Güneş enerjili su pompası alanında frekans dönüştürücünün uygulanması
Küresel çevre kirliliği ve enerji kıtlığı, insanları yeni enerji kaynakları bulmak ve geliştirmek için daha fazla çaba harcamaya zorladı. Bu arayış ve geliştirme sürecinde, insanlar doğal olarak rüzgar enerjisi, nükleer enerji, hidroelektrik enerji, güneş enerjisi ve fotovoltaik enerji üretimi gibi çeşitli yenilenebilir alternatif enerji kaynaklarına yöneliyor. Fotovoltaik enerji üretiminin pratik uygulaması çeşitli sınırlamalara sahip olsa da, fotovoltaik enerji üretim maliyetlerinin düşmesi, mineral enerji üretim maliyetlerinin artması ve mineral enerjinin azalmasıyla birlikte, fotovoltaik enerji üretimi yavaş yavaş ticari aşamaya giriyor.
1. Fotovoltaik Güç Üretiminin Temel Prensipleri: Güneş hücreleri esas olarak tek kristal silisyumdan yapılır. Bu tek kristal silisyum, diyottakine benzer bir pn bağlantısı oluşturmak için kullanılır ve çalışma prensibi bir diyotunkine benzer. Ancak bir diyotta, pn bağlantısındaki deliklerin ve elektronların hareketi harici bir elektrik alanı tarafından yönlendirilirken, bir güneş hücresinde, pn bağlantısındaki deliklerin ve elektronların hareketi güneş fotonları ve radyant ısı tarafından yönlendirilir ve etkilenir (*). Bu, yaygın olarak fotovoltaik etki olarak bilinir. Günümüzde, fotoelektrik dönüşümün veya fotovoltaik hücrelerin verimliliği, tek kristal silisyum için yaklaşık %13-15, polikristalin silisyum için ise %11-13'tür. En son teknoloji, ince film fotovoltaik hücreleri de içermektedir.
2. Güneş Fotovoltaik Enerji Üretim Sistemlerinin Sınıflandırılması: Günümüzde güneş fotovoltaik enerji üretim sistemleri genel olarak üç kategoriye ayrılabilir: şebeke dışı fotovoltaik enerji depolama sistemleri, şebekeye bağlı fotovoltaik enerji üretim sistemleri ve ilk ikisinin hibrit sistemleri. Şebeke dışı fotovoltaik enerji depolama sistemleri yaygın bir güneş enerjisi uygulamasıdır ve hem yurt içinde hem de yurt dışında uzun yıllardır kullanılmaktadır. Nispeten basit ve geniş bir yelpazede uyarlanabilirler. Ancak, çeşitli tipteki depolama pillerinin büyük boyutları ve bakım zorlukları nedeniyle kullanımları sınırlıdır.
3. Güneş Fotovoltaik Sisteminin Bileşenleri
● Güneş fotovoltaik hücreleri (güneş alt tabakaları): Fotoelektrik dönüşüm gerçekleştirir.
● Pil: Piller, fotovoltaik güç üretim sistemlerinin temel bileşenleridir ve fotovoltaik hücrelerden dönüştürülen elektriği depolarlar. Ülkemizde şu anda fotovoltaik sistemler için özel piller bulunmamaktadır; bunun yerine geleneksel kurşun-asit piller kullanılmaktadır.
● DC invertör: İşlevi DC'yi AC güce dönüştürmektir, bu nedenle bu bileşenin en önemli performans göstergeleri güvenilirlik ve dönüşüm verimliliğidir. AC invertör tarafından dönüştürülen AC gücü, fotovoltaik hücrelerden dönüştürülen enerji miktarını en üst düzeye çıkarır ve şebekeye veya doğrudan güç tüketen cihazlara iletir.
4. Fotovoltaik su pompası sistemi, tipik bir entegre optik, mekanik ve elektrik sistemidir. Güneş enerjisini doğrudan elektriğe dönüştürmek için güneş pillerini kullanır ve bu enerji daha sonra bir invertör aracılığıyla AC gücüne dönüştürülür. Bu güç, derin kuyulardan, nehirlerden, göllerden, göletlerden ve diğer su kaynaklarından su pompalayan bir AC asenkron motoru çalıştırır. Bu sistem, çölleşme kontrolü, konut yaşamı, tarımsal sulama, peyzaj sulama, çayır hayvancılığı, doğal çeşmeler ve su arıtma projelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Fotovoltaik su pompası sistemi aşağıdaki özelliklere sahiptir:
● Fotovoltaik su pompası sistemi, insan müdahalesi gerektirmeden tamamen otomatik olarak çalışır. Sistem, fotovoltaik hücrelerden (güneş alt tabakaları), pillerden (özelleştirilmiş), özel bir fotovoltaik invertörden, bir su pompasından ve bir su depolama cihazından oluşur.
● Fotovoltaik su pompaları için özel bir invertör, güneş ışığı yoğunluğundaki değişikliklere göre pompa hızını ayarlayarak çıkış gücünün güneş panelinin maksimum gücüne yaklaşmasını sağlar. Güneş ışığı bol olduğunda, pompa hızı nominal hız dahilinde kalır. Güneş ışığı yetersiz olduğunda ise, ayarlanan minimum çalışma frekansına ulaşıldığında pompa otomatik olarak durur.
● Üç fazlı bir AC motorla çalışan pompa, derin bir kuyudan su çeker ve bir su depolama tankına/gölete enjekte eder veya doğrudan sulama sistemine bağlanır. Gerçek sistem gereksinimlerine ve kurulum koşullarına bağlı olarak farklı pompa tipleri kullanılabilir.
● Bölgesel ve müşteri ihtiyaçlarına özel, uygun maliyetli çözümler sunabiliyoruz.
Fotovoltaik su pompası sistemleri, güneşin sürekli enerjisini kullanarak gün doğumundan gün batımına kadar çalışır. İnsan gözetimi veya fosil yakıt gerektirmez, bağımsız olarak çalışır ve gerektiğinde elektrik şebekesine entegre edilebilir. Güvenli ve güvenilirdirler. Herhangi bir harici enerji gerektirmeden, tarım arazisi sulamasında, insanlar ve hayvanlar için içme suyunda, bahçe geliştirmede, park güzelleştirmede, renkli çeşmelerin yapımında, su ürünleri yetiştiriciliğinde havalandırmada ve kıyı tuzlaları için su temini ve drenajında esnek bir şekilde uygulanabilirler. Tarım arazisi sulama sorunlarını etkili bir şekilde çözer, verimi artırır, su ve enerji tasarrufu sağlar ve geleneksel enerji ve elektrik girdilerini önemli ölçüde azaltır. Uzun ömür, düşük güç tüketimi, düşük gürültü, dengeli hız ayarı, istikrarlı çalışma ve kesintisiz çalışma gibi avantajlar sunarlar. Bu nedenle, fotovoltaik su pompası sistemleri, fosil yakıtların yerine temiz enerji kullanmanın en etkili yolu ve küresel gıda ve enerji sorunlarına kapsamlı çözümler sunan önemli bir yeni enerji ve teknoloji ürünü haline gelmiştir.
