كيفية حساب قدرة طلمبات المياه مسألة ضرورية جدًا لتحديد متطلباتك وبالتالي اختيار طلمبة المياه التي تناسب احتياجاتك، في هذا الموضوع نوضح لك كيفية حساب قدرة طلمبات المياه، وكل ما يجب معرفته عن طلمبات المياه بالطاقة الشمسية.
إقرأ المزيد من خلال دليل أنواع طلمبات المياه بالتفصيل
ما هي المضخة الشمسية وما مبدأ عملها
قبل أن نوضح لك كيفية حساب قدرة طلمبات المياه الشمسية، نحب أن نوضح لك أولًا ما هي المضخة الشمسية وما مبدأ عملها:
أولًا ما هي المضخة الشمسية:
- تم تصميم أنظمة الضخ بالطاقة الشمسية والتي تُسمى ACSP خصيصًا لإمدادات المياه والري في المناطق النائية حيث لا يتوفر مصدر موثوق للكهرباء، ويتم استخدام مضخات المياه بالطاقة الشمسية لاستخراج المياه من البرك والأنهار والجسور أو مصادر المياه الأخرى التي يتم استخدامها بعد ذلك لتلبية احتياجات المياه للري وإمدادات المياه المعيشية والماشية وغيرها من الأغراض.
- تستخدم الوحدات الشمسية الطاقة المجانية والوفيرة من الشمس لتشغيل مضخة المياه مباشرة خلال ساعات النهار دون الحاجة إلى البطاريات أو الوقود أو الصيانة المستمرة، ومن ثم يتم تخزين المياه عادة في خزان مياه قريب مما يضمن توافر مياه ذات نوعية جيدة على مدار 24 ساعة في اليوم، كما أن أنظمة ضخ المياه ASCP لديها نطاق تشغيل من 2 م 3 إلى 208 م 3 في اليوم ، مع أعماق ضخ تصل إلى 180 متر (590 قدم).
ثانيًا مبدأ عملها:
- يعمل نظام الري باستخدام المضخة الشمسية للري من خلال الطاقة المولدة باستخدام نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية، حيث تعمل مجموعة الخلايا الكهروضوئية على تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء، والتي تستخدم لتشغيل مجموعة مضخات المحرك، يقوم نظام المضخة الشمسية للري بسحب الماء من البئر المفتوح (البئر ، التيار ، البركة ، القناة إلخ…) يتطلب النظام منطقة خالية من الظل لتركيب اللوحة الشمسية.
- تعمل مثل أي مضخة أخرى مع الاختلاف الوحيد هو الطاقة الشمسية المستخدمة بدلاً من الطاقة غير المتجددة لتشغيلها، عندما يسقط ضوء الشمس على الألواح الشمسية، فإنه ينتج تيارًا مباشرًا (DC) والذي يغذي المحرك بعد ذلك لضخ المياه، في الحالة التي يتطلب فيها المحرك تيارًا متناوبًا (AC)، يتم تحويل DC الناتج عن الألواح الشمسية إلى AC باستخدام العاكس.
أجزاء المضخات
لمعرفة كيفية حساب قدرة طلمبات المياه يجب أن تعرف ما هي أجزاء المضخة الشمسية في ما يلي نعرض عليكم مكونات المضخة بالطاقة الشمسية:
-
جهاز التحكم في المضخة:
(وهو عبارة عن معزز للتيار الخطي) هو جهاز إلكتروني يستخدم مع معظم المضخات الشمسية. يعمل مثل ناقل الحركة الأوتوماتيكي ، مما يساعد المضخة على البدء ويمنعها من التوقف في ضوء الشمس الضعيف. تحتوي بعض وحدات التحكم أيضًا على ميزات إضافية مثل تقديم طرف لمفتاح التبديل العائم لإيقاف المضخة عندما يكون خزان التخزين ممتلئًا والحماية لظروف الجهد الزائد.
-
جهاز تتبع الطاقة
يمكن استخدام جهاز تتبع للطاقة الشمسية لإمالة المصفوفة الكهروضوئية أثناء تحرك الشمس عبر السماء خلال النهار. يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة مكاسب الطاقة اليومية بنسبة تصل إلى 55٪. مع ساعات أكثر من ذروة الشمس، يمكن استخدام مضخة أصغر ونظام طاقة، يعمل التتبع بشكل أفضل في الطقس المشمس الصافي، وهي أقل فعالية في المناخات الملبدة بالغيوم وفي أيام الشتاء القصيرة، ومع ذلك في السنوات العديدة الماضية انخفضت تكلفة الألواح الشمسية إلى حد كبير بحيث يكون عادة أكثر فعالية من حيث التكلفة لإضافة المزيد من الألواح الشمسية من إضافة جهاز تعقب، بالإضافة إلى ذلك نظرًا لأن المتتبع لديه أجزاء متحركة فسوف يميلون إلى الإصلاح بعد عدة سنوات.
-
الخزان:
التخزين مهم قد يلزم تخزين من ثلاثة إلى عشرة أيام اعتمادًا على المناخ واستخدام المياه، كما تستخدم معظم الأنظمة خزانات تخزين المياه من أجل البساطة والاقتصاد، في حالات أخرى يمكن إضافة البطاريات إلى النظام، حيث يتم تخزين الطاقة الكهربائية من الوحدات الشمسية في بطاريات الدورة العميقة بحيث يمكن تشغيل المضخة في أوقات غير مشمسة، اضافة مفتاح تعويم إلى النظام يمكنه إيقاف تشغيل المضخة عند امتلاء خزان المياه لمنع التدفق الزائد.
-
طواحين الهواء:
التي تستخدم لضخ المياه في الأيام “القديمة” لا يزال من الممكن رؤيتها في العديد من المضخات الحديثة، في الآونة الأخيرة حلت المضخات الشمسية محل طواحين الهواء في تطبيقات ضخ المياه تبين أن النظام الشمسي الصغير أقل تكلفة وأسهل في التركيب والصيانة.
ماذا تعرف عن دق طلمبات المياه وأهم متطلباته
كيفية حساب قدرة طلمبات المياه
لمعرفة كيفية حساب قدرة طلمبات المياه وكمية الماء التي يحتاجون إلى تخزينها في حالة وجود القليل من الشمس خلال الأيام الممطرة، سنأخذ كمية المياه التي يحتاجونها يوميًا لكل شخص، ونضاعفها بعدد الأشخاص ثم عدد الأيام التي يمكنك توقعها (أسوأ حالة) أن يذهب بدون أشعة الشمس، لذا في هذا المثال سيحتاجون إلى خزان يمكنه تخزين، من أجل القيام بحساب قدرة المضخة المناسبة في نظام الطاقة الشمسية سنقوم بالخطوات التالية:
- حساب تدفق المياه المناسب
- حساب الارتفاع المانومتري الجملي(HMT) أو ارتفاع الضغط الديناميكي(TDH)
- اختيار مضخة الطاقة الشمسية المناسبة
من أجل معرفة كيفية حساب قدرة طلمبات المياه وحساب تدفق المياه الذي نحتاجه في مزرعتنا يجب أن نعرف أولا كمية المياه التي تحتاجها في اليوم الواحد. ومن أجل القيام بذلك يمكن الاستعانة بالجدول التالي حول حجم إستهلاك المياه في المزرعة لأنواع مختلفة من الحيوانات وغيرها:
| نوع الدابة او الاستعمال | الاستهلاك اليومي باللتر |
| البقرة | 70 |
| العجل | 25 |
| الخيل العامل | 55 |
| الخيل الراعي | 35 |
| الخروف | 4 |
| الحمل | 1 |
| الشجرة متوسطة الحجم | 75 |
| الاستعمال المنزلي للشخص | 200 |
- بعد أن نقوم بتحديد حجم الإستهلاك اليومي للماء نقوم بتحديد عدد ساعات ظهور الشمس في اليوم الواحد.
- فمثلا الشمس في أسوأ الحالات خلال فصل الشتاء تظهر لمدة 4 ساعات يوميا.
- و من جهة أخرى يصل عدد ساعات ظهورها إلى 12.6 ساعات في فصل الصيف في بعض المناطق.
- سنختار خمس ساعات كعدد ساعات ظهور الشمس في اليوم، وذلك لأن فترة 4 ساعات يوميا هي في فصل الشتاء كما قلنا، أي أنه من الممكن استغلال نزول الأمطار في تلك الفترة.
- إذًا بعد أن حددنا عدد ساعات ظهور الشمس 5 ساعات فلنفرض أن استهلاك الماء في مزرعتنا هو 6000 لتر في اليوم الواحد.
- كي نقوم بحساب تدفق المياه اللازم نقوم بالعملية التالية :
- تدفق المياه = كمية المياه اللازمة / عدد ساعات ظهور الشمس
وبهذا نكون قد وضحنا كيفية حساب قدرة طلمبات المياه إذا كنت تريد اختيار طلمبة المياه التي تناسب احتياجاتك
