Solarne systemy pompowe to najlepsze rozwiązanie, gdy chcemy pompować wodę pitną w miejscach pozbawionych sieci elektroenergetycznej. To również sposób na dużą oszczędność energii elektrycznej tam, gdzie jest sieć.

Najczęściej takie systemy stosujemy w celu pompowania wody pitnej, nawadniania upraw, czyli do irygacji, oraz w celu ekonomicznego, bez kosztowego oczyszczania basenów.
Solarne systemy do pompowania wody omówię na podstawie produktów niemieckiej firmy Lorentz, bo są one niedoścignionym synonimem jakości i niezawodności.
Firma Lorentz produkuje też aktywne systemy śledzące ruch Słońca na niebie w celu maksymalizacji produkcji energii przez zainstalowany na nich generator PV/generator fotowoltaiczny. Niezawodność systemów pompowych firmy Lorentz została wielokrotnie potwierdzona na całym świecie, a przez niezależnych ekspertów zostały one jednogłośnie uznane za najlepsze tego typu rozwiązania na świecie.

Podkreślam, że rozwiązania firmy Lorentz to nie zwyczajne pompy, lecz zaawansowane solarne systemy pompowe, na które składa się szereg komponentów dobieranych pod konkretne potrzeby użytkownika. Oczywiście, możemy używać nazwy „pompy solarne” jako skrótu myślowego, bo docelowo i funkcjonalnie jest to pompa, z tym że zasilana bezpośrednio z systemu fotowoltaicznego, bez kosztownej oraz znacznie zmniejszającej wydajność baterii akumulatorów ani inwerterów akumulatorowych. Co ważne, przy odpowiedniej kompozycji systemu PV/systemu fotowoltaicznego zasilającego solarny system pompowy, po napompowaniu zasobnika może on służyć do zasilania innych odbiorników, czyli możemy mieć dwie funkcjonalności w jednym systemie wyspowym/systemie autonomicznym. W takim przypadku system należy doposażyć w regulatory ładowania i/lub falowniki oraz baterię akumulatorów.

Solarne systemy pompowe oferowane przez firmę Lorentz dzielą się na:

– głębinowe z rotorem śrubowym (helikalne, seria HR), mające największe wysokości podnoszenia. Służą one najczęściej do pompowania wody pitnej i do irygacji, czyli nawadniania. Maksymalna wysokość podnoszenia pomp HR wynosi 450 m, a wydajność 3,9 m³/h. Ze względu na precyzję ich wykonania istotnym parametrem dla pomp HR jest temperatura pompowanej wody;
– głębinowe odśrodkowe (centryfugowe, seria PS). Służą one najczęściej do pompowania wody pitnej i do irygacji, czyli nawadniania. Mają stosunkowo dużą wydajność jednak przy mniejszych wysokościach podnoszenia od pomp HR. Maksymalna wysokość podnoszenia pomp serii PS wynosi 160 m, a wydajność 79 m³/h;
– głębinowe odśrodkowe o dużej wydajności (centryfugowe, seria PSk2). Jest to seria pomp głębinowych o największej wydajności do najszerszej grupy zastosowań. Służą one najczęściej do pompowania wody pitnej i irygacji. Maksymalna wysokość podnoszenia pomp PSk2 wynosi 140 m, a wydajność do 240 m³/h;
– pompy powierzchniowe do irygacji, oczyszczania przepompowywania stawów i przepompowywania wody pitnej w rurociągach. Ich maksymalna wysokość podnoszenia wynosi 120 m, a wydajność 460 m³/h;
– pompy basenowe to rodzaj odśrodkowych pomp powierzchniowych, dzięki którym basen pozostaje czysty przy znacznie obniżonych kosztach jego eksploatacji.

Aby zaproponować system pompowy, wykonać projekt i dostarczyć jego komponenty, potrzebne są następujące dane od inwestora:

– wysokość podnoszenia (głębokość studni + wysokość nad studnią, czyli ciśnienie, jakie mamy uzyskać na wyjściu pompy) wyrażona w metrach,
– wydajność w m³/dzień (ile wody pompa ma wypompować dziennie),
– temperatura wody (szczególnie ważna w przypadku pomp HR),
– średnica wewnętrzna studni, bo studnia musi mieć odpowiedni wymiar pozwalający na wpuszczenie pompy do studni,
– aplikacja (dokładne określenie sposobu i celu użycia pompy solarnej).

Jak wcześniej wspomniałem, w niektórych przypadkach, można zastosować solarny system pompowy do zasilania innych odbiorników. Przykładowo po wyłączeniu pompy wskutek osiągnięcia przez system pompowy parametrów określonych przez użytkownika lub po przełączeniu ręcznym, generator PV/generator fotowoltaiczny należący do systemu pompowego można wykorzystać do zasilania innych odbiorników niż pompa solarna. W tym przypadku użytkownik musi zdefiniować swoje potrzeby, a w szczególności: średnie zapotrzebowanie na energię wyrażone w kWh na dobę, rodzaj zasilanych odbiorników i ich moc znamionową, szczytową moc odbiorników prądu przemiennego AC oraz stałego DC podłączonych do systemu oraz czas autonomii w razie słabych warunków pogodowych.

Solarny system pompowy zawiera podstawowe komponenty i akcesoria , czyli: panel modułów PV (kompletny generator PV), sterownik/kontroler pompy, pompę i zabezpieczenie przeciwprzepięciowe wraz z czujnikiem zabezpieczającym przed pracą pompy na sucho oraz okablowanie.
Im większa jest wydajność pompy i jej wysokość podnoszenia, tym bardziej złożony jest system pompowy, bardziej rozbudowany jego generator PV/generator fotowoltaiczny i dochodzą kolejne elementy, takie jak: rozłączniki, rozdzielnice, zabezpieczenia nadprądowe oraz przeciwprzepięciowe generatora PV, systemy akwizycji danych, systemy zdalnego monitorowania pompy i informowania użytkownika o stanie pompy.

Solarne systemy pompowe można wyposażyć w szereg dodatkowych komponentów takich jak:

– zabezpieczenia przepięciowe od strony czujników w celu ochrony kontrolera pompy. Zabezpieczenia te są konieczne, jeśli podłączamy jakiekolwiek czujniki do kontrolera pompy.
– czujniki poziomu wody do studni w celu zapobiegania pracy pompy na sucho, dzięki którym pompa wyłączy się jeśli braknie wody w studni. Czujniki te są niezbędne w każdym systemie, gdyż dzięki ich zastosowaniu nie wystąpi ryzyko przegrzania i zniszczenia pompy po wypompowaniu całej wody ze studni oraz pompa nie będzie niepotrzebnie się zużywać, gdy nie będzie już wody do wypompowania. Jest to zabezpieczenie konieczne przy pompach głębinowych.
– czujniki poziomu wody – wyłączające pompę po osiągnięciu określonego poziomu wody w zasobniku i załączające pompę jak ten poziom spadnie poniżej nastawionego poziomu,
– czujniki ciśnienia wody – wyłączające pompę po osiągnięciu określonej wartości ciśnienia wody i załączające pompę jak poziom ciśnienia spadnie poniżej nastawionego poziomu, czujniki te są także stosowane w przypadku pomp basenowych i rurociągów do wyłączania pomp jeśli niema wody w rurze, tak aby pompy nie pracowały na sucho co w konsekwencji prowadzi do uszkodzenia pompy,
– przepływomierze – mogące wyłączyć pompę po przepompowaniu określonej ilości wody,
– osłony pompy uspokajające wodę, w celu zapobiegania zasysaniu brudu i piasku do pompy (stilling tube), dla pomp 4”,
– czujniki poziomu oświetlenia (SUN SWITCH) pozwalające nastawić poziom oświetlenia przy którym pompa się załącza oraz wyłącza. Umożliwiają one wyregulowanie załączaniem i wyłączaniem pompy, tak, aby pompa pracowała, gdy poziom nasłonecznienia pozwala na pompowanie wody. Poniżej nastawionego poziomu oświetlenia, pompa nie będzie pracować, co wydłuży jej żywotność,
– zasilacze sieciowe lub autonomiczne zestawy baterii dla wybranych rodzajów pomp, tak, aby była możliwa praca pompy w nocy,
– anody do zabezpieczenia katodowego,
– kablowe zestawy przyłączeniowe dla wybranych pomp ECDRIVE,
– filtry do wody,
– i wiele innych.

Do wszystkich pomp Lorentz dostępne są części zamienne, zatem w przypadku awarii można wymienić tylko uszkodzony komponent, np. po uszkodzeniu kontrolera przez wyładowanie elektryczne, można zamówić samą płytę główną, a nie cały kontroler.

Pompy solarne to urządzenia bardzo uniwersalne i stosowane na całym świecie, w szczególności tam, gdzie nie ma sieci, a doprowadzenie jej jest trudne, lub jeśli chcemy być niezależni od zewnętrznych źródeł zasilania. Najważniejsze jest bezpieczeństwo, jakie daje nam takie rozwiązanie, bo pompa solarna to niezależność od dostaw prądu elektrycznego i wszelkich paliw, rozwiązanie ciche, sprawne i bardzo wydajne. Co oczywiste, stosując pompę solarną, zawsze oszczędzamy. Ze względu na wysoką trwałość, dobrze zainstalowany solarny system pompowy, tj. system PV/system fotowoltaiczny oraz solarny system pompowy, to pewna, długofalowa inwestycja.