1. Giới thiệu
Sự kết hợp của một máy bơm năng lượng mặt trời ly tâm bề mặt tự mồi và một Bộ điều khiển bơm AC/DC chuyển đổi năng lượng mặt trời tự động trong Dải công suất 2000W đến 3600W đại diện cho giải pháp bơm bề mặt công suất từ trung bình đến cao cho các ứng dụng cấp nước nông nghiệp, nông thôn và công nghiệp nhẹ. Không giống như máy bơm chìm được lắp đặt bên dưới mặt nước, máy bơm bề mặt được lắp đặt trên mặt đất và hút nước lên trên qua ống hút — một cấu hình giúp đơn giản hóa việc lắp đặt, bảo trì và kiểm tra. Đặc tính tự mồi cho phép máy bơm sơ tán không khí khỏi đường hút và thiết lập dòng chảy mà không cần mồi thủ công ở mỗi lần khởi động.
Tập đoàn Deye đã sản xuất máy bơm chìm, máy bơm bề mặt và bộ điều khiển máy bơm từ năm 1990. Dòng sản phẩm máy bơm năng lượng mặt trời bề mặt tự mồi phản ánh nguyên tắc sản xuất của Deye trên cả hệ thống thiết kế thủy lực và điều khiển điện tử, với việc xác minh chất lượng được tích hợp ở mọi giai đoạn sản xuất.
2. Khái niệm cốt lõi
2.1 Bơm ly tâm bề mặt tự mồi
A bơm ly tâm truyền năng lượng vào nước thông qua chuyển động quay của bánh công tác, chuyển năng lượng cơ học thành áp suất và dòng chảy thủy lực. trong một tự mồi Thiết kế, vỏ bơm có tích hợp buồng giữ nước giúp bảo quản lượng nước dư sau khi tắt máy. Trong lần khởi động tiếp theo, lượng nước giữ lại này trộn với không khí trong đường hút thông qua cánh quạt quay, dần dần đẩy không khí ra ngoài và tạo ra lực hút chân không cần thiết để hút nước từ nguồn — mà không cần đổ đầy nước thủ công vào ống hút trước mỗi lần khởi động.
Đặc điểm cấu trúc chính của loại máy bơm này bao gồm:
- Động cơ khô trên mặt đất: Động cơ không bị chìm, giúp đơn giản hóa việc tiếp cận để kiểm tra và bảo trì.
- Vỏ xoắn ốc có buồng mồi: Giữ nước giữa các chu kỳ vận hành để kích hoạt chức năng tự mồi.
- Con dấu cơ khí: Bịt kín mặt tiếp xúc giữa trục quay và vỏ máy bơm để ngăn nước xâm nhập vào động cơ.
- Động cơ cảm ứng ba pha: Loại động cơ tiêu chuẩn tương thích với bộ điều khiển năng lượng mặt trời dựa trên VFD ở loại công suất này.
2.2 Bộ điều khiển AC/DC chuyển mạch năng lượng mặt trời tự động
các Bộ điều khiển AC/DC chuyển đổi năng lượng mặt trời tự động quản lý việc cung cấp điện cho động cơ máy bơm từ hai nguồn đầu vào: DC từ mảng quang điện và AC từ lưới điện hoặc máy phát điện. Bộ điều khiển bao gồm MPPT (Theo dõi điểm công suất tối đa) để tối ưu hóa việc khai thác năng lượng PV và Ổ đĩa biến tần (VFD) để điều chỉnh tốc độ động cơ tỷ lệ thuận với năng lượng mặt trời có sẵn. Chức năng chuyển đổi tự động chuyển đổi giữa các nguồn DC và AC mà không cần thao tác của người vận hành dựa trên ngưỡng điện áp có thể định cấu hình, đảm bảo bơm hoạt động liên tục bất kể điều kiện mặt trời.
3. Thông số kỹ thuật điển hình
| tham số | Bộ điều khiển | Bơm bề mặt |
| Công suất định mức | 2000W / 2200W / 3000W / 3600W | Phù hợp với đánh giá của bộ điều khiển |
| Điện áp đầu vào DC | 150V – 500V DC (điển hình) | không áp dụng |
| Điện áp đầu vào AC | Điện xoay chiều 3 pha 220V/380V | không áp dụng |
| Đầu ra cho động cơ | 3 pha 0 – 380V AC, 0 – 50/60Hz | không áp dụng |
| Hiệu quả MPPT | Lớn hơn 99% | không áp dụng |
| Tốc độ dòng chảy tối đa | không áp dụng | Lên đến 30 m3/h (tùy thuộc vào model) |
| Đầu tối đa | không áp dụng | Lên đến 45m (tùy thuộc vào model) |
| Đầu hút tối đa | không áp dụng | Lên đến 8m (giới hạn tự mồi) |
| Bộ điều khiển Protection Rating | IP65 | IP55 (vỏ động cơ, điển hình) |
| Loại động cơ | Cảm ứng không đồng bộ 3 pha | Cảm ứng ba pha, làm mát bằng không khí |
| Nhiệt độ môi trường xung quanh | -10 độ C đến 50 độ C | 0 độ C đến 50 độ C |
| Giao diện truyền thông | RS485 / GPRS tùy chọn | không áp dụng |
4. Máy bơm bề mặt tự mồi và không tự mồi
| Tiêu chí | Máy bơm bề mặt tự mồi | Máy bơm bề mặt không tự mồi |
| Yêu cầu khởi động | Không cần mồi thủ công sau lần đổ đầy đầu tiên | Cần phải đổ đầy nước bằng tay vào ống hút mỗi lần khởi động nếu đường ống thoát nước |
| Sự phù hợp khởi động lại năng lượng mặt trời | Cao - tự động khởi động lại thường xuyên (chu kỳ đám mây) không cần can thiệp | Thấp - mỗi lần khởi động lại có thể yêu cầu mồi thủ công nếu đường hút hết |
| Vị trí lắp đặt | Lên đến 8m trên mặt nước | Thông thường dưới 4m, hoặc lắp đặt gần mực nước |
| Tự động hóa vận hành | Hoàn toàn tự động với bộ điều khiển năng lượng mặt trời | Hạn chế - yêu cầu van chân và quản lý đường ống cẩn thận |
| Đơn giá | Cao hơn một chút | Hạ xuống |
5. Bơm bề mặt và Bơm chìm cho các ứng dụng năng lượng mặt trời
| Tiêu chí | Máy bơm bề mặt tự mồi | Máy bơm giếng khoan chìm |
| Độ sâu cài đặt | Trên mặt đất; hút từ nguồn mở lên đến 8m bên dưới | Ngâm trong giếng khoan hoặc giếng sâu |
| Loại nguồn nước | Ao, sông, bể hở, giếng cạn | Các lỗ khoan sâu và tầng ngậm nước bị giới hạn |
| Quyền truy cập bảo trì | Dễ dàng - máy bơm và động cơ có thể tiếp cận được trên mặt đất | Yêu cầu khai thác từ lỗ khoan |
| Khả năng nâng tối đa | Trung bình (lên đến 45m tổng chiều cao điển hình) | Cao (lên tới 200m trở lên đối với nhiều tầng) |
| Tần số khởi động lại năng lượng mặt trời phù hợp | Cao (tự mồi hỗ trợ tự động khởi động lại thường xuyên) | Cao (luôn ngập nước, không cần mồi) |
| Làm mát động cơ | Quạt làm mát bằng không khí trên động cơ | Làm mát bằng nước bằng chất lỏng xung quanh |
6. Trường ứng dụng
- Thủy lợi từ nguồn nước mở: Lấy nước từ ao, sông, kênh hoặc hồ chứa hở để tưới nhỏ giọt, phun nước hoặc tưới lũ cho các lô nông nghiệp có quy mô vừa và lớn.
- Chuyển nước giữa các bể chứa: Di chuyển nước từ bể thu gom sơ cấp sang bể thứ cấp trên cao hoặc bể chứa phân phối.
- Hệ thống tăng áp: Duy trì áp lực cung cấp trong mạng lưới phân phối nước nông thôn được cấp nước bằng bể trọng lực hoặc nguồn áp suất thấp.
- Cấp nước chăn nuôi: Bơm từ các vùng nước mặt đến máng và bể chứa qua các vùng chăn thả.
- Nước xử lý công nghiệp nhẹ: Cung cấp nước làm mát, nước rửa hoặc nước cấp xử lý trong các cơ sở công nghiệp nhẹ không nối lưới hoặc bán lưới.
- Kiểm soát lũ lụt và thoát nước: Khử nước tạm thời ở vùng đất nông nghiệp hoặc công trường xây dựng ở vùng trũng bằng cách sử dụng thiết lập máy bơm bề mặt di động.
- Quản lý nước nuôi trồng thủy sản: Tuần hoàn và bổ sung nước trong ao cá và trang trại nuôi tôm từ các nguồn nước lân cận.
7. Chức năng bảo vệ và an toàn của bộ điều khiển
| Chức năng bảo vệ | Mô tả |
| Bảo vệ chạy khô | Phát hiện dòng tải không đủ và tắt để tránh hư hỏng phốt cơ khí và cuộn dây động cơ trong điều kiện không có nước |
| Bảo vệ quá áp (DC và AC) | Tắt khi điện áp đầu vào DC PV hoặc nguồn điện AC vượt quá đầu vào tối đa định mức |
| Bảo vệ dưới điện áp | Ngăn chặn hoạt động của động cơ khi nguồn điện đầu vào thấp hơn ngưỡng vận hành ổn định tối thiểu |
| Bảo vệ quá dòng | Giới hạn dòng điện phía đầu ra với khả năng cách ly lỗi nhanh để bảo vệ cuộn dây động cơ |
| Bảo vệ quá nhiệt | Giám sát nhiệt độ tản nhiệt bên trong; giảm tải hoặc tắt máy trên ngưỡng |
| Chức năng khởi động mềm | Tăng tần số đầu ra dần dần khi khởi động giúp giảm căng thẳng cơ học trên phốt cơ khí, bánh công tác và vòng bi động cơ |
| Bảo vệ mất pha | Phát hiện thiếu pha đầu ra và tạm dừng hoạt động để tránh hư hỏng động cơ một pha |
| Tự động chuyển đổi nguồn AC/DC | Tự động chuyển liền mạch giữa các nguồn đầu vào PV và AC dựa trên ngưỡng điện áp có thể định cấu hình |
| Tự động dừng khi đầy bình | Công tắc phao hoặc đầu vào công tắc áp suất để tự động dừng và khởi động lại dựa trên mực nước bể đích |
8. Cân nhắc cài đặt
- Kích thước ống hút: Đường kính ống hút phải bằng hoặc lớn hơn đường kính đầu vào của bơm. Đường ống hút có kích thước nhỏ làm tăng tổn thất ma sát và giảm lực hút hiệu quả, có khả năng ngăn ngừa hiện tượng tự mồi.
- Lắp đặt van chân: Van chân có bộ lọc ở dưới cùng của ống hút giữ nước trong đường hút giữa các chu kỳ vận hành, giảm thời gian mồi khi khởi động lại và bảo vệ máy bơm khỏi bị các mảnh vụn nuốt phải.
- Giới hạn lực hút: các pump installation height above the water surface must not exceed the rated maximum suction head (typically 7–8m at sea level). Performance reduces at higher altitudes due to lower atmospheric pressure.
- Lắp bộ điều khiển: Gắn bộ điều khiển ở nơi thoáng mát, có bóng râm. Duy trì khoảng trống tối thiểu 150mm ở tất cả các phía cho luồng không khí. Tránh những nơi có tia nước trực tiếp hoặc tiếp xúc với hơi nước ngưng tụ.
- Hệ thống dây điện PV DC: Cáp DC phải được định mức về khả năng tiếp xúc với tia cực tím ngoài trời và dòng ngắn mạch tối đa của chuỗi PV. Cầu chì định mức DC trên dây dẫn dương ở đầu ra mảng là thông lệ tiêu chuẩn.
- Chiều dài cáp động cơ: Cáp dài chạy từ bộ điều khiển đến động cơ máy bơm gây sụt áp điện trở. Tăng tiết diện cáp cho khoảng cách vượt quá 30 mét để duy trì điện áp đầu cực định mức của động cơ.
- Nền bơm: các surface pump unit should be mounted on a rigid concrete or steel base to minimize vibration and prevent pipe stress at the inlet and outlet connections.
9. Câu hỏi thường gặp
Câu hỏi 1: Máy bơm bề mặt tự mồi mất bao lâu để khởi động?
Thời gian mồi phụ thuộc vào chiều dài, đường kính ống hút và thể tích không khí bị dịch chuyển. Trong điều kiện điển hình với ống hút có kích thước chính xác và van chân có chức năng, tự mồi pump in this power class primes within 1 to 3 minutes . Ống hút dài hơn và lực hút lớn hơn sẽ tăng thời gian mồi.
Câu hỏi 2: Hệ thống có thể hoạt động hoàn toàn tự động mà không cần nhân viên tại chỗ không?
Đúng. Sự kết hợp của tự động chuyển đổi nguồn AC/DC, khả năng bơm tự mồi, bảo vệ khi chạy khô và tự động dừng khi đầy bình cho phép hoạt động hoàn toàn không cần giám sát. Bộ điều khiển khởi động máy bơm khi có nguồn năng lượng mặt trời hoặc nguồn AC dự phòng đang hoạt động, tự động chuyển nguồn và dừng khi bể đích đầy hoặc phát hiện tình trạng chạy cạn — sau đó khởi động lại khi điều kiện bình thường hóa.
Câu hỏi 3: Công suất mảng PV cần thiết cho bộ điều khiển 3000W là bao nhiêu?
Áp dụng hệ số ngoại cỡ tiêu chuẩn từ 1,2 đến 1,5, a Bộ điều khiển 3000W yêu cầu công suất lắp đặt PV khoảng 3600Wp đến 4500Wp. Sử dụng tấm 400W, tương ứng với 9 đến 12 tấm. Cấu hình điện áp chuỗi phải được xác minh dựa trên cửa sổ điện áp đầu vào MPPT của bộ điều khiển.
Q4: Máy bơm bề mặt có phù hợp với nguồn nước có cát hoặc đục không?
Máy bơm ly tâm bề mặt tự mồi thường được thiết kế cho nước sạch đến hơi đục . Nước có hàm lượng chất rắn lơ lửng cao, hàm lượng cát hoặc các hạt mài mòn làm tăng tốc độ mài mòn của cánh quạt và phốt cơ khí. Đối với các nguồn có lượng trầm tích tăng cao, nên sử dụng bộ lọc đầu vào và kiểm tra định kỳ các bộ phận đầu ướt của máy bơm. Máy bơm dành cho nguồn nước bị ô nhiễm nặng yêu cầu vật liệu cánh quạt chuyên dụng và cấu hình thiết kế không điển hình của máy bơm bề mặt ly tâm tiêu chuẩn.
Câu hỏi 5: Tập đoàn Deye có cung cấp các hệ thống điều khiển và bơm bề mặt phù hợp trong dải công suất này không?
Đúng. Tập đoàn Deye sản xuất tự mồi centrifugal surface pumps and compatible AC/DC solar pump controllers trong phạm vi 2000–3600W. Hiện có sẵn các gói bộ điều khiển máy bơm phù hợp với khả năng tương thích điện và thủy lực đã được xác minh, được hỗ trợ bởi các quy trình kiểm soát chất lượng và kỹ thuật nội bộ của Deye được thiết lập từ năm 1990.
