Με την έλλειψη νερού που παρατηρείται τα τελευταία χρόνια, γίνεται ολοένα και πιο επιτακτική η ανάγκη για σωστή διαχείριση των υδάτινων πόρων. Παράλληλα, οι αντλίες νερού, όντας σημαντικοί καταναλωτές ενέργειας, μας έχουν ωθήσει στο να στραφούμε για την άντληση σε Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας, όπως ο ήλιος.
Του Λεωνίδα Γεωργόπουλου
Τι είναι η ηλιακή άντληση νερού και πώς δουλεύει;
Μια απλή, αλλά ταυτόχρονα έξυπνη διαδικασία, στην οποία η παραγόμενη ενέργεια από ένα φωτοβολταϊκό πάνελ μπορεί να τροφοδοτεί μια αντλία νερού. Η ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας από τη LORENTZ (Γερμανία) μας παρέχει προβλέψιμη και βιώσιμη πρόσβαση στο νερό, σχεδιασμένη να λειτουργεί σε τοποθεσίες όπου η πρόσβαση στην ηλεκτρική ενέργεια είναι αδύνατη, πολύ ακριβή ή έχει μεγάλο κόστος χρήσης.
Τα κυριότερα στοιχεία της ηλιακής άντλησης
Οι ηλιακές αντλίες διατίθενται σε διάφορα μεγέθη και τύπους (υπέργεια, υποβρύχια, πισίνας) για να ταιριάζουν σε όλες τις εφαρμογές άντλησης ή κυκλοφορίας νερού. Η ηλιακή άντληση μπορεί να καλύψει τόσο συστήματα μικρής κλίμακας όσο και μεγάλες γεωργικές και βιομηχανικές εγκαταστάσεις.
Τα κύρια μέρη των συστημάτων ηλιακής άντλησης είναι:
- Τα Φ/Β πάνελ
- Η αντλία
- Ο Controller (inverter, αλλά με «έξυπνες» λειτουργίες για τον έλεγχο της αντλίας )
- Γενικός διακόπτης Φ/Β πάνελ
- Αισθητήρες ελέγχου της λειτουργείας της αντλίας (π.χ. νερού , πίεσης, ροής, μέτρησης όγκου κ.ά.) αλλά και συστήματα απομακρυσμένης παρακολούθησης, σε πραγματικό χρόνο, εφόσον απαιτείται.
Γιατί να επιλέξω μια ηλιακή αντλία;
1. Εξοικονόμηση κόστους
Τα συστήματα ηλιακών αντλιών αφαιρούν την ανάγκη για ορυκτά καύσιμα ή ηλεκτρική ενέργεια για την τροφοδοσία των συστημάτων άντλησης νερού, μειώνοντας δραματικά το λειτουργικό κόστος.
2. Περιβαλλοντική βιωσιμότητα
Χρησιμοποιώντας ενέργεια από τον ήλιο, οι ηλιακές αντλίες προσφέρουν μια φιλική προς το περιβάλλον λύση σε σύγκριση με τις παραδοσιακές αντλίες που τροφοδοτούνται με ορυκτά καύσιμα ή ηλεκτρική ενέργεια από το δίκτυο.
3. Αξιοπιστία και ευελιξία
Τα συστήματα ηλιακών αντλιών έχουν λιγότερα κινούμενα μέρη σε σύγκριση με τις παραδοσιακές αντλίες που κινούνται με κινητήρα εσωτερικής καύσης, με αποτέλεσμα χαμηλότερες απαιτήσεις συντήρησης, ευκολότερη λειτουργία και μεγαλύτερη αξιοπιστία, ειδικά σε απομακρυσμένα και αφιλόξενα περιβάλλοντα. Μπορούν να εγκατασταθούν παντού στον κόσμο με χαμηλό κόστος χωρίς να υπάρχει εξάρτηση από έναν εξωτερικό πάροχο ενέργειας.
Επιπλέον δυνατότητες των ηλιακών αντλιών
Πολλές φορές είναι ανάγκη η άντλησή νερού να είναι συνεχής και με σταθερή παροχή, όπως π.χ. σε ένα αντλιοστάσιο ήδη συνδεδεμένο στο δίκτυο ηλεκτρισμού. Τα συστήματα ηλιακών αντλιών είναι δυνατόν να συνδυαστούν (υβριδικά) με ταυτόχρονη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας, εφόσον αυτή είναι διαθέσιμη. Έτσι είναι δυνατό, σε ένα υφιστάμενο ηλεκτρικό σύστημα άρδευσης να εγκατασταθούν κατάλληλος αριθμός Φ/Β πάνελ σε συνδυασμό με υβριδικού ελεγκτή (Controller), με αποτέλεσμα τη δραστική μείωση του κόστους του ηλεκτρικού ρεύματος. Τις περισσότερες φορές δεν απαιτείται η αντικατάσταση της υφιστάμενης αντλίας. Σε περίπτωση που δεν υπάρχει αυτή η δυνατότητα αλλά η πρόσβαση σε νερό είναι αναγκαία, προτείνεται η αποθήκευση νερού.
Υβριδική λειτουργία: Κατά τη διάρκεια της ημέρας η παρεχόμενη από τον ήλιο ενέργεια «αναμειγνύεται» μέσω του υβριδικού Controller με αυτήν που παρέχεται από το δίκτυο ηλεκτρισμού (δίκτυο, γεννήτρια). Με αυτό τον τρόπο πετυχαίνουμε τη μέγιστη εξοικονόμηση. Αυτό γίνεται αυτόματα με τη λογική ότι πρώτα «ξοδεύουμε» την ενέργεια που παρέχει ο ήλιος και, αν απαιτείται, «συμπληρώνουμε» από το δίκτυο παροχής ενέργειας.
Πώς επιλέγουμε τη σωστή ηλιακή αντλία νερού;
Η επιλογή της βέλτιστης ηλιακής αντλίας νερού γίνεται με τη χρήση ειδικού λογισμικού που έχει αναπτύξει η γερμανική εταιρία LORENTZ χρησιμοποιώντας τα μετεωρολογικά δεδομένα της εκάστοτε περιοχής, προβλέπει με ακρίβεια τον αντλούμενο όγκο νερού κάθε συστήματος και περιλαμβάνει συγκεκριμένα βήματα:
- Τη φάση του σχεδιασμού κατά την οποία είναι απαραίτητο να διερευνηθούν διεξοδικά οι απαιτήσεις.
- Τον ακριβή υπολογισμό των παραμέτρων και τη διαστασιολόγηση για να διασφαλιστεί ότι η αντλία ανταποκρίνεται αποτελεσματικά στις ανάγκες.
- Την ενσωμάτωση διαφόρων αισθητήρων και συσκευών παρακολούθησης για μια βιώσιμη και αποτελεσματική διαχείριση, για τη βελτίωση της απόδοσης αλλά και τη «μακροζωία» της αντλίας.
Βασικές παράμετροι για τον σωστό σχεδιασμό εξοπλισμού και συστήματος
Για τον σωστό σχεδιασμό του συστήματος χρειαζόμαστε τις παρακάτω πληροφορίες από τον ενδιαφερόμενο:
- Τη γεωγραφική θέση έργου
- Τη χρήση για την οποία προορίζεται η αντλία (ύδρευση, άρδευση)
- Την ποσότητα νερού που χρειάζεται αλλά και το μανομετρικό.
- Τον προσδιορισμό της πηγής από την οποία θα αντλήσουμε το νερό (ποτάμι, λίμνη, γεώτρηση)
- Τις πληροφορίες για το υδραυλικό δίκτυο (μήκος, διάμετρος σωλήνων κ.λπ.)
Παράδειγμα έργου άρδευσης στον κάμπο του Νέστου
Ο παρακάτω γεωργός, έχοντας να αντιμετωπίσει το πρόβλημα του ποτίσματος, αποφάσισε να δοκιμάσει το καινοτόμο σύστημα ηλιακής άρδευσης. Οι μηχανικοί της εταιρίας μας, επίσημου αντιπροσώπου της LORENTZ στην Ελλάδα, εκπόνησαν μελέτη για την εφαρμογή σε χωράφι 15 στρεμμάτων με 918 δέντρα ακτινιδίων στον κάμπο του Νέστου.
Τον Ιούνιο του 2024 εγκαταστάθηκε αντλία μεγίστης ισχύος 8.3kw και ένα φ/β σύστημα 7.9kw, αποτελούμενο από 14 πάνελ (565W) συνολικής επιφάνειας 42τμ. Οι ανάγκες του πελάτη υπολογίστηκαν σε 150m3 ανά ημέρα, τα οποία καλύπτονται πλήρως κατά τους μήνες ζήτησης, όπως φαίνεται στα παρακάτω γραφήματα.
Ο γεωργός με το σύστημα αυτό γλίτωσε εκτός από το ετήσιο λειτουργικό κόστος και τον χρόνο ενασχόλησης λόγω της καθημερινής μετακίνησης του ίδιου, έχοντας ορίσει το πρόγραμμα ποτίσματος από το… κινητό του! Τέλος, το σύστημα σχεδιάστηκε με γνώμονα τη μελλοντική αύξηση αναγκών σε νερό, έτσι ώστε να καλύπτονται με την προσθήκη πάνελ και όχι με την αλλαγή ολόκληρου του συστήματος.
Σύνοψη
- Τα ηλιακά συστήματα άντλησης νερού της LORENTZ σχεδιάζονται και μελετιούνται με κατάλληλο λογισμικό που έχει αναπτυχθεί από την ίδια την εταιρία για τον σκοπό αυτό.
- Ο ακριβής σχεδιασμός οδηγεί στη βεβαιότητα κάλυψης των αναγκών του χρήστη και στη μείωση του κόστους του συστήματος ηλιακής άντλησης.
- Η δυνατότητα ελέγχου και προγραμματισμού της λειτουργίας τους καθώς και η αποθήκευση του ιστορικού, μέσω ειδικής δωρεάν εφαρμογής από οποιοδήποτε κινητό τηλέφωνο, παρέχει μέγιστη ευελιξία στον χρήστη. Με την ίδια εφαρμογή γίνεται άμεσα και αυτόματα η διάγνωση οποιουδήποτε λειτουργικού προβλήματος, μειώνοντας τον χρόνο αποκατάστασης της λειτουργίας.
- Το αρχικό κόστος της επένδυσης είναι ιδιαίτερα χαμηλό σε σύγκριση με αυτό της εγκατάστασης μιας απλής ηλεκτρικής αντλίας, αν λάβουμε υπόψη το κόστος της κατασκευής δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας στο χωράφι.
- Το μηδενικό κόστος λειτουργίας οδηγεί σε ταχύτατη απόσβεση του κόστους εγκατάστασης (απόσβεση σε λιγότερο από 4 χρόνια!), διάστημα το οποίο μπορεί να μειωθεί με ένταξη του συστήματος σε μελλοντικά σχέδια βελτίωσης.
- Η δυνατότητα συνεχούς αυτόνομης λειτουργίας χωρίς την ανάγκη παρουσίας ανθρώπου κατά τη διάρκεια του ποτίσματος μειώνει το εργατικό κόστος και δίνει ελεύθερο χρόνο στον χρήστη.
- Τα συστήματα ηλιακής άντλησης είναι ο πιο αξιόπιστος, φθηνός και βιώσιμος τρόπος για την πρόσβαση και την αξιοποίηση των υδάτινων πόρων.
Πηγή: enfos.gr
