Aplicação de conversor de frequência no campo de bombas solares de água
A poluição ambiental global e a escassez de energia têm forçado as pessoas a se esforçarem mais para encontrar e desenvolver novas fontes de energia. Nessa busca e desenvolvimento, as pessoas naturalmente voltam sua atenção para diversas fontes alternativas de energia renovável, incluindo energia eólica, energia nuclear, energia hidrelétrica, energia solar e geração de energia fotovoltaica. Embora a aplicação prática da geração de energia fotovoltaica tenha várias limitações, com a redução dos custos de geração de energia fotovoltaica, o aumento do custo da geração de energia mineral e a redução da energia mineral, a geração de energia fotovoltaica está gradualmente entrando na fase comercial.
1. Princípios Básicos da Geração de Energia Fotovoltaica: As células solares são feitas principalmente de silício monocristalino. Este silício monocristalino é usado para criar uma junção pn semelhante à de um diodo, e seu princípio de operação é semelhante ao de um diodo. No entanto, em um diodo, o movimento de lacunas e elétrons na junção pn é impulsionado por um campo elétrico externo, enquanto em uma célula solar, o movimento de lacunas e elétrons na junção pn é impulsionado e influenciado por fótons solares e calor radiante (*). Isso é comumente conhecido como efeito fotovoltaico. Atualmente, a eficiência da conversão fotoelétrica, ou células fotovoltaicas, é de aproximadamente 13% a 15% para silício monocristalino e 11% a 13% para silício policristalino. A tecnologia mais recente também inclui células fotovoltaicas de película fina.
2. Classificação dos Sistemas de Geração de Energia Solar Fotovoltaica: Atualmente, os sistemas de geração de energia solar fotovoltaica podem ser amplamente divididos em três categorias: sistemas de armazenamento de energia fotovoltaica fora da rede, sistemas de geração de energia fotovoltaica conectados à rede e sistemas híbridos dos dois primeiros. Os sistemas de armazenamento de energia fotovoltaica fora da rede são uma aplicação comum de energia solar e têm sido utilizados tanto no mercado nacional quanto internacional há vários anos. São relativamente simples e amplamente adaptáveis. No entanto, seu uso é limitado pelo grande porte e pelas dificuldades de manutenção dos seus diversos tipos de baterias de armazenamento.
3. Componentes de um Sistema Solar Fotovoltaico
● Células solares fotovoltaicas (substratos solares): realizam conversão fotoelétrica.
● Bateria: As baterias são componentes essenciais em sistemas de geração de energia fotovoltaica, armazenando a eletricidade convertida a partir de células fotovoltaicas. Atualmente, meu país não possui baterias dedicadas para sistemas fotovoltaicos; baterias convencionais de chumbo-ácido são utilizadas em seu lugar.
● Inversor CC: Sua função é converter energia CC em CA, portanto, os indicadores de desempenho mais importantes para este componente são confiabilidade e eficiência de conversão. A energia CA convertida pelo inversor CA maximiza a quantidade de energia convertida das células fotovoltaicas e a alimenta na rede ou diretamente nos dispositivos consumidores de energia.
4. Um sistema de bombeamento de água fotovoltaico é um sistema óptico, mecânico e elétrico integrado típico. Ele utiliza células solares para converter diretamente a energia solar em eletricidade, que é então convertida em energia CA por meio de um inversor. Essa energia aciona um motor assíncrono CA que bombeia água de poços profundos, rios, lagos, lagoas e outras fontes hídricas. Este sistema é amplamente utilizado no controle da desertificação, em residências, irrigação agrícola, irrigação de paisagismo, pecuária em pastagens, fontes cênicas e projetos de tratamento de água. O sistema de bombeamento de água fotovoltaico possui as seguintes características:
● O sistema de bombeamento de água fotovoltaico opera de forma totalmente automática, sem necessidade de intervenção humana. O sistema é composto por células fotovoltaicas (substratos solares), baterias (personalizadas), um inversor fotovoltaico dedicado, uma bomba d'água e um dispositivo de armazenamento de água.
● Um inversor dedicado para bombas de água fotovoltaicas ajusta a velocidade da bomba com base nas mudanças na intensidade da luz solar, garantindo que a potência de saída se aproxime da potência máxima do painel solar. Quando a luz solar é abundante, a velocidade da bomba permanece dentro da velocidade nominal. Quando a luz solar é insuficiente, a bomba para automaticamente se a frequência mínima de operação definida for atingida.
● A bomba, acionada por um motor CA trifásico, extrai água de um poço profundo e a injeta em um tanque/lago de armazenamento de água ou se conecta diretamente ao sistema de irrigação. Diferentes tipos de bombas podem ser usados, dependendo dos requisitos reais do sistema e das condições de instalação.
● Podemos fornecer soluções econômicas adaptadas às necessidades regionais e específicas dos clientes.
Os sistemas de bombeamento de água fotovoltaicos utilizam a energia solar duradoura, operando do nascer ao pôr do sol. Não requerem supervisão humana, nem combustíveis fósseis, operam de forma independente e podem ser integrados à rede elétrica conforme necessário. São seguros e confiáveis. Sem a necessidade de energia externa, podem ser aplicados com flexibilidade na irrigação de terras agrícolas, na água potável para humanos e animais, no desenvolvimento de jardins, no embelezamento de parques, na construção de fontes coloridas, na aeração para aquicultura e no abastecimento e drenagem de água para salinas costeiras. Eles abordam com eficácia os problemas de irrigação de terras agrícolas, aumentam a produtividade, conservam água e energia e reduzem significativamente os insumos tradicionais de energia e eletricidade. Oferecem vantagens como longa vida útil, baixo consumo de energia, baixo ruído, regulação de velocidade balanceada, operação estável e operação livre de interferências. Portanto, os sistemas de bombeamento de água fotovoltaicos tornaram-se a maneira mais eficaz de substituir combustíveis fósseis por energia limpa e um novo produto-chave de energia e tecnologia em soluções abrangentes para os desafios globais de alimentos e energia.
