Thông số kỹ thuật bộ điều khiển bơm DC (400-1500W)

1. Giới thiệu

các Bộ điều khiển bơm DC là bộ phận điều khiển và năng lượng cơ bản trong các hệ thống bơm chỉ sử dụng năng lượng mặt trời. Hoạt động hoàn toàn bằng dòng điện một chiều từ các tấm quang điện (PV), nó chuyển đổi đầu vào DC năng lượng mặt trời biến đổi thành đầu ra điện được điều chỉnh để điều khiển động cơ bơm chìm hoặc bơm bề mặt — mà không cần bất kỳ kết nối nào với lưới điện xoay chiều. trong Dải công suất 400W đến 1500W , Bộ điều khiển máy bơm DC là một trong những bộ phận bơm nước bằng năng lượng mặt trời được triển khai rộng rãi nhất trên toàn cầu, đặc biệt là trong bối cảnh cấp nước sinh hoạt, nông nghiệp và nông thôn không nối lưới.

Tập đoàn Deye chuyên về kỹ thuật và sản xuất máy bơm chìm và bộ điều khiển máy bơm từ năm 1990. Dòng sản phẩm bộ điều khiển máy bơm DC phản ánh cách tiếp cận kỷ luật của Deye đối với sản xuất thiết bị điện tử chính xác, kết hợp các quy trình xác minh chất lượng và lựa chọn thành phần nghiêm ngặt qua từng giai đoạn sản xuất.

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

2.1 Bộ điều khiển máy bơm DC là gì

A Bộ điều khiển bơm DC (còn được gọi là ổ bơm năng lượng mặt trời hoặc VFD năng lượng mặt trời) chấp nhận điện áp DC từ mảng PV và xử lý nó thông qua giai đoạn biến tần bên trong để tạo ra đầu ra AC tần số thay đổi (đối với máy bơm động cơ AC) hoặc đầu ra DC được điều chỉnh (đối với máy bơm động cơ không chổi than DC). Bộ điều khiển quản lý việc khởi động, điều chỉnh tốc độ, bảo vệ và tắt động cơ máy bơm được kết nối dựa trên năng lượng mặt trời có sẵn.

Các mô-đun chức năng cốt lõi bao gồm:

• MPPT (Theo dõi điểm công suất tối đa): Tự động điều chỉnh điểm vận hành đầu vào để trích xuất công suất tối đa có sẵn từ mảng PV trong điều kiện nhiệt độ và bức xạ thay đổi.
• Giai đoạn biến tần DC-to-AC: Chuyển đổi đầu vào PV DC thành đầu ra AC ba pha tần số thay đổi để điều khiển động cơ cảm ứng không đồng bộ tiêu chuẩn.
• Ổ đĩa tần số thay đổi (VFD): Điều chỉnh tần số đầu ra tỷ lệ thuận với công suất PV sẵn có, cho phép máy bơm hoạt động ở tốc độ giảm khi bức xạ thấp thay vì dừng hoàn toàn.
• Mạch bảo vệ: Bảo vệ dựa trên phần cứng và phần sụn bao gồm các điều kiện đầu vào, đầu ra, động cơ và môi trường.

2.2 MPPT mang lại lợi ích như thế nào cho hiệu suất hệ thống máy bơm

Nếu không có MPPT, tải kết nối PV sẽ hoạt động ở một điểm điện cố định, thường cách xa công suất đầu ra tối đa của bảng điều khiển. Theo dõi MPPT liên tục quét và khóa vào tổ hợp điện áp-dòng điện để mang lại công suất cao nhất từ mảng. Trong các ứng dụng máy bơm, điều này trực tiếp dẫn đến nhiều giờ bơm hơn mỗi ngày, tổng lượng nước nhiều hơn mỗi ngày và hoạt động bơm vào sáng sớm và tối muộn khi bộ điều khiển trích xuất năng lượng có thể sử dụng ở mức bức xạ thấp.

3. Thông số kỹ thuật điển hình

4. Bộ điều khiển DC so với Bộ điều khiển lai AC/DC

Hiểu được sự khác biệt giữa bộ điều khiển lai chỉ DC và AC/DC là điều cần thiết để có thông số kỹ thuật hệ thống chính xác:

5. Trường ứng dụng

Trong dải công suất 400–1500W, bộ điều khiển máy bơm DC phù hợp với các ứng dụng có số giờ bơm ban ngày đủ để đáp ứng nhu cầu nước hàng ngày:

• Cấp nước sinh hoạt nông thôn không nối lưới: Bơm từ giếng khoan hoặc giếng cạn đến bể chứa của hộ gia đình ở các làng và nhà dân không có lưới điện.
• Tưới tiêu nông nghiệp quy mô nhỏ: Tưới nhỏ giọt hoặc phun mưa ở các trang trại sản xuất nhỏ nơi chu kỳ tưới nước ban ngày phù hợp về mặt nông học.
• Điểm tưới nước cho chăn nuôi: Cung cấp máng nước ở các vùng đồng cỏ xa nơi kết nối lưới điện không khả thi về mặt kinh tế.
• Đổ đầy bể nước và bể chứa nước: Tự động đổ đầy các bể chứa trên mặt đất hoặc dưới lòng đất với chức năng dừng điều khiển bằng công tắc phao.
• Tưới vườn và làm vườn: Tưới nước ban ngày theo lịch trình cho vườn ươm, nhà kính và vườn chợ.
• Trạm và trại giám sát từ xa: Cung cấp nước uống được cho các cơ sở tạm thời hoặc bán cố định không nối lưới.

6. Chức năng bảo vệ và an toàn

7. Hướng dẫn định cỡ mảng PV

Thiết kế mảng PV chính xác rất quan trọng đối với hiệu suất của bộ điều khiển máy bơm DC. Các quy tắc chính cho phạm vi bộ điều khiển 400–1500W:

• Công suất cực đại của mảng: Kích thước mảng PV ở mức gấp 1,2 đến 1,5 lần công suất định mức của bộ điều khiển để bù cho sự suy giảm trong thế giới thực do nhiệt độ, bụi bẩn và tổn thất cáp. Đối với bộ điều khiển 1500W, điều này ngụ ý công suất PV khoảng 1800Wp đến 2250Wp.
• Kiểm tra chuỗi Voc: các PV string open-circuit voltage at minimum ambient temperature must not exceed the controller maximum DC input voltage. This is particularly important in cold climates where Voc rises significantly.
• Căn chỉnh Vmpp: các PV string maximum power point voltage (Vmpp) at standard test conditions should fall within the MPPT voltage window of the controller for optimal energy extraction.
• Cấu hình chuỗi: Nhiều tấm nối tiếp làm tăng điện áp; dây song song làm tăng dòng điện. Cấu hình phải đáp ứng cả giới hạn đầu vào điện áp và dòng điện của bộ điều khiển.
• Tránh bóng râm: Việc tô bóng một phần của bất kỳ bảng nào trong chuỗi chuỗi sẽ làm giảm tổng sản lượng chuỗi một cách không tương xứng. Nên đánh giá vị trí để che bóng từ cây cối, công trình hoặc đặc điểm địa hình.

8. Cân nhắc cài đặt

• Lắp bộ điều khiển: Lắp đặt ở vị trí được bảo vệ khỏi bức xạ mặt trời trực tiếp, có khoảng trống tối thiểu 150mm xung quanh thiết bị để luồng không khí lưu thông. Hướng lắp dọc là tiêu chuẩn để làm mát đối lưu tự nhiên.
• Hệ thống dây điện một chiều: Sử dụng cáp và đầu nối được xếp hạng DC. Dây dẫn dương và âm phải được bảo vệ bằng cầu chì DC định mức phù hợp hoặc bộ ngắt mạch DC ở đầu ra mảng.
• Chiều dài cáp động cơ: Cáp dài chạy giữa bộ điều khiển và động cơ máy bơm gây ra tổn thất điện trở và sụt áp. Tăng tiết diện cáp khi chạy vượt quá 30–50 mét.
• Nối đất và bảo vệ chống sét: Khung mảng PV và vỏ bộ điều khiển phải được nối đất. Nên lắp đặt các thiết bị chống sét lan truyền DC (SPD) trên đầu vào PV để lắp đặt ở những khu vực dễ bị sét đánh.
• Hệ thống treo bơm: các submersible pump must be suspended with a dedicated safety rope independent of the water discharge pipe, rated for at least three times the pump assembly weight.

9. Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Bộ điều khiển máy bơm DC có thể hoạt động từ bộ pin thay vì tấm PV không?

Hầu hết Bộ điều khiển bơm DCs in this class are designed for direct PV input , không phải đầu vào pin. Các tấm PV có đường cong điện áp-dòng điện đặc trưng mà MPPT được thiết kế để khai thác; bộ pin có nguồn điện áp cố định và không được hưởng lợi từ việc theo dõi MPPT. Một số kiểu bộ điều khiển chỉ định dải điện áp đầu vào DC tương thích với bộ pin 48V hoặc 96V, nhưng điều này phải được xác minh dựa trên bảng dữ liệu sản phẩm riêng lẻ trước khi kết nối.

Câu 2: Điều gì xảy ra khi một đám mây đi qua và bức xạ đột ngột giảm xuống?

các MPPT algorithm responds within milliseconds to changes in PV output. When irradiance drops, the controller reduces tần số đầu ra tương ứng , làm chậm động cơ máy bơm thay vì dừng nó. Nếu bức xạ giảm xuống dưới ngưỡng vận hành tối thiểu, bộ điều khiển sẽ chuyển sang chế độ chờ và tự động khởi động lại khi có đủ năng lượng mặt trời đầu vào. Hành vi này tối đa hóa khối lượng bơm hàng ngày bằng cách sử dụng các khoảng thời gian chiếu xạ một phần.

Câu 3: Bộ điều khiển DC có thể điều khiển động cơ bơm xoay chiều một pha không?

Bộ điều khiển máy bơm DC trong phạm vi 400–1500W thường được thiết kế cho đầu ra động cơ ba pha . Điều khiển động cơ một pha yêu cầu bộ điều khiển được xếp hạng đặc biệt cho đầu ra một pha hoặc mô-đun VFD một pha. Không nên kết nối động cơ một pha với bộ điều khiển đầu ra ba pha mà không có sự thích ứng thích hợp và có thể gây hư hỏng động cơ.

Câu hỏi 4: Cần bao nhiêu tấm PV cho bộ điều khiển máy bơm DC 1100W?

Sử dụng hướng dẫn quá khổ từ 1,2 đến 1,5, Bộ điều khiển 1100W yêu cầu công suất PV khoảng 1320Wp đến 1650Wp. Đối với các tấm đơn tinh thể 370W, điều này có nghĩa là 4 tấm ở cấu hình nối tiếp hoặc nối tiếp song song. Việc sắp xếp chuỗi chính xác phụ thuộc vào bảng Voc, Vmpp và cửa sổ điện áp MPPT của bộ điều khiển.

Câu hỏi 5: Tập đoàn Deye có sản xuất bộ điều khiển máy bơm DC phù hợp với máy bơm chìm của họ không?

Đúng. Tập đoàn Deye sản xuất cả hai Bộ điều khiển bơm DCs and submersible pumps trên phạm vi công suất 400–1500W. Có sẵn các cấu hình máy bơm và bộ điều khiển phù hợp, đảm bảo rằng các đặc tính điện của động cơ, tần số định mức và hiệu suất thủy lực được căn chỉnh trong cùng thông số kỹ thuật của sản phẩm. Nhóm kỹ thuật của Deye hỗ trợ việc khớp thông số hệ thống để mua sắm dự án.