Thông số kỹ thuật bộ điều khiển bơm AC/DC tự động chuyển đổi (5500-13000W)

1. Giới thiệu

Trong tưới tiêu nông nghiệp quy mô lớn, cấp nước đô thị và quản lý chất lỏng công nghiệp, bộ điều khiển bơm công suất cao hoạt động trong Phạm vi 5500W đến 13000W đóng vai trò là xương sống hoạt động của các hệ thống bơm phức tạp. các Bộ điều khiển bơm AC/DC tự động chuyển đổi đại diện cho giải pháp chính thống hiện tại cho việc lắp đặt yêu cầu hoạt động của máy bơm không bị gián đoạn bất kể nguồn năng lượng mặt trời sẵn có - tự động chuyển đổi giữa đầu vào DC quang điện (PV) và lưới điện xoay chiều hoặc nguồn máy phát điện mà không cần can thiệp thủ công.

Tập đoàn Deye đã sản xuất máy bơm chìm và bộ điều khiển máy bơm từ năm 1990. Trong hơn ba thập kỷ thực hành sản xuất, Deye đã tích lũy chuyên môn có hệ thống về hệ thống truyền động máy bơm công suất cao, tích hợp thiết kế điện tử chính xác với xác minh chất lượng nghiêm ngặt ở mọi giai đoạn sản xuất.

2. Các khái niệm cốt lõi và nguyên tắc hoạt động

2.1 Bộ điều khiển máy bơm AC/DC tự động chuyển đổi là gì

Một Bộ điều khiển bơm AC/DC tự động chuyển đổi là thiết bị điện tử công suất chấp nhận cả đầu vào DC từ các tấm quang điện và đầu vào AC từ lưới điện hoặc máy phát điện diesel, sau đó cung cấp đầu ra AC ba pha được điều chỉnh để điều khiển động cơ bơm chìm hoặc bơm bề mặt. Đặc điểm xác định là nó logic chuyển nguồn tự động : khi đủ bức xạ mặt trời, bộ điều khiển chỉ hoạt động bằng nguồn điện PV; khi đầu vào năng lượng mặt trời giảm xuống dưới ngưỡng có thể định cấu hình, nó sẽ chuyển liền mạch sang nguồn điện xoay chiều - duy trì hoạt động bơm liên tục mà không cần thực hiện thao tác thủ công.

Ở loại công suất này (5500–13000W), kiến trúc bên trong tích hợp một số mô-đun chức năng:

• MPPT (Theo dõi điểm công suất tối đa): Liên tục điều chỉnh điểm vận hành của mảng PV để khai thác công suất tối đa trong các điều kiện nhiệt độ và bức xạ khác nhau.
• Ổ đĩa tần số thay đổi (VFD): Điều chỉnh tần số đầu ra (thường là 0–50/60Hz) để kiểm soát tốc độ động cơ máy bơm, cho phép khởi động mềm và điều khiển lưu lượng theo tỷ lệ để đáp ứng với nguồn điện sẵn có.
• Đơn vị logic tự động chuyển đổi: Giám sát điện áp bus DC và chất lượng đầu vào năng lượng mặt trời trong thời gian thực, kích hoạt truyền nguồn khi vượt qua các ngưỡng xác định trước.
• Mạch bảo vệ và giám sát: Bảo vệ phần cứng và phần sụn nhiều lớp bao gồm động cơ, thiết bị nguồn và nguồn đầu vào.

2.2 Tự động chuyển đổi so với vận hành chuyển đổi thủ công

Các thiết kế bộ điều khiển máy bơm lai trước đây yêu cầu người vận hành chuyển đổi thủ công giữa chế độ năng lượng mặt trời và lưới điện. các kiến trúc tự động chuyển đổi loại bỏ sự phụ thuộc này, điều này đặc biệt quan trọng trong các cơ sở hạ tầng hoặc nông nghiệp ở xa, nơi nhân viên tại chỗ không có mặt liên tục. Sự kiện chuyển đổi thường được hoàn thành trong vòng mili giây đến vài giây tùy thuộc vào thiết kế bộ điều khiển, đảm bảo sự gián đoạn tối thiểu đối với đầu ra của máy bơm.

3. Thông số kỹ thuật điển hình

Bảng sau đây trình bày các thông số kỹ thuật đại diện cho bộ điều khiển trong phạm vi 5500–13000W:

4. So sánh cấp độ sức mạnh

Phạm vi 5500–13000W chiếm một vị trí khác biệt trong phổ sản phẩm bộ điều khiển máy bơm năng lượng mặt trời:

5. Trường ứng dụng

Bộ điều khiển thuộc loại 5500–13000W được triển khai trên các lĩnh vực có nhu cầu cao, nơi lưu lượng dòng chảy, yêu cầu về cột áp và tính liên tục trong hoạt động là rất quan trọng:

• Tưới tiêu nông nghiệp quy mô lớn: Lái máy bơm chìm giếng sâu để tưới tiêu cho đất nông nghiệp rộng lớn, đặc biệt ở những vùng có cơ sở hạ tầng lưới điện không đáng tin cậy.
• Mạng lưới cấp nước thành phố và nông thôn: Cung cấp nước cho các hệ thống phân phối cấp thị trấn, nơi phải duy trì áp suất và dòng chảy ổn định.
• Hoạt động chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản: Cung cấp nước khối lượng lớn cho các cơ sở chăn nuôi, trang trại nuôi cá và cơ sở chăn nuôi gia cầm cần được cung cấp nước liên tục.
• Các huyện thủy lợi và trạm nâng kênh: Bơm từ nguồn nước hở vào kênh tưới hoặc hồ phân phối.
• Xây dựng và khử nước: Bơm công suất cao tạm thời trong các ứng dụng đào hoặc khử nước trong mỏ.
• Nước xử lý công nghiệp: Tuần hoàn nước làm mát, vận chuyển chất lỏng trong quá trình và nước cấp nồi hơi trong môi trường sản xuất.

6. Tính năng bảo vệ và kiểm soát

7. Cân nhắc về thiết kế và định cỡ hệ thống

• Cấu hình mảng PV: Tổng Voc của mảng PV phải duy trì trong phạm vi điện áp đầu vào DC của bộ điều khiển trong mọi điều kiện nhiệt độ. Trong các hệ thống công suất cao, nhiều chuỗi được kết nối theo kiểu sắp xếp song song nối tiếp là tiêu chuẩn. Cần có hộp kết hợp chuỗi có cầu chì.
• Tính toán cột áp động tổng (TDH): TDH xác định công suất bơm và động cơ cần thiết. Đối với các hệ thống trong dải công suất này, TDH thường vượt quá 50m và có thể đạt tới vài trăm mét trong các ứng dụng lỗ khoan sâu.
• Yêu cầu về lượng nước hàng ngày: Khối lượng yêu cầu hàng ngày chia cho Số giờ nắng cao điểm (PSH) có sẵn tại địa điểm sẽ xác định tốc độ dòng chảy tối thiểu mà máy bơm phải đạt được khi vận hành chỉ bằng năng lượng mặt trời.
• Kích thước nguồn AC: Kết nối lưới điện AC hoặc bộ máy phát điện phải được định mức cho công suất đầu ra của bộ điều khiển đầy đủ để đảm bảo hoạt động ổn định trong thời gian chỉ chạy AC.
• Kích thước cáp: Ở mức 5500–13000W, dòng điện đầu ra tới động cơ là đáng kể (10–25A ở ba pha 380V). Mặt cắt cáp phải được tính toán cả về khả năng mang dòng và sụt áp, đặc biệt khi cáp bơm dài chạy trong giếng sâu.
• Vị trí bao vây bộ điều khiển: Khoảng trống thông gió vừa đủ, tránh bức xạ mặt trời trực tiếp lên vỏ và ở gần bảng phân phối AC là những yêu cầu lắp đặt tiêu chuẩn.

8. Logic tự động chuyển đổi: Các chế độ hoạt động

9. Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Bộ điều khiển có thể ưu tiên sử dụng năng lượng mặt trời và chỉ sử dụng nguồn điện xoay chiều làm dự phòng không?

Đúng. các logic vận hành mặc định của bộ điều khiển tự động chuyển đổi trong lớp này là sử dụng nguồn điện PV bất cứ khi nào đầu vào năng lượng mặt trời đủ và chỉ chuyển sang nguồn điện xoay chiều khi đầu vào PV giảm xuống dưới ngưỡng tối thiểu đã định cấu hình. Trình tự ưu tiên này được cố định trong phần mềm điều khiển và không yêu cầu người vận hành nhập vào trong quá trình hoạt động bình thường.

Câu hỏi 2: Kích thước mảng PV cần thiết cho bộ điều khiển 11000W là bao nhiêu?

Theo hướng dẫn chung, công suất cực đại của mảng PV phải có kích thước xấp xỉ 1,2 đến 1,5 lần công suất định mức của bộ điều khiển để giải thích cho sự suy giảm trong thế giới thực do nhiệt độ, bóng râm và tổn thất cáp. Đối với bộ điều khiển 11000W, điều này ngụ ý mảng PV có công suất khoảng 13,2kWp đến 16,5kWp. Kích thước chính xác yêu cầu dữ liệu bức xạ cụ thể tại địa điểm và phân tích tổn thất hệ thống.

Câu hỏi 3: Chức năng tự động chuyển đổi có phù hợp để dự phòng máy phát điện không?

Có, miễn là điện áp và tần số đầu ra của máy phát ổn định trong thông số kỹ thuật đầu vào AC của bộ điều khiển. Máy phát điện diesel hoặc xăng với điều chỉnh điện áp tự động (AVR) đều tương thích. Công suất máy phát điện phải bằng hoặc vượt quá toàn bộ tải của bộ điều khiển để tránh bị quá tải.

Câu hỏi 4: Một bộ điều khiển có thể điều khiển nhiều máy bơm cùng lúc không?

Bộ điều khiển tự động chuyển đổi tiêu chuẩn trong dải công suất này được thiết kế cho đầu ra động cơ đơn . Việc điều khiển nhiều máy bơm đồng thời yêu cầu bộ điều khiển nhiều máy bơm với các kênh đầu ra riêng biệt hoặc bộ điều khiển riêng cho mỗi máy bơm có mảng quang điện dùng chung và bus phân phối DC. Kết nối động cơ song song với một đầu ra VFD thường không được khuyến khích do việc chia sẻ dòng điện không đồng đều.

Câu hỏi 5: Tập đoàn Deye có cung cấp các gói hệ thống điều khiển máy bơm phù hợp trong dải công suất này không?

Tập đoàn Deye sản xuất cả hai máy bơm chìm và bộ điều khiển máy bơm trên một phạm vi quyền lực rộng. Đối với các ứng dụng công suất cao thuộc loại 5500–13000W, có sẵn các thông số kỹ thuật phù hợp của bộ điều khiển máy bơm để đảm bảo khả năng tương thích điện và thủy lực, được hỗ trợ bởi đội ngũ kỹ thuật nội bộ của Deye.