پمپ آب خورشیدی

پمپ خورشیدی یکی از فناوری های نوین می باشد که نیازی به برق رسانی و سوخت خاصی ندارد و با استفاده از انرژی خورشیدی کار می کند. اگر بخواهیم تعریفی از پمپ خورشیدی ارائه دهیم باید بگوییم که پمپ خورشیدی نوعی پمپ آب است که انرژی مورد نیاز خود را به ‌جای برق شبکه یا سوخت‌های فسیلی، از نور خورشید تأمین می ‌کند. این پمپ‌ها از سیستم‌های فوتوولتائیک (پنل‌های خورشیدی) برای تبدیل انرژی خورشیدی به برق استفاده می ‌کنند و به ‌طور گسترده برای پمپاژ آب در کشاورزی، تأمین آب شرب و کاربردهای صنعتی و خانگی به کار می ‌روند. این نوع پمپ ها برای مناطقی که به سیستم آب رسانی و برق رسانی مناسبی دسترسی ندارند، بسیار مناسب می باشند.

اجزای تشکیل دهنده پمپ خورشیدی

پمپ های خورشیدی از کنار هم قرار گرفتن اجزای زیر تشکیل می شوند:

1. پنل خورشیدی: یکی از مهم ترین و اصلی ترین بخش های تشکیل دهنده پمپ خورشیدی، پنل خورشیدی می باشد. وظیفه پنل خورشیدی این است که نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. لازم است بدانید که این پنل‌ها با استفاده از سلول‌های خورشیدی (فوتوولتائیک)، نور خورشید را به برق تبدیل می‌ کنند.
2. اینورتر (مبدل و یا تبدیل کننده): اینورتر جریان مستقیم (DC) تولید شده توسط پنل‌ها را به جریان متناوب (AC) برای کار پمپ تبدیل می ‌کند.
3. پمپ آب: یکی دیگر از اجزای مهم در پمپ های خورشیدی، پمپ آب می باشد. پمپ های آب در انواع مختلفی اعم از شناور، پیستونی، سانتریفیوژ و … می باشد که می توان یکی از این نوع ها را انتخاب کرد. لازم به ذکر است که نوع پمپ با توجه به عمق و حجم آب انتخاب می شود.
4. کنترلر: کنترلر از دیگر اجزای تشکیل دهنده پمپ خورشیدی می باشد که وظیفه دارد عملکرد سیستم را مدیریت کند و از آسیب‌های احتمالی ناشی از نوسانات ولتاژ یا جریان محافظت کند.
5. مخزن ذخیره آب: از دیگر اجزای تشکیل دهنده پمپ خورشیدی، مخزن ذخیره آب می باشد که وجود این مخزن اختیاری می باشد ولی بهتر است که وجود داشته باشد. در این مخزن آب پمپاژ شده ذخیره می شود و در زمان هایی که خورشید نمی تابد می توان از این آبی که در مخزن ذخیره شده، استفاده کرد.

انواع پمپ خورشیدی

پمپ های خورشیدی با توجه به نوع عملکرد و کاربرد به دسته های زیر تقسیم می شوند:

پمپ های شناور

پمپ های شناور داخل آب قرار می گیرند و برای عمق های زیاد مثلا 300 متر و یا بیشتر استفاده می شوند. جنس این نوع پمپ ها معمولا از فولاد ضدزنگ می باشد که علاوه بر مقاومت در برابر زنگ زدگی در مقابل خوردگی نیز مقاومت پمپ را بالا می برند. از این پمپ ها در چاه های عمیق، آبیاری کشاورزی و تأمین آب شرب در مناطق روستایی استفاده می شود.

پمپ های سطحی

پمپ های سطحی بر روی زمین نصب می شوند و همان طور که از نامش پیداست آب را از منابع سطحی مانند رودخانه‌ها، مخازن و یا چاه‌های کم‌عمق پمپاژ می‌ کنند. این نوع پمپ ها در عمق های کم مثلا تا 7 متر مورد استفاده قرار می گیرند. میزان انرژی مصرفی در این نوع پمپ ها نسبت به پمپ های شناور کم تر می باشد و هم چنین نصب و نگهداری این نوع پمپ ها آسان است. ازاین نوع پمپ ها برای آبیاری زمین های زراعی و انتقال آب از استخرها، رودخانه‌ها و مخازن استفاده می شود.

پمپ‌های سانتریفیوژ

این پمپ‌ها از نیروی گریز از مرکز برای انتقال آب استفاده می ‌کنند و بیشتر برای دبی‌های بالا و ارتفاع کم مناسب‌اند. درواقع زمانی که نیاز به حجم زیادی آب بود از این نوع پمپ ها استفاده می شود. این پمپ ها در تامین آب صنعتی و آبیاری سنتی کشاورزی کاربرد دارند.

پمپ های جا به جایی مثبت

این پمپ‌ها برای انتقال حجم مشخصی از آب در هر چرخه طراحی شده‌اند و برای ارتفاع‌های زیاد و دبی کم مناسب‌اند. این پمپ ها در فشارهای بالا هم عملکرد ثابتی دارند و برای مناطقی مناسب هستند که دارای تابش خورشیدی متغیر می باشند. از این نوع پمپ ها در سیستم های آبیاری قطره ای و در مناطق کوهستانی با اختلاف ارتفاع زیاد استفاده می شود.

پمپ‌های هیبریدی

پمپ‌های هیبریدی به گونه ای هستند که هم قابلیت کار با انرژی خورشیدی و هم قابلیت کار با برق معمولی و دیزلی را دارند. از ویژگی های این نوع پمپ ها می توان به انعطاف پذیری آن در منابع انرژی و هزینه اولیه بالا اشاره کرد. از پمپ‌های هیبریدی برای پروژه های بزرگ کشاورزی و مناطقی با آب و هوای متغیر استفاده می شود.

مزایای استفاده از پمپ خورشیدی

1. هزینه های پایین عملیاتی: با توجه به اینکه پمپ های خورشیدی نیاز به سوخت فسیلی و یا اتصال به شبکه برق ندارند، از هزینه های عملیاتی پایینی برخوردار هستند.
2. نگهداری کم و آسان: با توجه به اینکه پمپ های خورشیدی نسبت به پمپ های سنتی، قطعات محرک کمتری دارند بنابراین نیاز به نگهداری و تعمیرات کمتری هم دارند.
3. مناسب برای محیط زیست: استفاده از پمپ های خورشیدی از تولید گازهای گلخانه ای جلوگیری می کند و این یکی از مهم ترین و اساسی ترین مزیت های استفاده از پمپ های خورشیدی می باشد. پمپ های خورشیدی گزینه ای مناسب برای دوستداران محیط زیست می باشد.
4. طول عمر بالا: پنل های خورشیدی در عادی ترین حالت، معمولا تا 25 سال عمر مفید دارند.
5. استقلال انرژی: با توجه به اینکه پمپ های خورشیدی از انرژی خورشیدی استفاده می کنند به انرژی برق وابسته نیستند.

معایب پمپ خورشیدی

پمپ های خورشیدی علاوه بر مزایا دارای یک سری معایب نیز هستند که به شرح زیر می باشد:

1. هزینه اولیه بالا: نصب اولیه این سیستم ها ممکن است گران باشد.
2. وابستگی به نور خورشید: با توجه به اینکه این دستگاه ها با انرژی خورشید کار می کنند در روزهای ابری و شب ها که نور خورشید نیست کارایی سیستم پایین می آید البته بهتر است بدانید که در این دستگاه ها از باتری و یا مخزن برای ذخیره انرژی استفاده می شود که در روزهای ابری و شب ها بتوان استفاده کرد. یعنی سیستم کامل از کار نمی افتد فقط کمی کارایی آن پایین می آید.
3. نیاز به فضای بزرگ برای پنل‌ها: در پمپ های خورشیدی برای تأمین انرژی کافی، نیاز به فضای کافی برای نصب پنل‌های خورشیدی می باشد.

با توجه به مزیت ها و معایبی که شرح دادیم می توان نتیجه گرفت که معایب پمپ های خورشیدی خیلی پررنگ نیستند. یعنی این دستگاه ها در مقایسه با مزیت های فراوانی که دارند می توان این معایب جزئی را کوچک شمرد.