طاقة شمسية لمضخات الري
باختصار: المضخات أصعب حمل في الطاقة الشمسية. فالواط التشغيلي صغير، أما اندفاع البدء فليس كذلك. وإذا أخطأت في هامش الاندفاع فسيفصل النظام عند كل بدء للمضخة.
لماذا المضخات حالة خاصة
قد تحمل لوحة مضخة ري رقم 1.5 كيلوواط. وعند البدء، قبل بلوغ المحرك سرعته، يمكن أن تسحب 3 إلى 4.5 كيلوواط لجزء من الثانية — ويحدث ذلك في كل مرة يفعّلها مفتاح الضغط أو المؤقّت.
والعواكس عالية التردد لها تحمّل محدود للاندفاع. ووحدة مقننة فوق حمل التشغيل بقليل ستفصل عند البدء، ثم تنذر، ثم تعيد التشغيل، ثم تفصل مجددًا — فيستنتج المزارع أن العاكس معطوب، والحقيقة أن المواصفة كانت خاطئة.
وحلّان:
- حدّد العاكس فوق حمل التشغيل بفارق مريح — عادة 2–3 أضعاف أكبر محرك، ليقع الاندفاع داخل القدرة المقننة.
- اختر وحدة منخفضة التردد، فهي تمرّ عبر محوّل كبير وتتحمل الاندفاع أفضل بكثير.
متى تكون منخفضة التردد هي الجواب
الطراز HE310-5000-F مصمّم لهذه الفئة من الأحمال تحديدًا:
| المعامل | القيمة | لماذا يهم |
|---|---|---|
| القدرة المقننة | 5000 واط / 6300 فولت أمبير | تقدير الفولت أمبير يمنح هامشًا لمعامل قدرة ضعيف |
| نسبة ذروة الحمل | 3:1 | مضخة 1.5 كيلوواط مع اندفاع 4.5 كيلوواط تقع داخل القدرة |
| جهد البطارية | 48 فولت مستمر | قدرة تيار عالية لبدء المحركات |
| سعة البطارية | حتى 500 أمبير ساعة | سحب مستمر لفترات ضخ طويلة |
| نطاق جهد الإدخال | 154–264 فولت متردد | يتحمل تغذية ريفية ضعيفة أو غير مستقرة |
| الفقد بلا حمل | أقل من نصف وحدة عالية التردد بالقدرة نفسها | مهم في فترات الخمول الطويلة |
| الضجيج | <45 ديسيبل | — |
| الكفاءة | >98% | — |
ونسبة الذروة 3:1 هي المواصفة المهمة. فهي الفرق بين نظام يبدأ المضخة ونظام لا يبدأها.
متى تكفي وحدة هجينة
لمضخة صغيرة متقطعة الاستخدام — مضخة نقل لتعبئة خزان مثلًا — تؤدي وحدة هجينة عالية التردد بهامش سخي المهمة بتكلفة أقل:
| حمل تشغيل المضخة | الطراز الهجين المقترح |
|---|---|
| حتى 750 واط | HE200-3000-O-I5 — 2000 واط، IP54 |
| 0.75–1.5 كيلوواط | HE200-4200-T — 3600 واط، 24 فولت |
| 1.5–3 كيلوواط | HE200-7200-F — 6200 واط، 48 فولت |
| 3–5 كيلوواط، أو بدء صعب متكرر | HE310-5000-F — منخفض التردد، ذروة 3:1 |
وخط الفصل ليس حمل التشغيل بل عدد مرات البدء وصعوبتها. فمضخة تبدأ مرتين يوميًا في دورة خفيفة تتحمل وحدة عالية التردد. أما مضخة تبدأ بمفتاح ضغط كل بضع دقائق فلا.
تحديد المصفوفة لضخ المياه
الضخ كثيف استهلاكًا للطاقة، وذروة طلب الري كثيرًا ما تقع في منتصف النهار — وهو ما يتزامن مع ذروة التوليد. وذلك في صالحك: فيمكن للمضخة أن تعمل مباشرة من الألواح نهارًا مع تغطية البطارية للبدء ولأي تشغيل مسائي فقط.
طاقة المضخة (كيلوواط ساعة/يوم) = قدرة المضخة (كيلوواط) × ساعات التشغيل
مضخة 1.5 كيلوواط تعمل 4 ساعات تستهلك 6 كيلوواط ساعة. وبخمس ساعات ذروة شمسية يعني ذلك 1.2 كيلوواط من المصفوفة قبل الخسائر، أو نحو 1.5–1.6 كيلوواط ذروة بعد خفض الكفاءة. لكن خرج الألواح يجب أن يغطي الاندفاع أيضًا — فالعاكس يسحب تيار البدء من الألواح والبطارية معًا، لذا يجب أن تكون البطارية قادرة على تغطية الفرق لحظيًا.
ملاحظات تركيب عملية
- يجب أن يطابق جهد البطارية العاكس. فبطارية 24 فولت على وحدة 48 فولت تتلف الوحدة.
- استخدم كابل بطارية كافي المقطع. فبدء المحرك يسحب تيارًا مرتفعًا؛ والمقطع الأصغر من اللازم يسبب هبوط الجهد وفصلًا مزعجًا. استخدم جدول الكابلات في دليل التركيب.
- لا تمرّر إدخال الشبكة عبر قاطع تفاضلي — فقد يفصله ترشيح العاكس.
- لحمض الرصاص، اشحن بلا أكثر من 0.2C. فالمضخات غالبًا تعمل على مجموعات حمض رصاص؛ والشحن بتيار زائد يقصّر العمر.
ملاحظة عن الشهادات
يحمل HE310-5000-F شهادة CE للتوافق الكهرمغناطيسي (CKEYS251201016) وتغطية سلامة GB 4943.1-2022 (BDL260706S002)، لكن بلا ملف FCC أو RoHS. ونوع البطارية لهذا الطراز هو AGM دورة عميقة أو GEL، لا الليثيوم. تأكد قبل التحديد — راجع صفحة الشهادات.