تطبيق محول التردد العام في نظام ضخ المياه بالطاقة الشمسية
نظام ضخ المياه بالطاقة الشمسية"يُعرف أيضًا باسم"نظام ضخ المياه بالطاقة الشمسية". مبدأها الأساسي هو استخدام الخلايا الشمسية شبه الموصلة لتحويل الطاقة الشمسية مباشرة إلى طاقة كهربائية ، ثم قيادة محركات مختلفة لتشغيل مضخات المياه لرفع المياه من الآبار العميقة والأنهار والأنهار والبحيرات والبرك ومصادر المياه الأخرى. . في بعض القوى الصغيرة والمتوسطةشمسي أنظمة ضخ المياه ، تُستخدم محركات التيار المستمر بدون فرش في الغالب كمحركات دفع ، ولكن في بعض المحركات عالية الطاقةشمسيأنظمة ضخ المياه ، تستخدم محركات التيار المتردد غير المتزامنة أيضًا كمحركات قيادة. عندما يتم استخدام محرك AC غير المتزامن كمحرك قيادة ، فإن وحدة التحكم في العاكس مخصصة لـشمسيعادة ما تستخدم مضخة المياه للتحكم.
تكوينشمسينظام ضخ المياه
شمسييتكون نظام ضخ المياه عادة من الطاقة الشمسيةشمسيمجموعة (يشار إليها فيما يلي باسمشمسيمجموعة) ، وحدة تحكم في العاكس لمضخة المياه ومضخة. يظهر الرسم التخطيطي للكتلة الهيكلية في الشكل 1.
يختلف عن نظام مضخة المياه المشترك لدينا الذي يستخدم أنابيب التيار المتردد كمصدر للطاقة ، فإنشمسييستخدم نظام ضخ المياه ناتج التيار المستمر من الطاقة الشمسية شمسيمجموعة كمصدر للطاقة للنظام. ناتج المصفوفة الشمسية عبارة عن مصدر طاقة قوي غير خطي للتيار المستمر ، والذي يتأثر بشكل كبير بظروف الأرصاد الجوية مثل أشعة الشمس ودرجة الحرارة المحيطة. من أجلشمسينظام ضخ المياه لممارسة الإمكانات الكبيرة للطاقة الناتجة للتيارشمسيمجموعة تحت أي ظروف مثل أشعة الشمس ودرجة الحرارة المحيطة ، مطلوب جهاز تحكم يمكنه تحقيق حالة عمل متناغمة وفعالة ومستقرة بين مصدر الطاقة والحمل. يدرك العاكس في الشكل 1 هذه الوظيفة ، بشكل أساسي لتحقيق MPPT (تتبع نقطة الطاقة العالية) والعاكس وبعض وظائف الحماية. المضخة هي مشغل النظام ، بما في ذلك محرك الدفع ومضخة المياه ، ويمكن ضبط حمل النظام عن طريق ضبط سرعة المضخة.
كيف يعمل النظام
المصفوفة الشمسية هي مصدر طاقة تيار مستمر غير خطي ، وهو ليس مصدر تيار ثابت ولا مصدر جهد ثابت ، ولا يمكنه توفير طاقة كبيرة بشكل تعسفي للحمل. ومع ذلك ، تحت فرضية بعض أشعة الشمس ، تحتوي المصفوفة الشمسية على نقطة طاقة خرج كبيرة. إذا كانت طاقة خرج المصفوفة الشمسية هي قيمة الطاقة المقابلة لهذه النقطة عندما يعمل النظام ، فإن النظام يعمل في حالة جيدة في هذا الوقت. يعرض الشكل 2 المنحنيات IV للمصفوفة الشمسية تحت شدة أشعة الشمس المختلفة.
في MPPT من نوع CVT ، يمكن تقريبه في الهندسة أن نقاط طاقة الخرج الكبيرة (النقاط a و b و c و d و e في الشكل 2) تحت شدة أشعة الشمس المختلفة تقترب من خط مستقيم u = u * = const. وهذا يعني أنه طالما أن المصفوفة الشمسية تحافظ على جهد الخرج الخاص بها مثل u * = const أثناء تشغيل نظام ضخ المياه بالطاقة الشمسية ، يمكن أن يكون للمصفوفة الشمسية دائمًا خرج طاقة عالي تحت أشعة الشمس الحالية.
إن استخدام العاكس لقيادة مضخة المياه بالطاقة الشمسية لتحقيق التحكم في MPPT من نوع CVT يستخدم في الواقع مبدأ التحكم في التغذية الراجعة. تحت شدة أشعة الشمس المختلفة ، يتم ضبط سرعة مضخة الماء بالمحرك (أي حجم الحمولة) عن طريق تغيير تردد خرج العاكس ، وذلك لتحقيق الاستقرار. الغرض من جهد الخرج للمصفوفة الشمسية.
سمات:
1: المدمج في مجموعة شمسية عالية الدقة كبيرة تتبع نقطة منتظمة خوارزمية MPPT مراقبة حالة التشغيل الجاف ، المعالجة ، لتحقيق أقصى قدر من التحكم ؛
2: التحكم في مستوى مياه الخزان ؛ تقوم آلية الكشف عن مستوى الماء بإرسال إشارة مستوى الماء للبئر والخزان إلى لوحة التحكم من خلال إشارة اتصال التبديل ، وتتحكم في بدء وإيقاف العاكس وفقًا لحالات مستوى الماء المختلفة.
3: متوافق مع كل من مدخلات DC / AC ؛ 2 المدخلات الحالية تضمن التشغيل الطبيعي للنظام ؛
4: شاشة LED لحالة النظام في الوقت الحقيقي والمعلمات ؛ في الوقت الحقيقي حالة تشغيل نظام التحكم ، سهل التشغيل ؛
5: نظام مراقبة عن بعد في الوقت الحقيقي يعتمد على RS485 ؛
6: تصميم تركيب سريع بدون صيانة إضافية ؛
7: آلية حماية وتشخيص مدمجة شاملة.
ملاحظات ختامية
يعد نظام ضخ المياه بالطاقة الشمسية أحد مجالات التطبيق المميزة في تطبيقات الطاقة الشمسية. النظام الذي تمت مناقشته في هذه الورقة هو تطبيق العاكس العام في نظام ضخ المياه بالطاقة الشمسية. النظام بسيط في التكوين وسهل التصحيح ولا يتطلب وحدات أخذ عينات خاصة ووحدات حماية (يتم تحقيق كلاهما من خلال الوظائف الداخلية للعاكس). التحكم الآلي ، مناسب جدًا لبعض المناطق القاحلة النائية التي تعاني من نقص الطاقة.
