يمكن لمزرعة برازيلية مزودة بمضخة ثلاثية الطور بقدرة 7.5 كيلوواط استخدام عاكس شمسي للاستفادة من الطاقة الكهروضوئية أثناء الري. ومع ذلك، يعتمد الاختيار الصحيح على التيار الاسمي للمحرك، وجهد التشغيل، ومعدل التدفق، والارتفاع المانومتري الذي يتطلبه النظام.
سيناريو مرجعي: الري الزراعي
لنأخذ مزرعة في داخل ولاية ميناس جيرايس مزودة بمضخة ثلاثية الطور بجهد 380 فولط وقدرة اسمية 7.5 كيلوواط. يرغب المالك في استخدام الألواح الشمسية لتغذية خزان مياه خلال النهار.
المضخة مركّبة بالفعل، لكن العميل لا يعرف بعد عدد الألواح الكهروضوئية اللازمة.
قبل اقتراح العاكس، يجب التأكد من عمق البئر، والمستوى الديناميكي للمياه، والمسافة إلى الخزان، والمنحنى الهيدروليكي للمضخة.
الحل التقني المقترح
يمكن تقييم عاكس IDEEI QB100-PV بقدرة 7.5 كيلوواط، فئة 400 فولط، لهذا السيناريو بعد التحقق من التيار الاسمي للمحرك.
يمكن أن يتبع النظام هذه البنية:
الألواح الكهروضوئية ← العاكس الشمسي ← المضخة ثلاثية الطور ← خزان المياه.
يستخدم العاكس التحكم بتقنية MPPT لضبط عمل المضخة وفقًا للطاقة الشمسية المتاحة.
يجب حساب عدد الألواح بناءً على القدرة وجهدي Vmp وVoc للألواح، مع مراعاة درجة حرارة المحيط أيضًا.
كيفية تقدير الطلب على المياه قبل شراء العاكس
أول معلومة في المشروع ليست قدرة الألواح، بل كمية المياه التي تحتاجها المزرعة. يجب على المنتج تحديد المساحة المروية، وطريقة الري، والطلب التقريبي بالمتر المكعب يوميًا، والساعات التي يعتزم فيها تشغيل المضخة. يتيح الخزان فصل وقت الضخ عن وقت التوزيع، وهو مفيد بشكل خاص عندما تتغير الطاقة الشمسية المتاحة على مدار اليوم. يجب أن تراعي سعة الخزان الاحتياج الزراعي والفاقد واستراتيجية التشغيل؛ ولا يصح تحديد حجمه بناءً على القدرة الاسمية للمحرك فقط.
بالنسبة لمضخة قائمة بقدرة 7.5 كيلوواط، اطلب منحنى الشركة المصنعة الذي يربط التدفق بالارتفاع المانومتري. إذا لم يتوفر المنحنى، اطلب من الفني المسؤول تسجيل التدفق والضغط عند نقطة التشغيل الفعلية. يشمل الارتفاع المانومتري الكلي فرق المنسوب، والضغط المطلوب عند المخرج، وفواقد الاحتكاك في الأنابيب والوصلات والمرشحات والصمامات. ولا يعادل العمق الكلي للبئر بالضرورة الارتفاع المانومتري المستخدم في الحساب. ففي الآبار، قد يختلف المستوى الديناميكي أثناء الضخ اختلافًا كبيرًا عن المستوى الساكن المقاس والمضخة متوقفة.
ما المعلومات التي يجب التحقق منها على لوحة المحرك؟
قد تتضمن لوحة المحرك قدرة 7.5 كيلوواط، والجهد، والتيار الاسمي، والتردد، ومعامل القدرة، والسرعة، وطريقة التوصيل. صوّر اللوحة كاملة دون اقتصاص معلومات الجهد والتيار. ويجب أن يوفر العاكس الجهد والتيار اللذين يتطلبهما المحرك في التوصيلة المختارة. وإذا كان المحرك يدعم توصيلات مختلفة أو يُغذّى من شبكة محلية بجهد آخر، فيجب التحقق من التوافق قبل الشراء. وليس من الآمن استنتاج التيار من القدرة واختيار المحرك دون مراجعة وثائق الشركة المصنعة.
من الضروري أيضًا تسجيل الطول التقريبي للكابل بين العاكس والمحرك، وحالة التركيب، والحماية الكهربائية الموجودة، وتردد مصدر الطاقة الاحتياطي إن وجد. وقد تتطلب الكابلات الطويلة تحليلًا إضافيًا لهبوط الجهد وتأثيرات التبديل عند خرج العاكس. وفي الأنظمة ذات المحرك المغمور، اتبع توصيات الشركة المصنعة للمحرك بشأن الترشيح والطول الأقصى للكابل. ويجب على الكهربائي التأكد من أن نظام التأريض والحمايات مناسب لبيئة البئر.
كيفية حساب التوصيلة الأولية للألواح الشمسية
يجب أن تتضمن ورقة بيانات الألواح الكهروضوئية القدرة الاسمية، والجهد عند نقطة القدرة العظمى (Vmp)، وجهد الدائرة المفتوحة (Voc)، والتيار عند نقطة القدرة العظمى (Imp)، ومعاملات الحرارة. وبالنسبة لمجموعة ألواح متطابقة موصولة على التسلسل، فإن جهد Vmp التقريبي للسلسلة هو مجموع قيم Vmp لكل لوح؛ وجهد Voc يُجمع أيضًا. أما السلاسل المتطابقة الموصولة على التوازي فترفع التيار الكلي. وتساعد هذه الحسابات الأولية على التحقق من بقاء التركيبة ضمن حدود الجهد والتيار للعاكس، لكنها لا تغني عن التصميم الكهربائي.
في التصميم النهائي، يجب على المصمم التحقق من جهد الدائرة المفتوحة عند أدنى حرارة متوقعة في الموقع، وجهد التشغيل في ظروف سخونة الألواح. كما يجب أن توفر التركيبة طاقة كافية لملف الضخ المخطط، مع مراعاة الإشعاع والتوجيه والتظليل والغبار والفواقد الكهربائية والتغير الموسمي. وقد يوفر تركيب تبدو قدرته الاسمية مناسبة كمية مياه أقل من اللازم في الأيام الغائمة. لذلك يجب أن يعرض العرض التجاري فرضيات التصميم، وألا يَعِد بحجم يومي ثابت دون بيانات هيدروليكية وشمسية قابلة للتحقق.
الحماية من نقص المياه والتحكم في الخزان
في سيناريو ميناس جيرايس، يجب إيقاف الضخ عندما يصبح مستوى البئر غير كافٍ، وعندما يصل الخزان إلى المستوى الأقصى المخطط. ويمكن أن تستخدم الاستراتيجية مداخل الحساسات، أو عوامات التلامس، أو أجهزة مراقبة المضخة، أو مزيجًا معتمدًا من الفني المسؤول. ومن المهم التمييز بين الوظائف الداخلية المتاحة في الطراز المختار والحساسات الخارجية التي يجب شراؤها بشكل منفصل. ويجب على فريق التركيب اختبار سلوك الإيقاف وإعادة التشغيل والإنذارات قبل تشغيل النظام دون إشراف.
إذا كانت مياه البئر تحتوي على رمل أو كان هناك خطر دخول الهواء إلى المضخة، فإن الحمايات الكهربائية لا تغني عن الصيانة الهيدروليكية. اشمل فحص المرشح والحساسات والكابلات المغمورة والوصلات. ويجب على مسؤول المشروع تحديد من يتلقى إشعارات الأعطال وكيف سيتحقق المنتج من مستوى الخزان. ويعتمد قرار المراقبة عن بُعد أو وحدة الاتصال على الطراز والتغطية المتاحة في الموقع والملحقات المشمولة فعلًا في عرض السعر.
التركيب الكهربائي والتعرض للبيئة الريفية
يجب تركيب وحدة التحكم في مكان يحترم درجة حمايتها وحدود الحرارة ومتطلبات دوران الهواء. ولا يجب اعتبار صندوق كهربائي عادي مقاومًا تلقائيًا للأمطار الغزيرة أو التكاثف أو دخول الحشرات. وبالنسبة للتركيبات الخارجية، يجب على المصمم تحديد خزانة مناسبة وغدد كابلات وحماية من الصواعق عند الاقتضاء ونظام تأريض. وتجنب تعريض العاكس مباشرة لرشاشات المياه أو لسطح يركز حرارة الشمس. ويجب أن تتوافق أبعاد الخزانة وتهويتها مع الفواقد الحرارية للمعدة.
أثناء التشغيل التجريبي، يجب على فني مؤهل التأكد من القطبية وجهد الدخل والعزل وتمييز الموصلات واتجاه دوران المحرك وفق تعليمات الشركات المصنعة. ولا يجب تشغيل نظام الضخ خارج منحنى الهيدروليكي الآمن. وسجّل المعاملات المستخدمة ونتائج اختبارات المستوى والتدفق والحماية، فهذا يسهّل الدعم الفني إذا لزم استبدال مكوّن أو ضبط التشغيل بعد الموسم الأول.
مثال لقائمة تحقق لهذا المشروع
قبل إصدار العرض، يمكن للفريق الفني تنظيم التقييم في أربع خطوات: أولًا، التأكد من أن المضخة ثلاثية الطور 380 فولط وتسجيل تيار اللوحة. ثانيًا، تحديد التدفق اليومي المطلوب والمستوى الديناميكي وفواقد الشحنة في المسار إلى الخزان. ثالثًا، مقارنة الألواح الشمسية المتاحة مع نافذة دخل الطراز المحدد من QB100-PV. رابعًا، اختيار الحساسات والحماية الميكانيكية والبيئية المتوافقة مع التركيب. وإذا نقصت إحدى هذه البيانات، فسجّلها كمعلقة بدلًا من استبدالها برقم مختلق.
ضع في الاعتبار أيضًا بديلين تشغيليين: الضخ أساسًا خلال الفترة الشمسية إلى خزان مُصمَّم للطلب، وإذا لزم الأمر، دراسة مصدر طاقة كهربائية إضافي. ويتطلب بديل التغذية بالتيار المتردد تحليل الطراز وترتيب التبديل المعتمد؛ ويجب على المشتري توضيح ما إذا كان يريد تبديلًا يدويًا أو تلقائيًا أو وضع تشغيل آخر. وكون عائلة منتجات توفر خيارات AC/DC لا يعني أن جميع النسخ يمكنها استقبال نوعي التغذية معًا.
كيفية مقارنة عروض الموردين دون مقارنة السعر فقط
لنفس المشروع، اطلب من كل مورد تحديد قدرة العاكس وفئة جهده، وتيار الخرج الاسمي، وحدود الدخل الكهروضوئي، والنسخة الدقيقة للمنتج، والوظائف المؤكدة. واطلب بيانًا صريحًا بالبنود غير المشمولة مثل الألواح والمضخة والحساسات والخزانة والحماية من الصواعق ووحدة الاتصال والدعم المحلي. ولا يجب مقارنة سعر وحدة منفردة بسعر مجموعة تشمل الملحقات والنقل. وتساعد ورقة البيانات والنطاق المكتوب على منع عدم التوافق بعد الاستيراد.
عند مناقشة الشراء مع IDEEI، أخبرنا ما إذا كان التشغيل سيتم عبر مدمج برازيلي أو فريق صيانة المزرعة أو مركّب متعاقد. فهذه التفصيلة تحدد الوثائق ومخططات التوصيل وإرشادات التشغيل التجريبي المطلوبة. ولعملية شراء تجريبية، يجدر تحديد معيار القبول مسبقًا: التوافق الكهربائي، وعمل الحمايات، والأداء الهيدروليكي ضمن الظروف المقاسة، وليس وعدًا عامًا بالتوفير أو الإنتاجية.
أربعة أسئلة شائعة حول العاكس الشمسي 7.5 كيلوواط
هل يصلح عاكس 7.5 كيلوواط لأي مضخة 7.5 كيلوواط؟
لا. يجب أن يتوافق الجهد والتيار الاسمي ونوع المحرك وظروف العمل مع النسخة المختارة. فالمضخة التي يتجاوز تيارها الاسمي حد خرج العاكس تتطلب تقييمًا جديدًا، حتى لو كانت القدرتان المعلنتان في الكتالوج متساويتين.
كم عدد الألواح الشمسية اللازمة؟
يعتمد الجواب على الخصائص الكهربائية لكل لوح، وجهد الدخل المسموح، وملف الإشعاع الشمسي، وكمية المياه اليومية المطلوبة. أرسل ورقة بيانات الألواح وبيانات الضخ ليُحسب التوصيل تسلسل-توازٍ ويُراجَع.
هل يمكن استخدام الشبكة الكهربائية عندما لا تكفي الشمس؟
تعتمد الإمكانية على نسخة العاكس ومخطط التغذية المعتمد للتركيب. أخبرنا بجهد الشبكة وترددها، وتفضيلك للتبديل اليدوي أو التلقائي، لتصلك مقترح يحدد المكونات اللازمة.
هل يحتاج النظام إلى بطارية للري بعد الغروب؟
ليس بالضرورة. يمكن للخزان تخزين المياه المضخوخة نهارًا للتوزيع لاحقًا، بشرط أن تكون سعته والنظام الهيدروليكي مناسبين. أما إذا كانت المضخة تحتاج للعمل ليلًا، فإن مصدر الطاقة واستراتيجية التحكم يتطلبان تقييمًا خاصًا؛ فتخزين المياه وتخزين الطاقة حلان مختلفان.
الخطوة التالية: أرسل مجموعة بيانات تتيح عرض سعر مفيدًا
للمضي قدمًا، أرسل صورة مقروءة للوحة المضخة، ومنحنى الشركة المصنعة أو طرازها، والتدفق اليومي المطلوب، والمستوى الديناميكي للبئر، وفرق المنسوب إلى الخزان، وورقة الألواح الشمسية. وأضف بلدية التركيب، وعدد العواكس، والحاجة إلى الحساسات، والمدة المستهدفة، ومدينة أو ميناء التسليم. وبهذه المعلومات يمكن لفريق IDEEI التحقق من توافق QB100-PV بقدرة 7.5 كيلوواط، وتوضيح نطاق العرض، ومناقشة اللوجستيات بموضوعية. هذا المثال سيناريو مرجعي وليس سجلًا لمشروع نفذته IDEEI فعلًا.
كيفية طلب عرض وتنظيم النقل؟
يجب على المشتري إرسال صورة لوحة المحرك، وورقة الألواح، والتدفق المطلوب، وعنوان التسليم.
لعملية شراء أولى، يمكن طلب وحدة للتقييم الفني قبل شراء معدات لمزارع أخرى.
يجب أن يميز عرض السعر بين سعر العاكس والملحقات والشحن الدولي وضرائب الاستيراد والتسليم في الوجهة.
اطلب تحليل التوافق: أرسل بيانات مضختك 7.5 كيلوواط إلى IDEEI واحصل على مقترح تقني لمنشأتك.