Máy bơm Pentax kết hợp điện mặt trời: bơm nước không phụ thuộc lưới

Vì sao bơm nước hợp với điện mặt trời

• Nhu cầu trùng với nguồn năng lượng: tưới tiêu, cấp nước cần nhiều nhất vào ngày nắng.
• Có thể tích trữ dưới dạng nước: bơm lên bể cao trong lúc nắng, dùng cả ngày hôm sau, thay vì tích trữ điện bằng ắc quy đắt tiền.
• Không phụ thuộc lưới: phù hợp vùng xa, rừng, đồi, đảo.
• Chi phí vận hành thấp: sau đầu tư, gần như không tốn điện.
• Ít bảo trì cơ học: tấm pin không có bộ phận chuyển động.

Hai kiến trúc hệ thống phổ biến

Hệ thống hòa lưới có bơm dùng điện từ tấm pin và lưới

Tấm pin cung cấp điện cho nhà và bơm. Khi nắng yếu hoặc ban đêm, lấy từ lưới. Phù hợp nơi đã có điện lưới và muốn giảm tiền điện. Việc đấu nối hòa lưới cần tuân theo quy định của đơn vị điện lực địa phương.

Hệ thống độc lập (off-grid) chuyên cho bơm

Tấm pin cấp điện trực tiếp cho bơm thông qua bộ điều khiển hoặc biến tần chuyên dụng, không dùng ắc quy hoặc dùng rất ít. Bơm chạy khi có nắng, lưu lượng thay đổi theo cường độ nắng. Nước được tích trữ trong bể để dùng khi cần. Đây là cấu hình phổ biến cho tưới tiêu, cấp nước vùng xa.

Các thành phần chính của hệ thống bơm mặt trời độc lập

1. Tấm pin mặt trời: tạo điện một chiều từ ánh nắng.
2. Bộ điều khiển hoặc biến tần chuyên dụng cho bơm mặt trời: chuyển đổi và điều khiển công suất, theo dõi mực nước, bảo vệ bơm.
3. Máy bơm: thích hợp với loại điện cấp (một chiều hoặc xoay chiều qua biến tần).
4. Bể chứa: trữ nước để dùng khi không có nắng.
5. Cảm biến mực nước, phao: ngắt bơm khi bể đầy hoặc giếng cạn.
6. Hệ thống đỡ tấm pin, dây dẫn, thiết bị bảo vệ chống sét, quá áp.

Hãy làm việc với đơn vị lắp đặt điện mặt trời có kinh nghiệm để thiết kế đồng bộ, vì bộ điều khiển và bơm phải tương thích về điện áp, công suất và đặc tính.

Loại bơm nào phù hợp

Bơm dùng với điện mặt trời có thể là loại chạy điện một chiều chuyên dụng, hoặc bơm xoay chiều thông thường chạy qua biến tần mặt trời. Với bơm xoay chiều, cần xác nhận biến tần hỗ trợ và bơm có thể làm việc ở tần số và điện áp thay đổi theo nắng. Hãy trao đổi với kỹ thuật viên để chọn model phù hợp cấu hình điện của bạn.

Theo nguồn nước và ứng dụng, có thể cân nhắc:

• Giếng khoan: máy bơm hỏa tiễn Pentax đưa nước từ giếng lên bể chứa.
• Cấp nước lên bể cao, cột áp lớn: máy bơm đẩy cao Pentax.
• Ao, hồ, kênh, mực nước thấp hơn bơm: máy bơm tự mồi Pentax khi đặt bơm trên bờ.
• Tăng áp sau bể chứa: máy bơm tăng áp Pentax chạy điện lưới hoặc từ hệ thống điện mặt trời có ắc quy hoặc biến tần phù hợp.

Hãy kiểm tra thông số từng model trong catalogue máy bơm Pentax và xác nhận khả năng tương thích với hệ thống điện mặt trời của bạn trước khi mua.

Cách tính công suất tấm pin

Quy trình tính cơ bản:

1. Xác định lượng nước cần mỗi ngày (mét khối mỗi ngày) và cột áp tổng.
2. Tính công suất thủy lực cần thiết từ lưu lượng, cột áp.
3. Quy đổi sang công suất điện bơm cần có tính hiệu suất bơm và motor.
4. Xác định số giờ nắng hiệu dụng mỗi ngày tại địa phương, thường vài giờ quanh trưa là có cường độ cao nhất.
5. Tính công suất tấm pin cần lắp, thường lớn hơn công suất bơm một khoảng dự phòng để bù hao tổn, bụi bẩn, góc nghiêng và ngày ít nắng.
6. Cộng dự phòng mùa mưa, khi nắng yếu hơn.

Phép tính chi tiết nên do đơn vị thiết kế điện mặt trời thực hiện, dựa trên điều kiện nắng thực tế tại vị trí của bạn.

Bể chứa: thay thế cho ắc quy

Một thiết kế thông minh là chuyển điện thành nước dự trữ:

• Bể đủ lớn để chứa lượng nước cho một đến vài ngày nhu cầu.
• Đặt bể ở vị trí cao để cấp nước bằng trọng lực, không cần bơm thứ hai.
• Có phao hoặc cảm biến ngắt bơm khi bể đầy, bật khi nước xuống thấp.
• Nắp đậy kín, vệ sinh định kỳ.

So với ắc quy, bể nước rẻ hơn, bền hơn, ít bảo trì hơn. Đây là lý do bơm mặt trời off-grid thường dùng bể thay vì pin lưu điện.

Những lưu ý khi lắp đặt

Tấm pin

• Hướng và góc nghiêng phù hợp vĩ độ để thu nhiều nắng.
• Không bị bóng che từ cây, mái nhà, công trình.
• Khung đỡ chắc, chống gió bão.
• Vệ sinh bụi định kỳ, đặc biệt vùng nhiều bụi.
• Chống sét lan truyền, nối đất đúng kỹ thuật.

Dây dẫn và đấu nối

• Tiết diện đủ lớn, giảm sụt áp, đặc biệt khi bơm xa tấm pin.
• Đầu nối chuyên dụng, kín nước, chịu tia UV.
• Thiết bị bảo vệ quá dòng, quá áp trên mạch một chiều.
• Thợ điện có chuyên môn thực hiện.

Bơm

• Bơm chìm đặt dưới mực nước động có dự phòng, có bảo vệ chạy khô.
• Đường ống đủ đường kính, giảm tổn thất.
• Van một chiều đúng chỗ, bảo vệ chống búa nước khi bơm dừng đột ngột khi mây che nắng.

Đặc điểm vận hành riêng

• Lưu lượng thay đổi theo nắng: sáng sớm, chiều muộn bơm chạy chậm, trưa chạy mạnh.
• Khởi động và dừng thường xuyên khi có mây: cần bộ điều khiển hỗ trợ khởi động mềm và bảo vệ.
• Không chạy ban đêm: nên có bể dự trữ.
• Mùa mưa nắng yếu: có thể cần nguồn phụ (lưới, máy phát) cho nhu cầu cấp bách.

Tính kinh tế

Đầu tư ban đầu cho hệ thống mặt trời thường cao hơn kéo điện lưới ở nơi điện lưới sẵn có gần, nhưng lại rất kinh tế khi:

• Điện lưới ở xa, chi phí kéo điện lớn.
• Điện lưới chập chờn, thường xuyên mất.
• Cần bơm nhiều giờ ban ngày, tiền điện hàng tháng lớn.
• Muốn giảm phụ thuộc, dự phòng khi mất điện.

Hãy tính tổng chi phí vòng đời trong 5 đến 10 năm thay vì chỉ giá đầu tư, như bài viết riêng về chi phí vòng đời đã phân tích. Có thể tham khảo bảng giá máy bơm Pentax cho phần bơm.

Bảo trì hệ thống

• Vệ sinh tấm pin định kỳ, tránh bụi, lá, phân chim.
• Kiểm tra đầu nối, dây dẫn, khung đỡ sau mùa mưa bão.
• Kiểm tra bơm: phớt, dòng điện, lưu lượng.
• Vệ sinh lọc, rọ hút.
• Kiểm tra bộ điều khiển, cảm biến, phao.
• Vệ sinh bể chứa.
• Dự phòng phụ tùng cơ bản. Xem bài viết về danh mục phụ tùng nên dự phòng.

Công ty TNHH Thuận Hiệp Thành, đại lý cấp 1 chính thức của Pentax tại Việt Nam, hỗ trợ tư vấn chọn bơm cho hệ thống điện mặt trời, giao hàng toàn quốc và phối hợp với đơn vị lắp đặt điện mặt trời khi cần.