کد خبر: ۲۵۵۳۰
تاریخ انتشار: ۱۶:۲۹ - ۲۲ شهريور ۱۳۹۶
در مناطق کویری یا کوهستانی که مشکلات برق رسانی وجود دارد و نیز آب در عمق نسبتا زیادی از سطح زمین قرار دارد خارج سازی آب به روش‌های فوق امکان پذیر نیست. در این مناطق استفاده از پمپ‌های خورشیدی می‌تواند مزایای فراوانی داشته باشد.
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: آب یکی از مهمترین منابعی است که زندگی انسان به آن وابسته است. آب حاصل از دریاچه ها، برکه ها، رودخانه‌ها و چاه‌ها جهت مصارفی همچون کشاورزی، دامداری، صنعت و مصارف عمومی همواره یکی از معظلات موجود بر سر راه توسعه جوامع انسانی به خصوص جوامع روستایی بوده است.
 
در بسیاری از مناطق آب در سفره‌های زیر زمینی وجود داشته و خارج سازی آن توسط دست یا تلمبه‌های دستی و یا توسط موتورهای دیزلی که از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌کنند صورت می‌گیرد. در مناطق کویری یا کوهستانی که مشکلات برق رسانی وجود دارد و نیز آب در عمق نسبتا زیادی از سطح زمین قرار دارد خارج سازی آب به روش‌های فوق امکان پذیر نیست. در این مناطق استفاده از پمپ‌های خورشیدی می‌تواند مزایای فراوانی داشته باشد.

در پمپ‌های خورشیدی تعداد اجزا متحرک کم است؛ لذا به مراقبت و تعمیرات خیلی کمتری نیاز دارد و همچنین بازدهی آن‌ها مناسب است. آسانی کار با پمپ‌های خورشیدی، سرعت بالای یادگیری کار با آن‌ها و حمل و نقل آسان ان‌ها از مزایای بزرگ این چنین پمپ‌ها است که باعث می‌شود کار با آن‌ها در مناطق دور افتاده مورد توجه قرار گیرد. همچنین باعث حفظ منابع سوختی کشور و راه حلی برای مساله معضل جایگزینی انرژی است و غالبا زمان نیاز به آب با زمان تابش خورشید هماهنگی دارد لذا استفاده از آن‌ها‌
می‌تواند به خوبی پاسخگوی نیاز‌ها باشد هرچند با استفاده از مخازن ذخیره سازی آب مشکل آب قابل دسترسی در شب را نیز می‌توان برطرف نمود.

افزایش روز افزون قابلیت و عملکرد این پمپ‌ها و کاهش مداوم قیمت سلولهای خورشیدی، مبین آن است که پمپ‌های خورشیدی به سرعت برای بسیاری از کاربرد‌ها جنبه اقتصادی پیدا می‌کنند.

ارائه پمپ‌های خورشیدی جایگزینی پاک و مناسب نسبت به پمپ‌های دیزلی برای تامین آب مورد نیاز برای مصارف گوناگون می‌باشد.

از دهه‌ی ۹۰ میلادی پمپ‌های خورشیدی توسعه یافته و به بلوغ فنی رسیدند. این پمپ‌ها با موفقیت آزمایش و در نقاط مختلف جهان مورد استفاده قرار گرفته اند.

به رغم هزینه‌ی اولیه بالای پمپ‌های خورشیدی استفاده از این پمپ‌ها مقرون به صرفه‌تر از پمپ‌های دیزلی می‌باشد. البته نتیجه این سرمایه گذاری عموما بعد از یک پروسه ۳ الی ۵ ساله قابل توجیه می‌باشد.

سیستم‌های آبی خورشیدی ثابت کرده اند که راه حل مناسبی برای مناطق دور از شبکه برق می‌باشند. زیرا انرژی مورد نیاز برای راه اندازی پمپ‌های خورشیدی با استفاده از یک سری پنل‌های خورشیدی در طول روز تولید می‌شود.

مکانیزم استفاده از پمپ‌های خورشیدی عموما به گونه‌ای است که در طول روز و تا زمانی که خورشید در دسترس باشد از انرژی ان برای تامین انرژی مورد نیاز برای استفاده از پمپ بهره می‌بریم و آب را در مخازن برای استفاده در مواقع دیگر ذخیره می‌کنیم. به طور میانگین ۸ ساعت زمان پمپاژ آب در طول روز است که با توجه به فصول قابل تغییر است.

البته می‌توانیم با طراحی و تعبیه باتری از انرژی خورشیدی برای راه اندازی پمپ‌های آب در شب نیز بهره‌مند شویم، اما این کار از لحاظ اقتصادی برای پمپ‌های خورشیدی مقرون به صرفه نیست.

به طور کلی پمپ‌های خورشیدی از ۳ جزء اصلی تشکیل شده است. شامل:

· پنل‌های خورشیدی

· کنترل کننده

· بدنه اصلی

پمپ‌های آب عموما به دو دسته AC و DC تقسیم می‌شوند. از آنجایی که پنل‌های خورشیدی جریان DC تولید می‌کند به نظر می‌رسد پمپ‌های DC باعث کاهش تجهیزات مورد نیاز و صرفه جویی بیشتر در انرژی می‌شود.

از نظر اقتصادی موتورهای AC بسیار ارزانتر از موتورهای DC هستند، اما تبدیل کننده DC به AC نسبتا گران قیمت است.

ضرورت استفاده از پمپ‌های خورشیدی

پمپ‌های خورشیدی دارای مزایایی نسبت به پمپ‌های دیگر می‌باشد که در زیر به چند مورد از آن‌ها اشاره می‌کنیم:

· استفاده از پمپ‌های خورشیدی در مناطقی که از شبکه انتقال برق فاصله زیادی دارند.

· عدم اطمینان از آینده قیمت برق (افزایش تعرفه برق با برداشتن یارانه ها)

· عدم استفاده از منابع سوخت‌های فسیلی

· افزایش هزینه‌ی سوخت‌های فسیلی مانند گازوئیل و بنزین

· عدم نیاز به متخصص و کارشناسان خبره برای راه اندازی و استفاده از پمپ‌های خورشیدی

· با توجه به محدود بودن اجزای سیستم، پمپ‌های خورشیدی به مراقبت و تعمیرات کمتری در قیاس با پمپ‌های دیزلی نیاز دارند.

· با توجه به پاک بودن منابع انرژی تجدید پذیر هیچ آسیبی به محیط زیست وارد نمی‌شود.

· عدم نیاز به اجرای شبکه kv ۲۰ جهت تامین برق پمب

· و مهمترین دلیلی که می‌توان استفاده از پنل‌های خورشیدی و اصولا پمپ‌های خورشیدی را توجیه کرد این است که زمان استفاده از چاه‌های آب شرب به عبارتی بهره برداری از چاه‌ها از فصل بهار افزایش یافته و تا ابتدای پاییز به طول می‌انجامد که این دوره زمانی بیشترین ساعات تابش آفتاب در مقایسه با فصول دیگر وجود دارد ودر این فصول نیزمی توان از انرژی خورشیدی حداکثر استفاده را برد.

به طور کلی پمپ‌های خورشیدی پمپ هایی هستند که در آن‌ها انرژی خورشیدی به وسیله پانل‌های خورشیدی (قطعه مستطیل شکل از سلول‌های خورشیدی) به انرژی الکتریسیته تبدیل می‌شود و این انرژی در راه اندازی پمپ آبی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
 
 
 
 
 
 

مراحل اجرای انجام طرح

۱ - مطالعه اقلیمی

در این قسمت، هدف برآور میزان انرژی مصرفی با توجه به آب مورد نیاز منطقه است. از این طریق می‌توان طرح پمپ فتوولتائی را به گونه‌ای ارایه نمود که کارآیی بهینه اقتصادی داشته باشد و به نصب آن پرداخت.

قدم اول، تشخیص نقاط مستعد برای به کار گیری چنین پمپ هایی است. در این قسمت نقاط مستعد از نظر انرژی خورشیدی وآب مورد نیاز مورد بحث است.


الف) انرژی خورشیدی

خارج از اتمسفر زمین توان انرژی خورشیدی برابر W/m۲، ۱۳۵۳ است. بیشترین انرژی خورشیدی بر روی سطح آب‌های آزاد برابر W/m۲، ۱۰۰۰ است. این میزان بسته به عوامل مختلفی مانند موقعیت جغرافیایی مختلف تغییر می‌کند.

انرژی خورشیدی در ایران به طور متوسط در یک روز بین ۵ / ۴ تا Kwh/m۲، ۰ / ۶ می‌باشد. دانستن میزان انرژی خورشیدی در منطقه مورد نظر از آن جهت قابل اهمیت است که بعد از مشخص شدن نیاز آبی منطقه، می‌توان میزان انرژی مصرفی برای تهیه این آب را محاسبه کرده و از آنجا با توجه به توان خورشیدی منطقه، ظرفیت پانل‌های خورشیدی مشخص می‌گردد. در مورد انرژی خورشیدی، میزان تابش رسیده به سطح زمین و همچنین بررسی تعداد روزهای آفتابی و یا نیمه آفتابی مورد اهمیت است. هرچند این پمپ‌ها حتی در روزهای تمام ابری نیز می‌توانند به کار خود ادامه دهند.

میانگین سالانه تابش خورشیدی کل بر روی سطح شیبدار برابر میزان تابش روزانه برای هر منطقه را‌
می‌توان از ایستگاه‌های هواشناسی تهیه کرد.


ب) آب مورد نیاز

در این قسمت با مشخص شدن آب مورد نیاز انرژی مصرفی مورد نیاز برآورده می‌شود.

این انرژی بدین صورت محاسبه می‌شود که میزان حجم آب مورد نیاز به متر مکعب را که با V. نمایش‌
می‌دهیم در ارتفاع پمپاژ شده توسط پمپ نمایش می‌دهیم ضرب شده، مقدار h*v را برحسب توان چهارم متر، فاکتور انرژی می‌نامیم. حال فاکتور انرژی را بر عدد ۳۶۷ تقسیم می‌کنیم بدین ترتیب انرژی هیدرولیک مورد نیاز بر حسب kwh به دست می‌آید.


آب مورد نیاز بسته به موارد استفاده آن متفاوت است. به عنوان اولین مثال آب جهت مصارف عمومی مانند شرب، پخت و پز و بهداشت را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

طبق استانداردهای جهانی برای یک روستای ۵۰۰ نفره حداقل آب مورد نیاز در حدود ۲۰ مترمکعب در روز است. چنانچه این حجم آب در روز ۲۰ متر بالا کشیده شود، انرژی هیدرولیکی kwh ۱ / ۱ در روز مورد نیاز می‌باشد. حال باید دید مدت زمان مفید پمپاژ چه مقدار است. این قسمت از مطالعه انرژی خورشیدی در قسمت الف. به دست می‌آید و مشخص می‌شود نصب چنین پمپ هایی در منطقه مورد نظر امکان پذیر یا مقرون به صرفه است یا خیر؟


۲ - اجزای تشکیل دهنده پمپ‌های خورشیدی:

به طور کلی پمپ‌ها از سه قسمت:

· پنل‌های خورشیدی

· کنترل کننده

· پمپ آبی

تشکیل شده اند. پمپ‌های قابل استفاده به دو دسته پمپ‌های DC و پمپ‌های AC تقسیم می‌شوند. از آنجا که پنل‌های خورشیدی آن‌ها جریان DC تولید می‌کند به نظر می‌رسد پمپ‌های DC باعث کاهش تجهیزات مورد نیاز و صرفه جویی بیشتر در انرژی می‌شود ما از آنجا که توانایی این چنین پمپ هایی در مقایسه با پمپ‌های AC پایین بوده، در مواردی که توان بالا برای پمپاژ آب مورد نیاز باشد (بیش از
W. ۲۵۰) از موتور پمپ‌های AC استفاده می‌کنند، بنابر این کنترل کننده باید شامل یک تبدیل کننده جریان DC به AC نیز باشد.

از نظر اقتصادی نیز موتور پمپ‌های AC بسیار ارزانتر از موتور‌های DC هستند، اما تبدیل کننده DC به AC نسبتا گران قیمت است. در هر صورت بسته به فاکتورهای انرژی (حجم آب مورد نیاز در ارتفاع مورد نظر) باید پمپ مورد استفاده مشخص شود. اصولا شرکت‌های سازنده اینگونه پمپ‌ها نمودارهایی را ارائه‌
می‌کنند که مصرف کننده می‌تواند با توجه به فاکتور انرژی و با توجه به توان تابشی منطقه میزان توان ماکزیمم مورد نیاز آب پمپ را مشخص کند و به وسیله مشخص شدن این توان ماکزیمم تعداد پنل‌های خورشیدی مورد نیاز را برآورد کند.



مقایسه اقتصادی پمپ‌های خورشیدی با دیگر پمپ‌ها

بررسی آماری سالهای اخیر نشان می‌دهد که با بالا رفتن تکنولوژی استفاده از اینگونه پمپ‌ها و پنل‌های خورشیدی مربوط به آن، در این سال‌ها به صورت نمائی بالا رفته است. این مطلب اهمیت اقتصادی این گونه پمپ‌ها را در تجارت جهان مشخص می‌کند. در هر صورت پمپ‌های خورشیدی را می‌توان از نظر اقتصادی برای مصرف کننده با پمپ‌های دیزلی و بادی مقایسه کرد.

طبق برآورد بانک جهانی چنانچه فاکتور انرژی از m۴۸۰۰ (برای مثال m۳۴۰ در روز تا ارتفاع m۲۰) بیشتر باشد پمپ‌های خورشیدی از نظر اقتصادی جوابگوی این نیاز نخواهد بود.

برای تصمیم درباره این امر که آیا پمپ خورشیدی اقتصادی‌تر است یا پمپ دیزل، همه چیز به این پرسش بستگی دارد که:

شما چقدر برای هر لیتر آب پمپ شده می‌پردازید؟

این مفهوم توسط هزینه آب واحد (UWC) بیان می‌شود. یعنی هزینه حجم مشخصی از آب که فرد باید بفروشد تا هزینه خریداری، هزینه نگهداری و هزینه تعمیرات در طول دوره فعالیت را جبران کند. هزینه خریداری، نصب و نگهداری یک پمپ باید توسط آب پمپ شده جبران شود.

در جدولی که در ادامه می‌آید UWC را برای پمپ‌های خورشیدی و دیزلی برای انواع مصارف روزانه به همراه نرخ استخراج روزانه نشان می‌دهد. مشخص است که پمپ‌های دیزل هزینه بالایی دارند، مثلا با نرخ استخراج روزانه کم تا متوسط بازده پایینی دارند. پمپ‌های خورشیدی در مقایسه ۷۰ تا ۹۰ درصد ارزانتر از پمپ‌های دیزل هستند.

همه محاسبات بر اساس ۳ / ۱ دلار به ازای هر لیتر گازوئیل انجام شده است.
 
UWC براي پمپ هاي  دیزلی:
 
 

Daily Flow Rate

Head m3/day

3

6

8

13

17

20

0.7

0.4

0.25

0.2

0.15

40

0.65

0.35

0.3

0.2

0.2

60

0.7

0.4

0.35

0.25

0.25

80

0.75

0.45

0.4

0.35

0.35

120

0.85

0.55

0.5

0.5

0.4

 
UWC براي پمپ هاي خورشيدي:
 

Daily Flow Rate

Head m3/day

3

6

8

13

17

20

0.7

0.4

0.25

0.2

0.15

40

0.65

0.35

0.3

0.2

0.2

60

0.7

0.4

0.35

0.25

0.25

80

0.75

0.45

0.4

0.35

0.35

120

0.85

0.55

0.5

0.5

0.4

 
مقایسه اقتصادی پمپ‌های دیزلی و خورشیدی

اغلب تصمیم گیری‌ها برای سرمایه گذاری تن‌ها بر اساس قیمت تمام شده برای خرید تکنولوژی کارهای عملیاتی و هزینه‌های نگهداری و جایگزینی صورت می‌گیرد. به عنوان مثال برای مقایسه پمپ‌های خورشیدی و دیزلی از هزینه‌های سوخت صرفه نظر می‌کنیم و به موارد زیر می‌پردازیم:

۱ - هزینه‌های سرمایه گذاری اولیه: هزینه‌های سرمایه گذاری اولیه پمپ‌های دیزلی به مراتب کمتر از
پمپ‌های خورشیدی است.

۲ - هزینه‌های جایگزین کردن: هزینه‌های مربوط به جایگزینی، عمدتا به دلیل جایگزینی تکنولوژی‌های جدید می‌باشد و برای پمپ‌های دیزلی هر ۵ سال و برای پمپ‌های خورشیدی هر ۷ سال است.



۳ - هزینه‌های تعمیر و نگهداری: این هزینه‌ها برای پمپ‌های دیزلی بسیار مرسوم‌تر است و مقدار قابل توجهی را به خود اختصاص می‌دهند ولی در پمپ‌های خورشیدی به دلیل ادوات مکانیکی محدود ترند این هزینه‌ها قابل چشم پوشی هستند.



۴ - هزینه‌های جاری مربوط به سیستم‌ها: این هزینه‌ها را به نحوی می‌توان به بخش سوخت مرتبط دانست که شامل هزینه‌ی حمل سوخت به محل سیستم و رفت وآمد برای بازرسی سیستم به محل سیستم‌
می‌باشد.

با توجه به مطالب بالا که عموما گواه بر مزیت‌های پمپ‌های خورشیدی می‌باشند و با اضافه کردن
هزینه‌های سوخت پمپ‌های دیزلی به این نتیجه می‌رسیم که استفاده از پمپ‌های خورشیدی مقرون به
صرفه‌تر می‌باشد.




*اعداد برای پمپ کردن آب از عمق ۵۰ متری و با پمپاژ ۱۰ هزار لیتر در روز با فرض ۵ ساعت کار در روز است، قیمت سوخت ۳ / ۱ دلار آمریکا برای هر لیتر در نظر گرفته شده است.




با در نظر گرفتن طول عمر، پمپ‌های خورشیدی ارزانتر از پمپ‌های دیزلی هستند ولی معمولا هزینه خرید آن‌ها بالاتر است. بعد از چند سال کار کردن پمپ خورشیدی ارزان‌تر از پمپ دیزلی خواهد بود؟
۵ سال؟ خیلی بیشتر؟

زمانی که هزینه پمپ خورشیدی و دیزلی برای پمپ کردن مقدار مشخصی آب برابر شود نقطه برابری در نظر گرفته می‌شود. نقطه برابری به ارتفاع پمپ کردن و حجم آب پمپ شده در روز بستگی دارد.

هزینه دستگاه در ۲۰ سال بر اساس دلار آمریکا برای پمپ از عمق ۵۰ متری و برای ۲۰ هزار لیتر آب: (رنگ روشن‌تر یعنی خط با شیب بیشتر مربوط به دیزل است)

ارسال نظر قوانین ارسال نظر
لطفا از نوشتن با حروف لاتین (فینگلیش) خودداری نمایید.
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.
نام:
ایمیل:
* نظر:
وضعیت انتشار و پاسخ به ایمیل شما اطلاع رسانی میشود.
پربازدیدها
برق در شبکه های اجتماعی
اخبار عمومی برق نیوز
عکس و فیلم
پربحث ترین ها
آخرین اخبار