Fábrica de Bombas Centrífugas Solares

1. ¿Qué es una bomba solar de superficie?

A bomba solar de superficie es una unidad de bomba instalada sobre el suelo que extrae agua de una fuente de agua abierta cercana, como un río, estanque, canal, lago o pozo poco profundo, alimentada total o principalmente por paneles solares fotovoltaicos (PV). Tanto el motor como la bomba están montados en la superficie, conectados a un controlador de bomba solar que regula la entrada y salida de energía.

Las bombas de superficie funcionan según el principio de succión : crean una presión negativa en la entrada para extraer agua hacia arriba a través de una tubería de entrada antes de presurizarla y descargarla por el lado de entrega. Esto las diferencia de las bombas sumergibles, que empujan el agua desde abajo hacia arriba. La altura de succión práctica para bombas de superficie está limitada por la presión atmosférica a aproximadamente 7 a 8 metros en condiciones del mundo real.

Como parte de la cartera de soluciones de sistemas de agua de Deye Group, los sistemas de bombas de superficie complementan las líneas de productos de bombas sumergibles de la compañía al abordar aplicaciones donde las fuentes de agua son accesibles en o cerca del nivel de la superficie.

2. Componentes principales de un sistema de bomba solar de superficie

• Paneles solares fotovoltaicos: Genere electricidad CC a partir de la luz solar para alimentar el sistema de bomba.
• Controlador de bomba solar: Gestiona el seguimiento de potencia MPPT, la regulación de la velocidad del motor y las funciones de protección; puede admitir entrada híbrida solar y de red.
• Unidad de bomba de superficie: Incluye el motor y el cuerpo de la bomba montados sobre un bastidor base común en el lugar de instalación.
• Tubo de entrada y válvula de pie: Transporta agua desde la fuente hasta la entrada de la bomba; la válvula de pie evita el reflujo y mantiene la bomba cebada.
• Colador o Filtro: Instalado en la entrada para evitar que entren residuos, hojas y sedimentos al cuerpo de la bomba.
• Tubería de descarga y manómetro: Entrega agua a presión al sistema de distribución; un manómetro monitorea la presión de funcionamiento.
• Puerto de cebado: Se utiliza para llenar la bomba y la tubería de entrada con agua antes del arranque inicial para establecer la succión.

3. Tipos de bombas solares de superficie

3.1 Por diseño hidráulico de la bomba

3.2 Por tipo de motor

• Bomba de superficie con motor CC: Directamente compatible con la salida del panel fotovoltaico; Diseño de sistema más simple con menos etapas de conversión. Adecuado para rangos de potencia pequeños.
• Bomba de superficie con motor de CA y controlador inversor solar: Motor de inducción de CA estándar impulsado por un inversor/controlador de bomba solar. Admite rangos de potencia más amplios y es compatible con entrada de energía solar y de red.

4. Parámetros técnicos clave

5. Escenarios de aplicación

• Riego de aguas superficiales: Extraer agua de ríos, canales o embalses para regar campos mediante métodos de goteo, aspersores o surcos en áreas sin conectividad a la red.
• Transferencia de agua de estanques y lagos: Transferir agua entre estanques de almacenamiento, canales de riego o cuencas de tratamiento sobre terreno plano.
• Suministro de agua de pozo poco profundo: Extraer agua de pozos poco profundos, abiertos o revestidos, para uso doméstico, ganadería o agricultura en pequeña escala, donde la profundidad del pozo no excede la altura de succión práctica.
• Gestión de inundaciones y drenajes: Eliminación de agua superficial acumulada en terrenos agrícolas bajos o sitios de construcción.
• Llenado del tanque de agua: Bombear agua desde una fuente a nivel del suelo a un tanque de almacenamiento elevado para su distribución por gravedad a edificios o sistemas de riego.
• Acuicultura y gestión de estanques de peces: Suministrar agua dulce a estanques de peces o mantener la circulación en instalaciones de acuicultura.

6. Bomba solar de superficie versus bomba solar sumergible

7. Consideraciones de instalación

• Colocación de la bomba: La bomba debe instalarse lo más cerca posible de la fuente de agua y lo más bajo posible para minimizar la altura de succión y reducir el riesgo de cavitación.
• Longitud y diámetro del tubo de entrada: Las tuberías de entrada más largas o más estrechas aumentan las pérdidas por fricción y reducen la capacidad de succión efectiva. El diámetro de la tubería debe ser igual o mayor que el puerto de entrada de la bomba.
• Instalación de la válvula de pie: Una válvula de pie en la base del tubo de entrada retiene el agua en el tubo cuando la bomba se detiene, lo que permite reiniciar sin necesidad de volver a cebar manualmente.
• Refugio y Protección: Los motores y controladores montados en superficie deben protegerse de la lluvia directa, el polvo y la radiación solar extrema para prolongar la vida útil de los componentes.
• Montaje seguro: El marco de la base de la bomba debe anclarse a una superficie estable para evitar que se afloje y desalinee durante la operación debido a las vibraciones.

8. Preguntas frecuentes

P1: ¿Por qué la altura de succión se limita a entre 7 y 8 metros para las bombas de superficie?

En teoría, la presión atmosférica al nivel del mar puede soportar una columna de agua de aproximadamente 10,3 metros. En la práctica, las pérdidas por fricción en la tubería de succión, la temperatura del agua, la altitud y la presión de vapor reducen el límite de succión efectivo a 7 a 8 metros . Exceder este límite provoca cavitación, lo que daña el impulsor de la bomba y reduce el rendimiento.

P2: ¿Puede una bomba solar de superficie manejar agua que contiene sedimentos o algas?

Las bombas centrífugas de superficie estándar están diseñadas para agua relativamente limpia. El agua con un alto contenido de sedimentos, arena o algas acelerará el desgaste de los impulsores y los sellos. un colador de entrada es esencial, y en fuentes muy contaminadas se debe considerar una etapa de prefiltración antes de la entrada de la bomba.

P3: ¿Una bomba solar de superficie necesita un controlador dedicado?

Sí. un controlador de bomba solar Se requiere MPPT para convertir de manera eficiente la salida variable del panel fotovoltaico en energía estable del motor. Sin un controlador, el motor está sujeto a fluctuaciones de voltaje que reducen la eficiencia y corren el riesgo de dañar el motor. El controlador también proporciona protecciones esenciales como apagado por funcionamiento en seco y corte por sobrecorriente.

P4: ¿Qué sucede si el nivel del agua cae por debajo del tubo de entrada durante el funcionamiento?

Si la entrada está expuesta al aire, la bomba pierde el cebado y comienza a funcionar en seco. El funcionamiento en seco provoca un rápido sobrecalentamiento de las juntas de la bomba y de los cojinetes del motor. un protección contra funcionamiento en seco La función en el controlador de la bomba solar detecta la condición anormal mediante la caída de corriente o un sensor de nivel de agua y apaga la bomba automáticamente para evitar daños.

P5: ¿Cuántos paneles fotovoltaicos se necesitan para una bomba solar de superficie?

La capacidad requerida del conjunto fotovoltaico depende de la potencia nominal del motor, las horas pico de sol diarias en el sitio y las pérdidas de eficiencia del sistema. Como pauta general, la potencia total del panel debe ser aproximadamente 1,2 a 1,5 veces la potencia nominal del motor en vatios. Una evaluación de la irradiancia solar específica del sitio proporciona la base de dimensionamiento más precisa.