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ISBN #0-86619-220-4
PREFACE
Questa carta č una di una serie pubblicata da Volontarii in Tecnico Assistenza per provvedere un'introduzione a specifico all'avanguardia le tecnologie di interesse a persone in paesi in sviluppo. Si intende che le carte siano usate come orientamenti per aiutare, persone scelgono tecnologie che sono appropriate alle loro situazioni. Non si intende che loro provvedano costruzione o la realizzazione, Persone di details. sono esortate per contattare VITA o un'organizzazione simile per informazioni ulteriore ed assistenza tecnica se loro scoperta che una tecnologia particolare sembra soddisfare le loro necessitŕ.
Le carte nella serie furono scritte, furono fatte una rassegna, e furono illustrate quasi completamente da VITA Volunteer esperti tecnici su un puramente basis. volontario che Alcuni 500 volontarii stati comportati nella produzione dei primi 100 titoli pubblicati, mentre offrendo approssimativamente 5,000 ore del loro time. il personale di VITA incluse Maria Giannuzzi e Leslie Gottschalk come redattori, Julie Berman che si occupa di typesetting e configurazione, e Margaret Crouch come direttore di progetto.
C.J. Swet, l'autore di questa carta ha un sfondo nel pianificare, e č un consulente in tecnologie gentili " e solari ed altre ", con enfasi speciale su deposito di energia. Lui ha 20 anni esperimenti nel campo di energia solare, e ha consultato su energia solare e la tecnologia adatta ed altra proietta nello sviluppare countries. Lui ha pubblicato molte carte sull'energia solare ed energia altra riferě temi. Recensori di Paul E. Dorvel, John D. Furber, e Daniele Ingold č anche esperti nel campo di energy. solare Paul E. Dorvel č attualmente Direttore Associato Pianifichi nella Divisione dei Sistemi del Potere dell'Internazionale Company. che pianifica Lui ha piů di sette anni esperimentano in Africa introduca sul mercato ricerca e campo che pianificano per micropump solare systems. irrigatorio John D. Furber č Presidente di Piacevole Societŕ per azioni del Software della valle ed Energia di Luce delle stelle Technology. Lui frequentemente le conferenze e consulta estero su tecnologie di energia solari. Daniele Ingold č un biophysicist addestrando ed un ingegnere di ricerca a Societŕ per azioni di Tecnologia Adatta.
VITA č un'organizzazione privata, disinteressato che sostiene persone lavorando su problemi tecnici in paesi in sviluppo. le offerte di VITA informazioni ed assistenza puntarono ad individui utili e gruppi per selezionare e perfezionare le tecnologie appropriano loro situations. VITA mantiene un Servizio di Indagine internazionale, un centro di documentazione specializzato, ed un elenco computerizzato di volontario consulenti tecnici; maneggia progetti di campo a lungo termine; e pubblica una varietŕ di manuali tecnici e carte. Per ulteriori informazioni su VITA ripara in generale, o il la tecnologia presentata in questa carta, contatto VITA a 1815 nord Strada di Lynn, Seguito 200, Arlington Virginia i 22209 Stati Uniti.
I. INTRODUZIONE DI
Questa carta esamina acqua che pompa sistemi che usano radiazione solare come una fonte diretta di energia. che Noi sembriamo primariamente a su piccola scala domande rurali nel terzo Mondo, dove il potenziale benefici sono piů grandi e le economie di vicino-termine sembrano piů piů favorable. Due approcci tecnici generici per acqua solare sistemi che pompano saranno esaminati: (1) termodinamico (in che l'energia raggiante prima č convertita per scaldare); e (2) il photovoltaic (in che č convertito all'elettricitŕ prima). da allora la tecnologia di photovoltaic č piů matura, si usa per economico paragoni con metodi altri di pompare acqua. il Nostro trattamento di questo soggetto complesso necessariamente č superficiale; lo scopo č fornisca ad utenti eventuali l'acume sufficiente per determinare se acqua pompare solare č una scelta plausibile per loro situazione specifica, e fornire una guida per investigazione ulteriore. ()
STORIA
La storia di acqua solare e termodinamica che pompa la tecnologia va indietro quasi quattrocento anni, quando il deCaux di Solomon in Francia acqua elevata per una fontana dall'espansione di aria solare-scaldata. Dall'inizio di questo secolo, molto del competere attualmente concetti di disegno giŕ erano stati esplorati, e molto promettendo tentativi alla commercializzazione erano sotto modo quando l'attivitŕ si abbassň a causa dell'avvento del motore di combustone interno e fuels. commerciale e conveniente che Molto di questo sviluppo era stato puntato a domande relativamente di grande potenza. non era fino a che il risorgimento di interesse in energia solare causata entro i 1973-1974 embargo di petrolio che attenzione piů grande cominciň ad essere diretta a su piccola scala domande rurali in paesi in sviluppo.
Di interesse particolare al lettore serio in questo campo č gli il definitivo e lavoro comprensivo fatti in congiunzione con lo Sviluppo di Nazioni Unito Programme/World Bank Su piccola scala Irrigazione solare-a motore che Pompa Sistemi Proietta da Signore William Halcrow & Partner e lo Sviluppo di Tecnologia Intermedio Raggruppi, Ltd. La referenza piů importante per l'eventuale utente di pompa solare č Manuale su Acqua Solare che Pompa (veda bibliografia).
In contrasto, lo sviluppo di pompe di acqua di photovoltaic ha, domande rurali su piccola scala e pesantemente enfatizzate fin dal 1960s. Mentre ambo di questi approcci tecnici continuano maturi, né puň essere giudicato ancora inerentemente superiore. la Maggior parte di comunque, gli sforzi recenti si sono concentrati su photovoltaic sistemi ed una maggioranza di campo di pompa solare l'esperienza conduzione č stato con installazioni di photovoltaic.
NECESSITŔ SERVITE DA LA TECNOLOGIA
Pompe di acqua solari possono essere usate per irrigazione, acqua di comunitŕ approvvigioni, bestiame annaffiando, ed in processi industriali e vari. In principio loro si possono usare virtualmente dovunque, ma il piů piů le necessitŕ irresistibili e le opportunitŕ sono trovate nel combustibile-povere ma aree rurali e sole-ricche del terzo Mondo. che pompe Solari possono essere anche pressocché alcuna taglia, ma la maggior parte di fattorie piccole, villaggi, ed armenti animali in paesi in sviluppo richieda potere di produzione idraulico di meno che un kilowatt. Molti di questi utenti potenziali sono troppo lontano da una griglia elettrica ad economicamente rubinetto che fonte del potere, e pompando motore-controllato tende ad essere come bene prohibitevely costoso come inattendibile a causa del costo alto di combustibile acquistato ed insufficiente manutenzione e ripara capacitŕ.
Paesi in sviluppo in modo crescente richiedono costosi e piů metodi affidabili di pompare acqua che non conta su pubblicitŕ energia supplies. acqua pompare Solare č uno di molto potenzialmente alternative soddisfacenti che anche includono vento annaffiano, biomassa, animale, ed il potere umano.
Uso piů grande di irrigazione č avuto bisogno di chiaramente aumentare il prodotto dall'esistere terra coltivata e permettere al momento la coltura di land. Nearly marginale o inutile tutti questo supplementare irrigazione deve usare acqua pompata, fin dalla maggior parte del fonti disponibili di acqua gravitŕ-alimentata giŕ sono sfruttate pienamente. In terzi paesi di Mondo, terra piů irrigata č in famiglia trame di meno che quattro ettari, una proporzione grande di questi essendo un hectare. Questa pratica sotto puň essere aspettatsi estendere a terre non ancora sotto la coltura, da quando trame piccole sono state fondi essere piů produttivo di unitŕ di agricoltura grandi in termini di produca per ettaro anche se piů richiedendo in termini di lavoro contributo.
Richiesta quotidiana per acqua irrigatoria e pompata varia dipendendo estesamente sulla stagione, mozzi, palcoscenico della crescita, regione, metodo di acqua distribuzione, e l'efficacia di gestione di acqua, con massimo valori che variano da approssimativamente 20 a 120 metri cubici per ettaro per day. Water fonti includono acqua macinata da apra (scavň) le fonti o boreholes che č acqua di superficie da fiumi, stagni, o canali, e tipicamente a profonditŕ di due a 10 metri sotto livello macinato. Acqua irrigatoria č estratta da profonditŕ piů grande che 10 raramente metri perché il valore dei suoi benefici č alto abbastanza a raramente giustifici il costo addizionale di fonti piů profonde e pompando supplementari energy. per essere economicamente fattibile per domande agricole, il costo di acqua consegnato deve essere meno che il valore di i benefici ottennero attraverso uso dell'acqua irrigatoria, o attraverso prodotti migliorati o abilitando piů raccolti per essere cresciuto per year. Nel 1982 una norma globale per il soffitto di costo per acqua consegnata al campo (non al raccolto) era verso US$0.06 per metro cubico, anche se chiaramente la figura attuale in un particolare situazione dipenderŕ dai raccolti cresciuti, la domanda di campo efficienza, e prezzi di mercato. Se 60 percento dei pomparono acqua č usata dal raccolto stesso (una condizione abbastanza tipica per terra solca), il soffitto di costo per quell'acqua sarebbe US$0.10 per metro cubico.
Villaggi la maggior parte di in paesi in sviluppo hanno meno che 1,500 abitanti, ed in molti di quelli villaggi il per acqua di capita il consumo č lontano meno che i 40 o piů litri ritennero al giorno desiderabile da un posto d'osservazione di salute. Una ragione comune per questo minimo il consumo č che tutta l'acqua č dedotta bene da un singola, dando luogo a linee, ed in villaggi piů grandi, il bisogno di portare acqua distanze considerevoli. Anche se multiplo disperdesse fonti allevi questi problemi, fonti inquinate divenute piů difficile ad avoid. acqua Macinata di solito č estratta da profonditŕ di 30 metri o piů perché il suo valore per il consumo umano č molto piů grande che che per irrigazione; venditore di acqua nello sviluppare paesi comandano un prezzo equivalente a spesso piů che US$3.00 per metro cubico per 10 a 30 litri al giorno. Per questo domanda, la praticabilitŕ economica di acqua pompare solare č molto meno un fattore che la sua posizione competitiva relativo a metodi altri di pompare meccanizzato.
Per bestiame-annaffiare in aree remote, richiesta quotidiana per testa varia dipendendo estesamente da razza e dattilografa di foraggio; approssimativamente 40 litri sono abbastanza rappresentativi per bestiame bovino di caseificio. In recente anni molte pompe di borehole motore-controllato sono state installate per questo scopo, pompando da profonditŕ basso come 30 metri. Thus, un armento di bestiame bovino ed un villaggio della popolazione stessa puň avere requisiti di potere che pompano comparabili. However, per questa domanda č spesso desiderabile per avere multiplo disperso pompe in ordini minimizzare overgrazing vicino ogni luogo di innaffiamento. Questi le considerazioni accentuano il bisogno per pompe che puň operare affidabilmente quando solo per periodi lunghi di tempo, e quello non faccia richieda negozi di combustibile sicuri ad ogni luogo di innaffiamento.
II. OPERATING I PRINCIPI
Anche se termodinamico e photovoltaic acqua pompando solare sistemi sono concettualmente simili in quello che ambo sono motorizzati i loro principi conduzione sono completamente direttamente da radiazione solare, different. La discussione seguente accentua il distintiva caratteristiche di questi sistemi.
SISTEMI TERMODINAMICI
Tutti i sistemi termodinamici usano un raccoglitore solare per convertire solare radiazione scaldare ed un motore di calore convertire il calore a meccanico il potere per pumping. In motori di calore un fluido o benzina assorbe scaldi ad una temperatura piů alta che lo causa per espandere; esso poi contratti su rimozione del calore ad una temperatura piů bassa. Questa espansione e contrazione č imbrigliata per trasportare un muovendosi avanti ed indietro pistone in un cilindro, o puň espandere contro una turbina ruota.
Figuri 1 illustra l'energia di base fluisce, mentre mostrando qualitativamente
la temperatura necessaria differenziale attraverso il motore di calore e le perdite inevitabili associarono con ciascuno scenico del process. Delle due temperature indicate, il piů basso non puň sia piů basso di quello dell'acqua pompata a che l'inutile calore degradato č rifiutato tipicamente, mentre il superiore č estesamente controllato dal tipo di raccoglitore. Increasing il temperatura superiore (all'interno di limiti pratici) gli aumenti la tuta di lavoro efficienza di sistema e riduce la taglia di raccoglitore richiesta, ma di solito al costo della complessitŕ piů grande o piů costoso materials. che Questo ha caratterizzato largamente che approccio concettuale puň abbia molte incarnazioni diverse, con tipi vari e combinazioni di raccoglitori, lavorando fluidi, motore di calore va in bicicletta, motori, e pompe, come discusso in Sezione III.
SISTEMI DI PHOTOVOLTAIC
Questi sistemi sfruttano i photovoltaic effettuano convertire solare radiazione all'elettricitŕ di corrente continua che motorizza un motore-controllato pump. nel quale Una configurazione di sistema di photovoltaic di base č mostrata Figuri accade 2. conversione di Photovoltaic quando cadute leggere su un
diventi calvo, materiale piatto chiamato una cella solare. Un lato della cella diviene elettricamente positivo, e l'altro elettricamente il negativo. Questa č una solido-stato, effetto elettronico. Like un transistor, la cella solare non ha parti commoventi eccetto elettroni.
Chiarimenti particolareggiati di questi principi conduzione possono essere trovati nelle pubblicazioni elencate nella bibliografia. Finché cadute leggere sulla cella, gli elettroni fluiscono come un elettrico corrente attraverso un circuito esterno che contiene il motor. al quale celle solari ed Individuali sono connesse in sequenze di serie ottenga la tensione di produzione desiderata. Sequenze di Serie di possono essere connesse in parallelo per ottenere la produzione desiderata corrente di un module. Molti moduli sono interconnessi poi e sono montati. Photovoltaic ordina produzione corrente ed il potere--alla tensione di estensione č continuo--vari linearmente con irradiance solare. Efficienza di
e calo di produzione di potere con temperatura di cella in aumento sul ordine di 0.5 percento per [i gradi] C sopra di 28 [i gradi] C.
Figuri 3 show le caratteristiche di spettacolo dei componenti
di un photovoltaic tipico che pompa sistema, illustrando l'importanza di accoppiare corretto della fonte di electical e l'idraulico carichi su una serie di azionare le condizioni. Alcuno opzionale componenti e configurazioni di questi sistemi sono discusse in Sezioni III.
III. DESIGN LE VARIAZIONI
SISTEMI TERMODINAMICI
La maggior parte dei sistemi su piccola scala oltre il quali sono stati sviluppati il prototipo uso scenico i cicli di Rankine simile a quello mostrato schematicamente in Figura 4, con fluidi che lavorano organici come
Freon 11 e la lento-velocitŕ motori alternativi che direttamente guidano pistone pumps. Molte regioni in sviluppo sono familiarizzato con Rankine sistemi a causa di esperimenti con motori di vapore. lavorando Organico fluidi possono produrre efficienze di conversione di calore-a-lavoro piů alte che vaporizzi a temperature su al loro limite di stabilitŕ di approssimativamente 150 [i gradi] C, ma cura estrema deve essere pressi assicurare zera perdita siccome piccole quantitŕ molte inabilitano il sistema e ricaricando č difficile nel field. che Un motore alternativo č virtualmente il choice, unico da quando turbine ed espansori rotanti sono smodatamente costoso nelle taglie piccole di interesse. Lento-velocitŕ di
muovendosi avanti ed indietro (il pistone) pompe tendono ad essere piů efficiente che pompe centrifughe ad alta velocitŕ e convenzionali a teste piů grande che approssimativamente 10 metri, anche se palcoscenico singolo pompe centrifughe (quale č facile fare) č andato bene bene per irrigazione di basso-testa molta.
Il sistema dipinto in Figura 4 che fu disegnata da un finlandese societŕ, ha una trogolo-tipo che concentra raccoglitore solare che segue il sole ruotando su un asse nord-meridionale ed orizzontale. Sole seguente č automatico, motorizzato dal peso di cambiamento di Freon solare-riscaldato e controllato da un'ombra di sole montata sul raccoglitore, ma l'orientamento deve essere azzeri a mano ogni giorno. Il raccoglitore ha una l'apertura di 12 metro di piazza, occupa 16.5 metri di piazza di incagli spazio, e pesa 170 kilograms. Tutti di i componenti sopra di-macinati ed altri occupano un il volume di 0.4 metro cubico e pesa approssimativamente 50 chilogrammi. L'Alluminio di č usato estensivamente per riduzione di peso e resistenza di corrosione. Ad un Freon temperatura di 107 [i gradi] C la percentuale di consegna riportata č approssimativamente due litri per secondo (rudemente equivalente a 40 metri cubici al giorno se la pompa aziona otto ore) contro una testa che pompa totale di 14 meters. La percentuale riportata č quasi cinque litri per secondo (100 metri cubici al giorno) contro una testa di tre metri. Il ubicazione di pompa di sopra di-terra limita l'uso di questo sistema a fonti poco profonde o fonti di acqua di superficie che comportano suzione alzano nessuno piů grande di approssimativamente otto metri.
Un piuttosto sistema simile dalla Germania Ovest ha ad angolo retto approssimativamente 40 metri di raccoglitori di piatto piatti e stazionari che possono scaldare il Freon 11 fluido che lavora ad approssimativamente 90 [i gradi] C. che la Sua pompa puň essere localizzata sotto grado e dipende adattabile da fonti a 60 metri profondo. Collaudo preliminare in India indica una percentuale di consegna di 40 metri cubici al giorno contro totale che pompa teste di 15 a 20 meters. La pompa č messa in ordine di grandezza per permettere produzione piů grande quando piů grande raccoglitori sono usati.
Acqua (vaporizzi) ha dei vantaggi importanti come un ciclo di Rankine fluid. che lavora si puň usare a temperature piů alte che č possibile con fluidi organici, realizzare efficienze piů alte. Le conseguenze di perdita sono lontano anche, severe. Un indiano ditta ha sviluppato un 2-chilowatt uniflow vapore alternativo motore motorizzato da un vetro striscia riflettore trogolo raccoglitore. Comunque, temperature piů alte richiedono piů grandi ottico e seguendo le tracce di precisione che aumenta il costo per area di raccoglitore di unitŕ e tende a compensare la riduzione di taglia fatta possibile da migliorata efficiency. La competitivitŕ economica di alto-temperatura Rankine va in bicicletta pompe solari ancora č un sotto la contesa.
Stirling va in bicicletta motori di calore forse offrono il piů promettenti vuole dire di sfruttare le temperature molto alte (piů di 500 [i gradi] C) quello puň essere ottenuto con raccoglitori di messa a fuoco di punto, come parabolico piatto reflectors. Sunpower Inc. negli Stati Uniti ha sviluppato un pistone gratis il motore di Stirling con una pompa di diaphram integrante, elio che usa come il fluido che lavora. In prove dal fabbricante con un contributo termale solare e simulato di 1 chilowatt (corrispondendo alla produzione di un piatto verso 1.4 metri in diametro), il motore di Stirling consegnň 2 litri per secondo a 560 [i gradi] C contro una testa di quattro metri. Al suo palcoscenico presente di sviluppo, č danneggiato facilmente comunque, e risultati di prova sono stati disappointing. Un'altra pompa di motore di Stirling promettente č il Fluidyne " sistema di pistone liquido che č sviluppato da un altro indiano societŕ, ma nessuna versione solare č stata dimostrata ancora.
Molti altri che intrigano tecnicamente e sistemi potenzialmente utili č stato o sta sviluppando, incluso:
1. sistemi di Rankine organici e piů piccoli; 2. molto piccolo (approssimativamente 25 watt) vaporizzi i sistemi di Rankine;
3. un vapore organico pompa di pistone liquida;
4. un'aria riscaldata pompa di pistone liquida;
5. un overbalancing fluido pompa di motore di raggio dondolante; e
6. che sistemi a stato solido e vari hanno basato su " metalli di memoria," Polimeri di , e l'espansione differenziale di bimetal si spoglia.
Alcuni di questi sistemi sono divenuti commercialmente disponibili, ma esso deve essere enfatizzato che nessuno di loro (o dei concetti altri descritto sopra) č saputo di avere subito con successo il collaudo esteso sotto condizioni di campo che caratterizzano un prodotto maturo.
L'abilitŕ di fabbricare e riparare tale tecnologia spesso dipende sul region. I molti sistemi che sono sviluppati al momento in India sarebbe fabbricata presumibilmente lŕ, ed un indiano affiliato della societŕ tedesca e Dell'ovest la possibilitŕ sta valutando di produrre localmente tutti o parte del sistema tedesco. Questo non voglia dire, tuttavia, che questi sistemi di disegno indiano potevano + sarebbe fabbricato altrove nel terzo Mondo. Sostenendo cornici, exchangers di calore convenzionali, e dei tipi di raccoglitori potrebbero essere fatti e potrebbero essere riparati in molti paesi in sviluppo, ma motori alternativi e pistone pompa di efficienza alta mandi a chiamare tolleranze vicine che non possono essere prontamente conseguibili con abilitŕ disponibili ed attrezzatura.
SISTEMI DI PHOTOVOLTAIC
Un numero di tipi e taglie di sistemi di photovoltaic č disponibile commercialmente, in palcoscenici vari di sviluppo di prodotto che la riunione la serie di pompare le necessitŕ delineata in Sezione io. Il significativo disegni variazioni di questi sistemi sono meno e piů facilmente presentato che quelli del relativamente immaturo termodinamico approach. sul quale Queste variazioni concentrano principalmente:
1. la scelta di materiale di cella solare;
2. la scelta tra stazionario e sole-seguente solare ordina;
3. la scelta tra planar e concentrando solare ordina;
- il tipo di motore elettrico;
5. il tipo di pompa; e
6. il metodo di source/load accoppiare.
Sistemi del tutto commercialmente disponibili usano silicio cristallino solare celle, del cristallo singolo o polycrystal, type. Other tipi di celle solari che possono essere costose sono sotto development. Questi usano film sottili di materiali di semiconduttore, come silicio amorfo o sulfide del cadmio. Currently disponibile ordini solari producono rudemente 100 watt per metro di piazza sotto il la maggior parte di conditions. favorevole che le necessitŕ che pompano Specifiche non influenzano la scelta fra questi disegni che competono.
In sistemi piů gli ordini solari hanno un orientamento fisso; loro č inclinato permanentemente verso l'equatore ad un angolo che massimizza raccolta di energia durante la stagione di richiesta di massimo (o per l'anno se richiesta č abbastanza continua). Questo č il piů semplice e la maggior parte di configurazione economica, ma non necessariamente il minimo-costoso in termini di costo per unitŕ di acqua consegnata. A lievemente piů grande prima costi e la complessitŕ, l'orientamento puň sia aggiustato a mano molte volte durante il giorno, mentre aumentando con ciň la produzione quotidiana da su a 30 percento. che Questo attende ad essere costi effettivo purché quel lavoro di manuale č disponibile e č poco costoso per applications. irrigatorio ed estremamente stagionale Se il sistema č usato sulla maggior parte dell'anno, un inseguimento completamente automatico apparecchiatura puň essere justified. Anche se tali sistemi non hanno ancora l'affidabilitŕ sufficiente e dimostrata sotto le condizioni di campo, alcuni campo recente l'esperienza conduzione con Freon gravitŕ-controllato battitori su pompare sistemi stanno incoraggiando. (*)
Finché celle solari rimangono l'articolo di costo dominante c'č un incoraggiante non solo ridurre l'area richiesta attraverso sole seguente ma anche attraverso concentrando l'intercettato solare radiation. Il calo di costo dovuto favorire riduzione di area di cella tende ad essere compensazione dal costo aggiunto di concentrare l'ottica e il bisogno per raffreddamento migliore delle celle ed inseguimento piů preciso. Se prezzi di cella solari diminuiscono come predetto, l'incentivo divenga molto meno costringendo.
I motori di correnti continue di magnete permanenti sono i comunemente usati pompi conducenti per sistemi su piccola scala. I motori di corrente alternata di
costi meno ma č molto efficiente nelle taglie di interesse. Actuators lineari sono usati per guidare pistone pompa, ma il concetto richiede notevolmente piů sviluppo. Molti del i motori di correnti continue in uso corrente sono del convenzionali tipo di spazzola che č efficiente ma andň bene poveramente per sommerso operazione e sostituzione di spazzola di necessitŕ dopo ogni poco milli
* Veda per esempio Dankoff, W., " Pompando Acqua " Etŕ Solare, febbraio 1984, pp. 29-35.
ore di use. Elettronicamente-commutated corrente continua di brushless motori stanno trovando favore perché loro richiedono meno manutenzione e č adattato piů prontamente ad operazione sommerso, anche se loro sono lievemente efficienti.
Singolo-palcoscenico che pompe centrifughe frequentemente sono usate quando il totale pompare testa č meno che 10 metri, e č uno stesso-priming + (se l'ascensore di suzione č troppo grande) sommerso. Con fonti aperte + fonti di acqua di superficie, queste pompe ed i motori possono stare a galla, minimizzando con ciň l'ascensore di suzione. Per teste piů alte, o multistage dislocamento centrifugo o positivo (il pistone o progressivo cavitŕ) tipi sono molto efficienti. Se la pompa č su terra o stando a galla, di solito č accoppiato da vicino al motore; se sommerso, la pompa o puň essere accoppiata da vicino ad un sommergibile motore o guidato da un'asta verticale. dislocamento Positivo pompe sono sommerse eccetto in casi ordinariamente dove č l'ascensore piccolo ma la testa che pompa totale č alta.
Singolo-palcoscenico che pompe centrifughe possono essere fatte con testa-capacitŕ caratteristiche che abbastanza da vicino la corrente-tensione di ordine solare caratteristiche, cosě che l'ordine puň operare alla vicino-picco efficienza su una serie larga di azionare le condizioni. Questo accoppiando non puň succedere con multistage centrifugo o positivo dislocamento pumps. Per sistemi che non sono inerentemente compatibile in questo rispetto, č possibile installare un elettronico impedenza apparecchiatura intonato tra l'ordine ed il motore quell'ottimizzerŕ automaticamente il carico sull'ordine. Questi apparecchiature, massimo potere punto battitori chiamati o il potere di massimo controllori (MPCs), aumenterŕ produzione pompata e quotidiana e la volontŕ permetta pompando cominciare sotto moring irradiance basso. Potere di Massimo di
controllori aggiungono alla complessitŕ e costo di un sistema, in somma a creando una fognatura di potere di percento approssimata del cinque sul Indicazioni di array. sono quelli MPCs sono molto costare-effettivi in sistemi su approssimativamente il capacitŕ di picco di un chilowatt. Sotto questo livello, puň essere piů costare-effettivo per sostituire capacitŕ di ordine addizionale per un MPC.
Produzione locale di quasi tutti componenti eccetto le celle solari appare possibile in molti paesi in sviluppo. (*) India ed il Brasile ha cominciato prodotto di cella e dei paesi altri stanno considerando la riunione di moduli da celle importate. Fin da solare la tecnologia di cella sta avanzando cosě rapidamente, e scelte cruciali fra i materiali di semiconducting di candidato debba essere fatto ancora,
(*) Per una discussione profonda del potenziale per produzione locale, veda Sistemi che Pompano Solare-a motore e Su piccola scala: La Tecnologia Le sue Economie ed Avanzamento, da William Halcrow e Partner, ed il Potere di Tecnologia Intermedio, Ltd., ed il suo sostenendo documenti riguardo a prodotto di pompe di acqua solari in i meno paesi industrializzati (giugno 1983).
puň essere prudente per la maggior parte del terzo Mondo per attendere il comparsa di disegno chiaramente superiore si avvicina prima di investire in produzione facilities. Other che celle solari, il piů piů articoli dubbiosi per prodotto locale e potenziale sembrano essere pistone pompa, a causa delle loro tolleranze di lavorazione a macchina vicine.
IV. COMPARING LE ALTERNATIVE
Pompe di acqua su piccola scala non devono guadagnare l'accettazione molto estesa, solamente consegni acqua ad un costo sotto il valore di quell'acqua; loro debba fare anche cosě ad un costo piů basso che metodi alternativi di water. che pompa piů prominente fra l'attualmente disponibile alternative sono diesel o motori di kerosene, potere di vento, animali e humans. Una base buona per compararli con solare č il costi per volume di unitŕ di acqua consegnato sotto come le condizioni su un piaccia numero di anni. del quale Questo prende in spese di conto acquistando, finanziando, consegna l'installazione e cominciare-su, alimenti, operando e lavoro di manutenzione, ripara, e replacements. In Sviluppo di Nazioni Unito che Programme studia, spese comparate di acqua consegnata č stato valutato per irrigazione, villaggio approvvigionamento di acqua, e bestiame che annaffia in Kenia, Bangladesh e La Thailandia (veda bibliografia).
Basato su 1982 prezzi, dei risultati tipici sono mostrati in Figure 5, 6, 7, e 8.
Ci sono molte qualifiche a questi risultati, troppo numeroso e complesso per l'esposizione qui. che deve essere aguzzato fuori, tuttavia, che le spese solari sono basate su photovoltaic sistemi nei quali l'articolo di costo dominante č il modulo solare a il suo prezzo del 1982 di su US$8 / watt di picco. che prezzo č probabile a divenga molto piů basso fra alcuni anni, facendo la scelta solare piů competitivo. It dovrebbe essere notato anche che l'attraentemente spese di potere di vento basse sono basate su velocitŕ di vento cattive e medie per ogni paese; all'interno di quelli paesi sono regioni con wind. totalmente inadeguato Le spese per il potere di animale sono piuttosto ottimistico perché loro non includono il costo di deviare animali dalle attivitŕ altre, e le " spese di diesel di caso " basse č basato su unrealistically valori ottimistici per combustibile costato e consumption. Con questi punti in mente sembra abbastanza chiaro che fra alcuni anni solare sarŕ di piů piuttosto competitivo in regioni esposto al sole che hanno vento piccolo. GLOSSARIO DI DI TERMINI
Aperature. L'area di raccolta solare.
Piatto collector. Uno nel quale la superficie riflettente č un paraboloid di rivoluzione che concentra radiazione solare e diretta sopra un assorbitore al suo point. Usually focale per Temperature di sopra di 250 [i gradi] C, con inseguimento di due-asse.
Drawdown. La distanza il livello di acqua in un bene č temporaneamente abbassň pompando.
Piatto piatto collector. Uno solare nel quale essenzialmente č l'apertura identico all'area della superficie di assorbitore, il superficie assorbente essenzialmente č planar, e niente concentrazione č employed. Usually per temperature sotto 100 [i gradi] C.
Produzione idraulica power. Il potere impartito dalla pompa al annaffia, proporzionale al prodotto della percentuale di flusso ed il somma pompando head. In watt, rudemente uguagli a litri per appoggia metri di tempi calcola dieci.
Irradiance (intensitŕ di radiazione). La densitŕ di flusso di energia nel radiazione solare, di solito espressa in watt per metro quadrato.
Head. statico La distanza verticale tra la fonte di acqua livella a nessun flusso ed il punto di scarico.
Suzione lift. L'altezza dalla quale acqua deve essere alzata il Livello di fonte di alla pompa.
Totale che pompa head. La testa statica piů drawdown e pressione di flusso Perdite di nel suonare il piffero.
Trogolo collector. Uno con un riflettendo parabolico e cilindrico Superficie di sopra la quale concentra radiazione solare e diretta un Assorbitore di (di solito un tubo) al suo line. Usually focale per Temperature di da 100 [i gradi] a 250 [i gradi] C, seguendo le tracce di approssimativamente un asse.
Sistema complessivo efficiency. La frazione di radiazione solare ed intercettata che impartisce pompando energia all'acqua, i.e., pompa il potere di produzione idraulico per aperture/irradiance dell'unitŕ.
BIBLIOGRAPHY/SUGGESTED READING L'ELENCO
Halcrow, William e Partner, ed il Potere di Tecnologia Intermedio LTD. Systems: che Pompa Solare-a motore e Su piccola scala La Tecnologia, le Sue Economie ed Avanzamento (Sviluppo di Nazioni Unito Programme Progetto GLO/80/003) Washington di ., D.C. : Mondo Bank, giugno 1983. Disponibile attraverso la Banca di Mondo, lungo col seguente che sostiene documenti:
1. Lo Spettacolo di esamina su photovoltaic migliorato che pompa sistemi 2. valutazione Economica di pompe di acqua solari 3. Potential per miglioramento di photovoltaic che pompa sistemi 4. Review di sistemi che pompano termodinamici e solari 5. Manufacture di pompe di acqua solari in paesi in sviluppo
Irrigazione Solare-a motore e su piccola scala che Pompa Sistemi (Sviluppo di Nazioni Unito il Progetto di Programme GLO/78/004, Phase io riporto) Washington di ., D.C.: Mondo Banca, luglio 1981. See anche Irrigazione Solare-a motore e Su piccola scala che Pompa Sistema Revisione Tecnica ed Economica (settembre 1981), amplificando questo rapporto.
Manuale su Acqua Solare che Pompa (Sviluppo di Nazioni Unito Programme Progetto GLO/80/003) Washington di ., D.C.: Mondo Banca, febbraio 1984. Questo manuale direttamente gli indirizzi i problemi concreti e metodi di selezionare, valutando e specificando un'acqua solare che pompa sistema.
Kreider, J., e Kreith, F., eds. Energia Solare New York di Handbook.: McGraw Collina, 1981. che Il lettore si č riferito al seguente Capitoli di
Capitolo 1 per storia di acqua pompare termodinamico e solare Capitolo 7 per non-concentrare raccoglitori solare-termali Capitolo 8 per raccoglitori di concentrazione intermedi Capitolo 9 per raccoglitori di concentrazione alti Capitolo 22 per motori di calore a motore e solari Capitolo 24 per photovoltaics
McNelis, ed. United Regno Sezione di Energia Solare ed Internazionale Societŕ di . I Procedimenti di di Conferenza su Energia Solare per Sviluppare Paesi di , Volume su Refrigerazione ed Acqua Pompare. Londra di : ISES, gennaio 1982.
Sviluppo di Nazioni Unito Programme; Banca di Mondo; ed il Filippine Il Ministero di dei Procedimenti di Energy. di Officine su Pompare Solare a Washington di Countries. In sviluppo, D.C.: Mondo Banca, giugno 1981.
ELENCO PARZIALE DI FORNITORI E FABBRICANTI OF ACQUA SOLARE CHE POMPA SISTEMI
Sistemi termodinamici (non necessariamente prodotti maturi):
Dornier Rankine organico piatto piatto, POSTFACH 1360 APPROX. il produzione di 500 watt 7990 Friedrichshafen 1 REPUBBLICA FEDERALE DELLA GERMANIA
Grinakers overbalancing fluidi radiano motore, c/o A. de Birra piatto piatto, approx. 200 watt P.O. Inscatoli 349 Rosslyn 0200 REPUBBLICA DELL'AFRICA MERIDIONALE
Grinakers overbalancing fluidi radiano motore, c/o Pelegano Villaggio Industrie piatto piatto, approx. 200 watt P.O. Box 464 Gaborone LA BOTSWANA
Wrede-Ky trogolo di Rankine organico P.O. Inscatoli 42 approx. il produzione di 300 watt SF-02701 KAUNIANEN LA FINLANDIA
Sistemi di PHOTOVOLTAIC (commercialmente disponibile ed abbastanza maturo):
AEG--TELEFUNKEN L'UND DI RAUMFAHRTTECHNIK NEUE TECHNOLOGIEN Industriestrasse 29 2000 Wedel, Holstein REPUBBLICA FEDERALE DELLA GERMANIA
Aerimpianti S.p.A. Via Bergano, 21 20135 Milano L'ITALIA
ARCO Solar, Inc. 20554 Strada di Plummer Chatsworth, la California i 91311 Stati Uniti
A.Y. McDonald Corp. P.O. Inscatoli 508 Dubuque, Iowa i 52001 Stati Uniti
Panettiere-esamini 133 impresa Via Evansville, Wisconsin i 53536 Stati Uniti
Briau BP 43 37009 giri LA FRANCIA
Grundfos Pump Corp. 2555 Ave di Clovis. Clovis, la California i 93612 Stati Uniti
Heliodinamica Caixa Postal 8085 Sao Paulo 01000 IL BRASILE
Intersol Power 11901 Viale di Cedro dell'ovest Lakewood, Colorado i 80228 Stati Uniti
Fratelli di Jacuzzi 11511 Hwy di Benton Nuova. Rock piccolo, Arkansas i 72201 Stati Uniti
Mobil Energia Solare Corp. 16 Hickory Dott. Waltham, Massachusetts i 02254 Stati Uniti
Pompes Gitnard Etablissements 179, Santo di viale Denis 92402 Courbevoie LA FRANCIA
Filippi GmbH, Unternehmensbereich Licht UND DI ANLAGEN-ENERGIE-SYSTEME Monckebergstrasse 7 2000 Amburgo 1 REPUBBLICA FEDERALE DELLA GERMANIA
Solare Elettrico Internazionale Il Cancello di 31 regina Anna Londra, SW1H 9BU L'INGHILTERRA
Uso solare Ora Inc. Inscatoli 306 420 Via di Tiffin est I Bascom Ohio Stati Uniti
Solarex Corp. 1335 Piccard Dott. Rockville, Maryland i 20850 Stati Uniti
Solavolt International 3646 E. Atlanta Ave. Phoenix, Arizona i 85040 Stati Uniti
Solec International 12533 Viale di Chadron Hawthorne, la California i 90250 Stati Uniti
Tri-solare Corp. 10 DeAngelo Dott. Bedford, Massachusetts i 10730 Stati Uniti
Virden Perma-Bilt 2821 Ave di maggi. Amarillo, Texas i 79109 Stati Uniti
Officina di Windlight P.O. Inscatoli 6015 Santa Fe, il Messico Nuovo i 87502 Stati Uniti