Pompes à eau solaires - la solution au pompage sans lignes électriques

Pompes à eau solaires - la solution au pompage sans lignes électriques

Pompes à eau solaires - la solution au pompage sans lignes électriques

 

 

pompage solaire de l'eau

Les systèmes de pompage solaire de l'eau sont un moyen moderne éprouvé sur le terrain pour pomper l'eau dans les endroits où l'accès au réseau électrique n'est pas disponible, ou lorsque le réseau n'est pas fiable ou bien trop cher. Ces systèmes utilisent des cellules photovoltaïques (PV) pour convertir la lumière du soleil en électricité afin d'alimenter des pompes qui peuvent être utilisées pour pomper les eaux souterraines ou de surface.
La plupart des pompes solaires sont conçues pour être utilisées hors réseau et sont conçues pour être extrêmement efficientes. En ne subissant pas de perte lors du passage du courant continu au courant alternatif et du retour au courant continu, vous pouvez maximiser votre pompage tout en minimisant votre consommation d'énergie. La façon la plus efficace d'utiliser une pompe solaire est le PV-direct, qui alimente la pompe directement à partir du panneau solaire, sans utiliser de batterie. Plutôt que de subir des pertes en stockant l'énergie dans des batteries, l'eau elle-même est stockée dans une citerne ou un réservoir pour être utilisée au besoin. Il est beaucoup plus facile de stocker l'eau que l'électricité. La différence entre une citerne et un réservoir est qu'une citerne a un couvercle amovible, et un réservoir est généralement scellé.

LES BASES DU SYSTÈME DE POMPAGE SOLAIRE

Un système typique comprend les éléments suivants :

La source d'eau : Il peut s'agir d'une source d'eau souterraine, comme un puits ou un trou de forage. Il peut aussi s'agir d'une source d'eau de surface comme une rivière ou un étang.

 

source d'eau

La pompe : Selon la profondeur de l'eau, on peut utiliser des pompes de type submersible ou d'aspiration. Dans les systèmes solaires les plus courants, les pompes sont alimentées en courant continu, ce qui nécessite des coûts d'exploitation et d'entretien considérablement plus bas que les pompes à courant alternatif conventionnelles et offre un meilleur rendement.

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Le générateur PV : Les panneaux solaires sont constitués de groupes de cellules photovoltaïques (PV), alignés de manière à assurer une exposition solaire adéquate sur le site. Les cellules photovoltaïques produisent du courant continu lorsque le soleil brille. Le panneau PV est normalement monté sur un support ou un support pour permettre son alignement afin de maximiser l'exposition au soleil.

 

champs solaire

Le contrôleur de pompe : Cette unité permet à la pompe d'être contrôlée et régulée et sera connectée à la pompe et au système de mise à la terre électrique.

 variateur

 

Bancs de batteries en option : Les unités PV ne produisent de l'électricité que lorsque le soleil brille et ne fonctionnent donc pas la nuit et les jours nuageux. Une solution pour assurer un pompage continu consiste à connecter des batteries de batteries au générateur PV pour stocker l'énergie excédentaire, qui sera utilisée lorsqu'il n'y a pas de soleil.

 

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Générateur de secours en option : Une autre option est de fournir un groupe électrogène AC à essence ou diesel l’utilisation des unités de commande intelligentes rendent le changement de source d'alimentation automatique.

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Autres sources d'énergie renouvelables : L'énergie solaire photovoltaïque peut également être combinée avec une éolienne pour profiter au maximum des ressources énergétiques naturelles - l'énergie solaire lorsque le soleil brille et l'énergie éolienne lorsque le vent souffle.

 

 

eolienne

Tuyauterie de refoulement : Cette tuyauterie transporte l'eau de la pompe au réservoir de stockage et à l'utilisation finale. Il est important que la tuyauterie de refoulement soit conçue de manière à ce que les matériaux, le diamètre, la disposition et les raccords soient disposés de manière à minimiser les pertes par frottement dans la tuyauterie. Cela aidera à maximiser l'efficacité du système de pompage.

 

tuyau forage

Réservoir de stockage d'eau : Un réservoir de stockage est un élément clé de la plupart des systèmes de pompage solaires, afin d'assurer une disponibilité constante de l'eau, 24 heures sur 24. La capacité du réservoir doit être conçue de manière à stocker suffisamment d'eau pour répondre à la demande d'eau par temps pluvieux ou nuageux (pas de jours de soleil) lorsque le pompage sera limité. La taille et les dimensions du réservoir de stockage doivent être déterminées en fonction du nombre de jours de stockage requis.

 

reservoir

 

En réalité, chaque système de pompage d'eau solaire est unique. Pour tirer le meilleur parti d'un système, il faut faire des recherches et concevoir avant d'acheter et d'installer le premier module PV et la première pompe. Chaque composant doit être soigneusement adapté et une planification adéquate est essentielle pour que le système final soit efficace et fiable et qu'il puisse fonctionner pendant de nombreuses années encore.

APPLICATIONS

Les applications possibles pour les systèmes de pompage solaire incluent :

Systèmes d'irrigation et systèmes agricoles

 

arrosage pompe

 

L'application la plus courante du pompage solaire de l'eau est de fournir de l'eau d'irrigation ou de l'eau pour le bétail, en pompant à partir de puits d'eau souterraine ou de plans d'eau de surface. Un système de pompage solaire bien conçu peut transformer la disponibilité de l'eau d'irrigation et réduire l'argent dépensé par les agriculteurs en carburant pour les génératrices dans les régions où le réseau électrique est cher et n'est pas disponible ou peu fiable.

Habitations éloignées

Là où les gens vivent loin d'une alimentation électrique fiable, les systèmes solaires peuvent être une bonne alternative à l'alimentation électrique des générateurs. Bien que le coût d'investissement initial d'un système photovoltaïque puisse être supérieur à celui d'un générateur, pendant la durée de vie du système, le faible coût d'entretien et le coût nul du combustible feront d'un système photovoltaïque solaire une option moins coûteuse à long terme.

Camps miniers temporaires ou camps de construction

Les systèmes de pompage solaire peuvent être un excellent moyen de fournir de l'eau aux sites miniers et aux chantiers de construction. Lorsqu'ils sont utilisés en combinaison avec des systèmes temporaires de traitement de l'eau potable, ils peuvent être utilisés pour fournir de l'eau potable aux travailleurs.

Approvisionnement d'urgence en eau

Dans les situations de secours en cas de catastrophe et dans les camps de réfugiés, les systèmes de pompage solaire combinés à des unités temporaires de traitement de l'eau potable peuvent être un moyen efficace de fournir très rapidement de l'eau potable sûre et propre aux populations touchées. Les systèmes solaires sont relativement légers et compacts et conviennent au transport aérien. Une fois sur le terrain, ils sont rapides à assembler et nécessitent peu de connaissances spécialisées pour l'installation et la mise en service.

Systèmes d'assèchement

Les systèmes d'assèchement nécessitent normalement un pompage continu, 24 heures par jour, 7 jours par semaine. Cela signifie que l'énergie solaire seule ne sera normalement pas suffisante et que les systèmes d'assèchement sont normalement alimentés par des générateurs ou par le réseau. Toutefois, dans les climats chauds et arides, tels que le Moyen-Orient, certaines parties de l'Afrique et l'Australie, les systèmes photovoltaïques solaires peuvent avoir un rôle à jouer dans la réduction des coûts énergétiques en remplaçant une partie des sources d'énergie conventionnelles utilisées pour faire fonctionner les pompes de déshydratation.

Systèmes d'ancrage au réseau

Si le pompage requis est intermittent pendant la journée ou si la demande de pompage est très faible, la puissance fournie par le générateur PV peut dépasser l'énergie nécessaire au fonctionnement des pompes. Dans ces cas, il est possible de raccorder le système PV à la fois à la pompe et à d'autres demandes électriques, soit d'autres demandes de puissance sur site de l'opérateur de la pompe, soit d'exporter de l'électricité vers le réseau électrique si celui-ci existe à proximité du site. Ces systèmes sont connus sous le nom de systèmes "d'interconnexion au réseau" et peuvent fournir une source de revenus pour l'opérateur de la pompe, en obtenant des paiements de la compagnie de service public pour l'électricité exportée.

TYPES DE POMPES POUR L'UTILISATION AVEC DES SYSTÈMES D'ÉNERGIE SOLAIRE

Différents types de pompes sont classés en pompes submersibles et pompes de surface. Les pompes sont disponibles pour fonctionner en courant alternatif (AC) ou en courant continu (DC). Les systèmes de pompage solaire sont normalement basés sur des pompes à courant continu, bien que les pompes à courant alternatif soient parfois utilisées sur les systèmes de raccordement au réseau.

Les pompes submersibles fonctionnent différemment des pompes de surface (qui sont installées au-dessus du niveau de l'eau et aspirent l'eau de sources peu profondes) en poussant l'eau de la pompe vers un réservoir de rétention ou un réservoir sous pression. Les pompes submersibles sont utilisées pour pomper l'eau souterraine de puits ou de forages plus profonds, là où les pompes de surface ne peuvent pas être utilisées parce que le niveau de l'eau est trop bas sous le niveau du sol (à une profondeur d'environ 6 mètres).

Les pompes de forage submersibles sont spécialement conçues pour avoir un petit diamètre extérieur de sorte qu'elles peuvent être suspendues sous le niveau de l'eau dans le puits et raccordées à une conduite de sortie (appelée conduite montante) qui monte à la surface. Le choix de la pompe adaptée à chaque application dépend du débit et de la hauteur et de la distance de pompage requis (qui contrôlent la hauteur de refoulement contre laquelle la pompe doit pousser l'eau).

Une pompe submersible est habituellement placée dans un puits ou un trou de forage, bien qu'il y ait des cas où un ruisseau ou un étang est utilisé comme source. Un submersible correctement dimensionné peut pomper l'eau des puits profonds, à des profondeurs allant jusqu'à 450 mètres. La plupart des modèles de pompes sont durables et peuvent tolérer de l'eau avec des niveaux de salinité relativement élevés.

Il existe trois catégories principales de pompes submersibles : les pompes centrifuges, les pompes à rotor hélicoïdal et les pompes à membrane :

Les pompes centrifuges ont une roue qui tourne à grande vitesse. Comme la vitesse de rotation est élevée, le débit de la pompe est généralement élevé. Cependant, la pression de refoulement, et donc la hauteur de refoulement (hauteur de refoulement) qui peut être atteinte, est généralement inférieure à celle des autres types de pompes.
Les pompes à rotor hélicoïdal sont un type de pompe "volumétrique" qui permet d'obtenir des levées plus élevées et un débit suffisamment élevé pour répondre à la plupart des demandes. Comme l'eau doit être transportée à travers le corps de la pompe, il en résulte un débit inférieur à celui des pompes centrifuges. Cependant, avec sa pression plus élevée, une pompe à rotor hélicoïdal peut fournir de l'eau contre des hauteurs de refoulement plus élevées.
Les pompes submersibles à membrane, un autre type de pompe volumétrique, peuvent pomper jusqu'à environ 20 litres par minute à partir de puits peu profonds (moins de 30 mètres de profondeur), ou des volumes inférieurs à partir de puits jusqu'à environ 70 mètres de profondeur. Bien que ces pompes soient moins chères que les pompes centrifuges ou à rotor hélicoïdal, elles nécessitent beaucoup plus d'entretien.

Les pompes de surface aspirent l'eau vers le haut jusqu'à la pompe en utilisant le principe d'aspiration et sont utilisées pour déplacer l'eau de sources telles que les puits peu profonds, les étangs, les ruisseaux et les réservoirs, où la pompe elle-même peut être située à environ 6 mètres au-dessus du niveau de l'eau.

Il existe de nombreux types de pompes ; le choix dépendra de la quantité d'eau à transporter par jour ainsi que de la hauteur et de la distance jusqu'au point de livraison (par exemple, le réservoir de stockage). L'efficacité et la fiabilité de la pompe peuvent être améliorées si la hauteur d'aspiration peut être réduite à quelques mètres seulement.

Il existe trois grandes catégories de pompes de surface : les pompes de refoulement, les pompes de pression et les surpresseurs :

Les pompes d'alimentation sont utilisées pour déplacer l'eau d'un endroit à un autre. Certains sont capables d'une pression élevée tandis que d'autres sont principalement destinés à déplacer de grands volumes à basse pression.
Les pompes à pression sont souvent utilisées pour mettre sous pression les petits systèmes d'eau dans les bâtiments - maisons, écoles, entreprises ou hôpitaux.
Les pompes de surpression sont utilisées pour maintenir la pression ou le débit - généralement utiles dans les villes ou les collectivités où la pression de l'eau n'est pas fiable, particulièrement en période de forte demande.

NOTES : Les systèmes de pompage solaire peuvent être configurés de différentes manières, notamment en fonction de la capacité de la batterie (pour stocker l'énergie excédentaire) ou de la connexion au réseau (pour exporter l'énergie excédentaire).

Batterie de secours

Des banques de batteries peuvent être utilisées pour stocker l'énergie excédentaire, ce qui peut permettre aux pompes de fonctionner la nuit ou les jours sans soleil. Ceux-ci peuvent être reliés à des générateurs pour que les batteries soient utilisées de préférence, mais le générateur est utilisé pour continuer à alimenter les pompes lorsque les batteries sont déchargées.

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Commentaires

  • Hamed Ba - September 30, 2019

    C’est un sujet très important, et nous tendons vers les énergies renouvelables… Je suis très intéressée et je souhaiterais faire partie du groupe enrj solaire

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