор солнечного насоса предназначен в первую очередь для работы от фотоэлектрических систем. Он преобразует солнечную энергию непосредственно в контролируемую мощность переменного тока для насоса.

Эти системы часто используются для удаленного орошения, поения скота и откачки воды из глубоких скважин там, где сетевое электричество недоступно или его установка обходится дорого.

Инверторы солнечных насосов с резервным питанием переменного тока

Эти инверторы принимают солнечную энергию в качестве основного источника и используют совместимую мощность переменного тока, когда солнечной энергии недостаточно.

Они обеспечивают большую эксплуатационную гибкость, но требуют дополнительного внимания к входному напряжению переменного тока, фазе, защите и логике переключения.

Однофазные и трехфазные модели

Инверторы солнечных насосов доступны для различных конфигураций двигателей.

Однофазный насос можно использовать в небольших системах, а трехфазные двигатели распространены в более крупных сельскохозяйственных, промышленных и глубоких насосных установках.

Выход инвертора должен соответствовать номинальному напряжению, фазе, частоте и току двигателя. Инвертор, предназначенный для трехфазного двигателя, не следует подключать к другому типу двигателя без разрешения производителя.

Применение погружных и поверхностных насосов

Некоторые инверторы солнечных насосов используются с погружными насосами, установленными в колодцах или скважинах. Другие приводят в действие поверхностные центробежные насосы, подкачивающие насосы или перекачивающие насосы.

Выбор инвертора зависит от характеристик двигателя, а не только от названия насоса. Также следует учитывать длину кабеля, пусковую нагрузку, рабочую частоту, уровень воды и общий напор.

Инвертор солнечного насоса по сравнению с обычным VFD

Обычный частотно-регулируемый привод может эффективно управлять двигателем насоса при стабильном питании переменного тока, но обычно он не может отслеживать точку максимальной мощности солнечной батареи.

Инвертор солнечного насоса разработан с учетом меняющихся характеристик фотоэлектрической энергии и эксплуатационных требований водяных насосов.

Инвертор солнечного насоса против стандартного солнечного инвертора

Стандартный солнечный инвертор преобразует фотоэлектрическую энергию в мощность переменного тока для бытовых, коммерческих или сетевых потребителей. Он может не обеспечивать функции управления двигателем, необходимые для насоса.

Инвертор солнечного насоса предназначен для:

• Контроль частоты двигателя;

• Отрегулируйте скорость насоса;

• Обеспечить плавный пуск;

• Реагировать на изменение фотоэлектрической мощности;

• Обнаружение условий сухого хода или уровня воды;

• Защитите двигатель насоса.

По этой причине стандартный солнечный инвертор, подключенный к сети, не следует подключать напрямую к насосу, если вся система не была специально разработана для этой цели.

Применение инвертора солнечного насоса

Сельскохозяйственное орошение

Сельскохозяйственное орошение является одним из наиболее распространенных применений.

Инвертор солнечного насоса может подавать воду из колодцев, резервуаров, каналов или резервуаров для хранения на поля, сады, теплицы и ирригационные сети.

Система может работать в светлое время суток и хранить воду в резервуаре для использования, когда производство солнечной энергии снижается.

Глубокая перекачка

Инверторы солнечных насосов могут работать с совместимыми погружными насосами для скважин и глубоких колодцев.

Перед выбором системы инженеры должны проверить:

• Статический уровень воды;

• Просадка;

• Требуемый поток;

• Общий динамический напор;

• Глубина колодца;

• Длина трубы;

• Длина кабеля двигателя;

• Мощность двигателя насоса.

Насос следует выбирать по расходу и напору. Одной мощности двигателя недостаточно, чтобы определить, будет ли система удовлетворять потребности в воде.

Водоснабжение теплиц

В теплицах могут использоваться солнечные насосные системы для орошения, наполнения резервуаров, перекачки или циркуляции воды.

Контроль уровня воды и работа по времени могут помочь скоординировать подачу насоса с графиком орошения сельскохозяйственных культур.

Поение скота

Удаленные фермы могут использовать солнечные насосы для перекачки воды в резервуары для скота или надземные резервуары.

Функции автоматической остановки могут предотвратить перелив, а защита от сухого хода может снизить риск работы насоса при низком уровне воды в источнике.

Заполнение резервуаров и резервуаров

Солнечная насосная система может производить воду в периоды сильного солнечного света и хранить ее для последующего использования.

Этот подход может снизить потребность в аккумуляторных батареях в тех случаях, когда хранение воды более практично, чем хранение электроэнергии.

Дистанционное водоснабжение

Отдаленные населенные пункты, строительные площадки и изолированные объекты могут использовать инверторы солнечных насосов там, где доступ к сети ограничен.

Система может быть оснащена солнечной энергией, хранилищем воды и дополнительным резервным источником переменного тока в соответствии с требуемым графиком работы.

Преимущества использования инвертора солнечного насоса

Снижение зависимости от сетевого электричества

Солнечная энергия может обеспечивать работу насоса в светлое время суток, не полагаясь полностью на электроэнергию или генераторы, работающие на топливе.

Работа без батареи в подходящих системах

Многие солнечные насосные системы могут работать без батареи, перекачивая воду при наличии солнечной энергии и сохраняя эту воду в баке или резервуаре.

Это может сократить расходы на обслуживание батареи и упростить систему, хотя работа без батареи подходит не для каждого применения.

Лучшее использование доступной солнечной энергии

MPPT и управление переменной частотой позволяют насосу реагировать на изменение солнечных условий вместо многократного запуска и остановки на полной мощности.

Улучшенная защита насоса

Обнаружение сухого хода, защита от перегрузки, контроль уровня воды и другие функции могут помочь защитить насос от распространенных проблем в работе.

Автоматическая работа

Функции автоматического запуска, сна, синхронизации и удаленного мониторинга уменьшают необходимость ежедневного ручного управления, особенно на удаленных объектах.

Как выбрать инвертор солнечного насоса

Определите потребность в воде

Начните с необходимого ежедневного объема воды и графика работы.

Учитывайте тип культуры, метод орошения, сезонный спрос, размер резервуара и доступный солнечный свет. Одной площади орошения недостаточно для определения производительности насоса и инвертора.

Рассчитать расход и общий напор

Общий динамический напор может включать в себя:

• Высота вертикального подъема;

• Ну просадка;

• Высота доставки;

• Трение труб;

• Потери в клапанах и фильтрах;

• Требуемое давление на выходе.

Перед выбором инвертора следует выбрать насос в соответствии с требуемым расходом и общим напором.

Сопоставьте двигатель

Проверьте двигатель насоса:

• Номинальное напряжение;

• Номинальный ток;

• Номинальная мощность;

• Фаза;

• Номинальная частота;

• Стартовые требования;

• Тип двигателя.

Инвертор следует выбирать в соответствии с номинальным током и перегрузочной способностью, а также мощностью двигателя.

Размер фотоэлектрического массива

Солнечная батарея должна оставаться в пределах допустимого диапазона напряжения и тока инвертора.

Учитывайте изменения, вызванные холодной погодой, высокими температурами, затенением, пылью, потерями в кабелях и старением модуля. Рекомендуемая фотоэлектрическая мощность должна соответствовать рекомендациям производителя инвертора.

Проверьте длину и защиту кабеля

Длинные кабели двигателя могут вызвать падение напряжения и напряжение отраженной волны. Для некоторых установок может потребоваться выходной дроссель или фильтр.

Система также должна включать подходящее заземление, защиту от перенапряжения, разъединители и изоляцию кабеля в соответствии с условиями площадки.

Часто задаваемые вопросы

Какова цель инвертора солнечного насоса?

Инвертор солнечного насоса преобразует солнечную энергию постоянного тока в контролируемую мощность переменного тока для водяного насоса. Он также регулирует скорость двигателя, отслеживает доступную фотоэлектрическую мощность и обеспечивает функции защиты насоса.

Нужен ли инвертору солнечного насоса аккумулятор?

Не всегда. Многие солнечные насосные системы работают без батареи, перекачивая воду в часы солнечного света и храня ее в баке или резервуаре.

Аккумулятор можно использовать, когда системе требуется резервное электропитание или работа в периоды, когда солнечная энергия недоступна.

Что такое MPPT в инверторе солнечного насоса?

MPPT означает отслеживание точки максимальной мощности. Он регулирует рабочую точку фотоэлектрической батареи таким образом, чтобы солнечная батарея могла обеспечивать максимально возможную мощность при изменении солнечного света и температурных условий.

Может ли инвертор солнечного насоса использовать электроэнергию из сети?

Некоторые модели поддерживают как вход постоянного тока от солнечной батареи, так и совместимый вход переменного тока. Это позволяет сети или генератору служить резервным источником, когда солнечной энергии недостаточно.

Напряжение переменного тока, фаза, частота и метод переключения должны соответствовать конфигурации инвертора.

Может ли инвертор солнечного насоса управлять погружным насосом?

Да, многие инверторы солнечных насосов предназначены для совместимых погружных насосов. Инвертор должен соответствовать напряжению двигателя, фазе, току, мощности, длине кабеля и требованиям к запуску.

Как определить размер инвертора солнечного насоса?

Начните с расхода воды, общего динамического напора, мощности двигателя насоса, номинального тока, напряжения фотоэлектрической батареи, мощности фотоэлектрической батареи и необходимого ежедневного объема воды.

Инвертор следует выбирать в соответствии со всей насосной системой, а не только с учетом мощности двигателя.

Что происходит, когда солнечный свет становится слабым?

Инвертор может снизить скорость насоса, перейти в спящий режим или остановить насос, если доступная фотоэлектрическая мощность ниже рабочего порога.

Если модель поддерживает резервное питание от сети переменного тока, она может переключиться на совместимый источник переменного тока в соответствии с настроенным приоритетом.

Заключение

Инвертор солнечного насоса преобразует переменную солнечную энергию в контролируемую мощность переменного тока для двигателей водяных насосов. Его функция MPPT отслеживает доступную фотоэлектрическую мощность, а управление переменной частотой регулирует скорость насоса в зависимости от солнечного света и потребности в воде.

Наиболее важными факторами выбора являются расход воды, общий напор, характеристики двигателя, конструкция фотоэлектрической батареи, входное и выходное напряжение, функции защиты, длина кабеля и требования к резервному копированию.

При правильном подборе к насосу и системе водоснабжения инвертор солнечного насоса может поддерживать автоматическую работу, снижать зависимость от электроэнергии из сети, защищать двигатель и делать подачу воды на солнечной энергии более практичной для сельского хозяйства, отдаленных объектов и других применений.

Нужна помощь в выборе инвертора солнечного насоса?

Поделитесь с командой IFIND номинальной мощностью двигателя насоса, требуемым расходом, общим напором, информацией о солнечной батарее и условиями эксплуатации. Мы можем помочь оценить подходящую конфигурацию инвертора солнечного насоса для вашего проекта.

Обсудите применение инвертора солнечного насоса