Utilisation de la pompe à eau solaire

Les réserves d'énergie solaire sont importantes, largement distribuées, propres et sûres. La technologie des pompes à eau photovoltaïques est une technologie qui peut utiliser pleinement l'énergie solaire et ne consomme pas de carburant ni d'autres énergies organiques. Elle est non polluante, bénéfique pour la protection de l'environnement et la conservation de l'énergie, et les cellules solaires ont une longue durée de vie et de faibles coûts de maintenance. Cette technologie a de larges perspectives d'application dans l'approvisionnement en eau domestique et l'irrigation dans les zones arides. Les pompes à eau photovoltaïques présentent de nombreux avantages tels que l'absence de bruit, l'automatisation complète, une grande fiabilité, une bonne adaptabilité de l'approvisionnement en eau et de l'évaporation. La production de cellules solaires dans mon pays est bien supérieure à l'utilisation. Diverses formes de pompes à eau sont des produits consommateurs d'énergie. L'électricité consommée par les produits de pompage dans le monde représente environ 20 % de la production totale d'électricité. Afin d'économiser l'énergie, la promotion vigoureuse des systèmes de pompes à eau photovoltaïques est une nécessité et un moyen important de développement.

1. Principe des pompes à eau photovoltaïques

Le système de pompe à eau photovoltaïque est un système relativement typique d'"intégration de l'énergie lumineuse, de la machine et de 

l'électricité". Il implique la collecte et la conversion de l'énergie solaire et de multiples disciplines telles que l'électronique de puissance, les 

moteurs, les machines à eau et le contrôle par ordinateur, et est d'une grande importance pour la conservation de l'énergie. Le principe de

 fonctionnement de base du système de pompe à eau photovoltaïque est d'utiliser l'énergie électrique convertie à partir de l'énergie solaire,

 puis de faire fonctionner la pompe à eau photovoltaïque en contrôlant le moteur d'entraînement.

Du point de vue du circuit, la structure de base du système de pompe à eau photovoltaïque peut être divisée en quatre parties : le réseau

 photovoltaïque, le suiveur de point de puissance maximale, l'onduleur électronique de puissance et la pompe à eau à moteur. Parmi eux, 

le réseau photovoltaïque est composé d'un grand nombre de cellules photovoltaïques connectées en série et en parallèle, et sa fonction est 

de convertir directement l'énergie solaire en énergie électrique CC. Le système utilise des cellules photovoltaïques en silicium monocristallin,

 et ses caractéristiques volt-ampère doivent être ajustées et contrôlées pour être optimisées : le suiveur de point de puissance maximale est

 le cœur de l'ensemble du système. Sa fonction est de faire fonctionner l'ensemble du système en permanence au point de fonctionnement

 optimal et de convertir autant d'énergie solaire que possible en énergie électrique dans différentes conditions solaires, de sorte que 

l'alimentation électrique et la charge puissent atteindre un état de fonctionnement harmonieux, efficace et stable ; l'onduleur électronique 

de puissance est l'unité d'exécution de puissance du dispositif de suivi du point de puissance maximale. Selon le signal de commande du 

dispositif de suivi du point de puissance maximale, il envoie des formes d'onde de tension PWM de différentes fréquences pour entraîner 

la pompe à eau du moteur à fonctionner, et dispose en même temps de fonctions de protection correspondantes ; la pompe à eau du 

moteur est l'unité d'exécution finale du système, réalisant une évacuation d'eau stable et fiable. La pompe à eau du moteur de ce système 

est conçue en fonction des exigences de l'utilisateur en matière de hauteur manométrique et de débit d'eau, en tenant compte des exigences de tension et de niveau de puissance du réseau photovoltaïque.

2. Fonctionnement et contrôle des pompes à eau photovoltaïques

À l'heure actuelle, les systèmes de contrôle des pompes à eau photovoltaïques solaires utilisent principalement la technologie de suivi du 

point de puissance maximale pour optimiser la correspondance entre les cellules solaires et les charges. Le circuit principal adopte une 

structure de commutation douce BUCK et le micro-ordinateur monopuce réalise le cycle de service du convertisseur de modulation PWM,

 modifie le courant de charge et optimise la puissance de sortie maximale du réseau de cellules solaires. Tout en exploitant pleinement

 l'énergie de sortie du réseau de cellules solaires, ce type de contrôleur transforme le courant de charge en courant d'impulsion, réduit la 

polarisation de la batterie et la structure de commutation douce du circuit principal permet au tube de commutation d'atteindre l'arrêt ZVS

 et l'ouverture ZCS, améliorant ainsi l'efficacité de charge.

Les caractéristiques de base des cellules solaires sont similaires à celles des diodes, ce qui peut s'expliquer par de simples jonctions PN. 

L'unité de batterie est la plus petite unité de conversion photoélectrique et n'est généralement pas utilisée comme source d'énergie seule. 

Une fois les unités de cellules solaires connectées en série, en parallèle et conditionnées, elles deviennent des modules de cellules solaires

d'une puissance de plusieurs watts, de dizaines de watts et de centaines de watts. Une fois de nombreux modules de cellules solaires 

connectés en série et en parallèle, ils forment un affichage de cellules solaires pour former un « moteur solaire ».

Les cellules solaires actuellement utilisées sont toutes des cellules solaires au silicium, notamment des cellules solaires au silicium 

monocristallin, au silicium polycristallin et au silicium amorphe. Elles peuvent être connectées en série et en parallèle et peuvent être 

utilisées comme batteries solaires. Étant donné que la courbe caractéristique volt-ampère de sortie du réseau photovoltaïque est fortement 

non linéaire et étroitement liée à l'irradiance solaire, à la température ambiante et aux conditions météorologiques, afin que le système de 

pompe à eau photovoltaïque fonctionne dans des conditions de travail relativement idéales, une liaison de commande relativement idéale 

est nécessaire. La partie la plus importante de l'ensemble de la liaison de commande est la commande du moteur. Le fonctionnement de 

commande du moteur nécessite non seulement une bonne stabilité, mais également de bonnes caractéristiques dynamiques, de sorte que

 le suivi de phase de la boucle à verrouillage de phase doit avoir de bonnes performances dynamiques, c'est-à-dire qu'il doit être capable 

d'obtenir un suivi de phase rapide, sinon il affectera les performances d'accélération et de décélération du système, ou dans des conditions 

de charge soudaine, l'erreur de commutation électronique est trop importante, ce qui entraîne une perte de pas du moteur.

Pour le système de pompe à eau photovoltaïque, comme la charge du moteur est une pompe à eau, son couple de charge est proportionnel 

au carré de la vitesse. Plus la vitesse est faible, plus le couple de résistance de charge est faible. Par conséquent, le couple de démarrage 

requis pour le moteur de pompe à glace est très faible, tant que le couple de frottement est surmonté. Par conséquent, les caractéristiques 

de la méthode de commutation sans capteur de position sont très adaptées aux exigences du système de pompe à eau photovoltaïque 

pour le contrôle de l'entraînement du moteur. En ce qui concerne la limite de vitesse maximale de la pompe, la limite de courant de

 surcharge du moteur, le réglage du courant à vide de la pompe, le réglage de la limite de vitesse basse d'arrêt de la pompe, le réglage 

du temps de retard de redémarrage de l'arrêt, le réglage de la limite du nombre d'arrêts en cas de défaut et d'autres contrôles associés, 

un contrôle intelligent doit être effectué et la puissance doit également être modifiée lorsque le débit change, afin que la batterie solaire, l

e moteur et la pompe à eau puissent obtenir la meilleure correspondance.

3. Perspectives des pompes à eau photovoltaïques

En bref, le système de pompe à eau photovoltaïque est un système d'intégration optomécanique qui s'est développé rapidement ces 

dernières années. Il utilise l'énergie générée par les cellules solaires pour entraîner des moteurs à courant continu, à aimant permanent,

 sans balais, sans capteur de position, à stator-rotor à double joint plastique ou des moteurs asynchrones à haut rendement ou des 

moteurs à réluctance commutée à grande vitesse pour entraîner des pompes à eau à haut rendement grâce à des dispositifs de suivi 

du point de puissance maximale, de conversion, de contrôle et autres pour amener l'eau des profondeurs de la surface au sol pour 

l'irrigation des terres agricoles ou la boisson des personnes et du bétail. De la conception à la fabrication, les technologies modernes 

impliquant de multiples disciplines telles que l'électricité, la mécanique, l'électronique de puissance, les ordinateurs et le contrôle offrent 

des moyens extrêmement efficaces pour le développement de l'agriculture moderne, la conservation de l'énergie et la protection de

 l'environnement. Ce système présente de bonnes performances économiques à long terme, en particulier par rapport au pompage par 

moteur diesel commun, il présente un avantage économique écrasant. Le développement de ce nouveau type de produit respectueux de

 l'environnement et économe en énergie apportera sans aucun doute de grands avantages économiques et sociaux au développement 

de l'industrie et de l'économie, en particulier au développement de l'agriculture moderne dans les zones arides. Il s'inscrit particulièrement

 dans la stratégie de développement visant à construire une société « économe en ressources » et « respectueuse de l'environnement ».

 Les pompes à eau photovoltaïques utilisent l'énergie solaire et peuvent être utilisées de manière flexible pour l'irrigation des terres 

agricoles, l'approvisionnement en eau potable pour les humains et le bétail, le développement de l'économie de cour, l'embellissement 

des parcs, la construction de fontaines colorées, l'oxygénation des étangs à poissons et à crevettes, et l'approvisionnement et le drainage

 de l'eau des marais salants en bord de mer sans aucune énergie externe.