1. Giới thiệu
các Bộ điều khiển bơm AC/DC lai năng lượng mặt trời trong Phạm vi 1100W đến 3000W phục vụ nhiều ứng dụng tuần hoàn nước - từ cấp nước nông nghiệp và sinh hoạt đến hệ thống lọc và vệ sinh bể bơi. Khi kết hợp với một máy bơm bể bơi năng lượng mặt trời , danh mục bộ điều khiển này cho phép người vận hành bể bơi giảm đáng kể mức tiêu thụ điện bằng cách chạy chu trình lọc trong giờ phát điện bằng năng lượng mặt trời vào ban ngày, được bổ sung bằng lưới điện xoay chiều hoặc nguồn máy phát điện khi đầu vào năng lượng mặt trời không đủ.
Tập đoàn Deye đã sản xuất máy bơm chìm, máy bơm bể bơi và bộ điều khiển máy bơm từ năm 1990. Các ứng dụng máy bơm bể bơi thể hiện một lĩnh vực thiết kế riêng biệt trong phạm vi sản phẩm của Deye, yêu cầu các bộ điều khiển giải quyết cả nhu cầu thủy lực của tuần hoàn bể bơi và tính chất thay đổi của năng lượng mặt trời đầu vào.
2. Khái niệm cốt lõi
2.1 Bộ điều khiển bơm AC/DC lai năng lượng mặt trời
A Bộ điều khiển bơm AC/DC lai năng lượng mặt trời chấp nhận cả đầu vào DC từ các tấm quang điện và đầu vào AC từ lưới điện hoặc máy phát điện. Cơ chế chuyển mạch bên trong ưu tiên sử dụng năng lượng mặt trời khi có sẵn và chuyển sang sử dụng nguồn điện xoay chiều khi bức xạ mặt trời giảm xuống dưới ngưỡng vận hành tối thiểu. Các hệ thống con nội bộ chính bao gồm:
- MPPT (Theo dõi điểm công suất tối đa): Liên tục theo dõi và khóa điểm đầu ra công suất tối đa của mảng PV được kết nối, điều chỉnh theo thời gian thực với những thay đổi về bức xạ và nhiệt độ.
- Ổ đĩa tần số thay đổi (VFD): Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi tần số đầu ra, cho phép điều khiển lưu lượng theo tỷ lệ và khả năng khởi động mềm.
- Logic chuyển đổi nguồn AC/DC: Giám sát tình trạng bus DC và tự động chuyển sang đầu vào AC mà không cần sự can thiệp của người vận hành.
- Mạch bảo vệ nhiều lớp: Bao gồm động cơ, chất bán dẫn điện và cả hai nguồn đầu vào.
2.2 Máy bơm bể bơi năng lượng mặt trời
A máy bơm bể bơi năng lượng mặt trời là máy bơm ly tâm bề mặt được thiết kế đặc biệt để tuần hoàn nước hồ bơi, lọc và tích hợp hệ thống sưởi ấm, chạy bằng năng lượng quang điện thông qua bộ điều khiển tương thích. Không giống như máy bơm giếng khoan chìm, máy bơm bể bơi máy bơm ly tâm tự mồi trên mặt đất với đầu ướt (đầu bơm) và động cơ khô, được kết nối qua trục kín. Các yêu cầu thiết kế chính bao gồm khả năng tương thích với môi trường hóa chất bể bơi, hoạt động ít tiếng ồn và khả năng hoạt động trong phạm vi tốc độ thay đổi do bộ điều khiển năng lượng mặt trời áp đặt.
3. Thông số kỹ thuật điển hình
| tham số | Đặc điểm kỹ thuật điều khiển | Thông số kỹ thuật máy bơm bể bơi |
| Công suất định mức | 1100W / 1500W / 2200W / 3000W | Phù hợp với xếp hạng đầu ra của bộ điều khiển |
| Điện áp đầu vào DC | 100V – 500V DC (điển hình) | không áp dụng |
| Điện áp đầu vào AC | AC một pha 220V hoặc ba pha 380V AC | không áp dụng |
| Tần số đầu ra | 0 – 50Hz / 0 – 60Hz (có thể thay đổi) | không áp dụng |
| Hiệu quả MPPT | Lớn hơn 99% | không áp dụng |
| Tốc độ dòng chảy tối đa | không áp dụng | Lên đến 25 m3/h (tùy thuộc vào model) |
| Đầu tối đa | không áp dụng | Lên đến 25m (tùy thuộc vào model) |
| Loại động cơ bơm | Cảm ứng không đồng bộ 3 pha | Động cơ cảm ứng ba pha |
| Đánh giá bảo vệ bộ điều khiển | IP65 | IP55 (thân máy bơm, điển hình) |
| Nhiệt độ môi trường xung quanh | -10 độ C đến 50 độ C | 0 độ C đến 50 độ C |
| Truyền thông | RS485 / GPRS tùy chọn | không áp dụng |
4. So sánh loại bộ điều khiển cho các ứng dụng hồ bơi
| Loại bộ điều khiển | đầu vào | Hoạt động ban đêm | Thích hợp cho |
| Bộ điều khiển năng lượng mặt trời chỉ DC | chỉ PV | Không thể | Bể bơi ngoài lưới; lọc ban ngày đủ |
| Bộ điều khiển AC/DC lai | Lưới điện/máy phát điện PV AC | Có (thông qua AC) | Bể nối lưới cần lọc mở rộng |
| Bộ điều khiển AC VFD tiêu chuẩn | Chỉ lưới điện xoay chiều | Có | Các hồ bơi chạy bằng lưới điện hiện tại không có năng lượng mặt trời |
5. Máy bơm bể bơi năng lượng mặt trời so với máy bơm bể bơi tốc độ cố định tiêu chuẩn
| Tiêu chí | Hệ thống bơm bể bơi năng lượng mặt trời | Máy bơm bể bơi tốc độ cố định tiêu chuẩn |
| Nguồn năng lượng | Tấm PV (chính) AC (dự phòng) | Chỉ lưới điện xoay chiều |
| Tốc độ vận hành | Có thể thay đổi (tỷ lệ với đầu vào năng lượng mặt trời) | Đã sửa (tốc độ tối đa) |
| Chi phí điện | Thấp hơn trong giờ nắng | Giá điện toàn lưới |
| Mòn động cơ ở mức tải thấp | Giảm (khởi động mềm và tốc độ thay đổi) | Cao hơn (khởi động toàn điện áp) |
| Chi phí hệ thống ban đầu | Cao hơn (bao gồm tấm PV và bộ điều khiển) | Thấp hơn (chỉ bộ phận bơm) |
| Độ ồn | Thấp hơn khi hoạt động ở tốc độ giảm | Đã sửa lỗi độ ồn ở tốc độ tối đa |
6. Trường ứng dụng
- Lọc bể bơi dân dụng: Tuần hoàn bằng năng lượng mặt trời thông qua bộ lọc cát hoặc bộ lọc hộp mực vào ban ngày, được bổ sung bằng nguồn điện xoay chiều vào sáng sớm hoặc buổi tối theo yêu cầu của lịch lọc.
- Hệ thống bể bơi thương mại và khách sạn: Lọc liên tục với nguồn AC dự phòng đảm bảo duy trì tiêu chuẩn vệ sinh bất kể điều kiện thời tiết.
- Hệ thống sưởi ấm hồ bơi bằng năng lượng mặt trời: Dẫn nước qua các bộ thu nhiệt mặt trời gắn trên mái nhà để sưởi ấm hồ bơi thụ động, phù hợp với thời kỳ sản xuất năng lượng mặt trời cao điểm.
- Lưu thông tính năng nước: Đài phun nước, ao trang trí và các đặc điểm nước trong công viên hoặc cơ sở thương mại nơi ưu tiên vận hành ở tốc độ thay đổi có độ ồn thấp.
- Tưới tiêu nông nghiệp (dải 1100–3000W): Dẫn động máy bơm ly tâm bề mặt để tưới nhỏ giọt hoặc phun mưa từ các nguồn nước mở như ao, kênh hoặc sông.
- Tuần hoàn nước nuôi trồng thủy sản: Bơm sục khí và tuần hoàn trong ao cá và các cơ sở nuôi trồng thủy sản trong chu kỳ hoạt động ban ngày.
7. Chức năng bảo vệ và kiểm soát
| chức năng | Mô tả |
| Bảo vệ chạy khô | Phát hiện tình trạng động cơ không tải và tắt để tránh hư hỏng phốt bơm và động cơ |
| Bảo vệ quá áp (DC và AC) | Tắt khi điện áp đầu vào DC PV hoặc nguồn điện AC vượt quá mức tối đa định mức của bộ điều khiển |
| Bảo vệ dưới điện áp | Ngăn chặn khởi động động cơ khi điện áp đầu vào không đủ để động cơ hoạt động ổn định |
| Bảo vệ quá dòng | Giới hạn dòng điện đầu ra và cách ly lỗi nhanh ở phía ổ đĩa động cơ |
| Bảo vệ quá nhiệt | Cảm biến nhiệt bên trong kích hoạt giảm công suất hoặc tắt máy trên ngưỡng nhiệt độ tản nhiệt |
| Khởi động mềm | Tăng tốc độ động cơ dần dần khi khởi động giúp giảm sốc cơ học trên cánh quạt và vòng đệm máy bơm |
| Đầu vào hẹn giờ / lập lịch | Hẹn giờ bên ngoài hoặc lập kế hoạch bên trong bộ điều khiển cho các cửa sổ hoạt động hàng ngày được xác định |
| Tự động chuyển đổi AC/DC | Tự động chuyển nguồn giữa PV và AC mà không cần can thiệp thủ công |
8. Cân nhắc về kích thước hệ thống bể bơi
- Khối lượng nhóm và tỷ lệ doanh thu: các pump must circulate the entire pool volume at least once per day (residential) or more frequently for commercial pools. Turnover rate determines minimum required flow rate in m3/h.
- Tính toán cột áp hệ thống: Tổng lực cản thủy lực bao gồm giảm áp suất bộ lọc, ma sát đường ống và tổn thất khớp nối sẽ xác định đầu bơm cần thiết ở tốc độ dòng thiết kế.
- Kích thước mảng PV: Công suất cực đại của mảng PV phải gấp khoảng 1,2 đến 1,5 lần công suất định mức của bộ điều khiển máy bơm. Đối với bộ điều khiển 2200W điều khiển máy bơm bể bơi, điều này tương đương với công suất PV lắp đặt khoảng 2640Wp đến 3300Wp.
- Số giờ lọc mỗi ngày: Ở chế độ chỉ sử dụng năng lượng mặt trời hoặc ưu tiên năng lượng mặt trời, số giờ lọc hiệu quả được giới hạn ở các cửa sổ phát năng lượng mặt trời cao điểm (thường là 5–8 giờ). Dự phòng AC kéo dài thời gian lọc hàng ngày cần thiết.
- Khả năng tương thích hóa học: Vật liệu đầu ướt của máy bơm bể bơi (cánh quạt, bộ khuếch tán, vỏ) phải được đánh giá để tiếp xúc liên tục với nước bể bơi được khử trùng bằng clo hoặc nước muối. Vật liệu tiêu chuẩn bao gồm vật liệu tổng hợp polypropylen và noryl chứa đầy thủy tinh.
9. Câu hỏi thường gặp
Câu hỏi 1: Bộ điều khiển AC/DC lai có thể chạy máy bơm bể bơi vào ban đêm không?
Đúng. các Chức năng đầu vào AC của bộ điều khiển lai cho phép máy bơm bể bơi hoạt động từ nguồn điện lưới hoặc máy phát điện vào ban đêm hoặc thời gian có bức xạ thấp. Bộ điều khiển tự động chuyển từ đầu vào năng lượng mặt trời sang AC khi điện áp PV giảm xuống dưới ngưỡng được định cấu hình, duy trì quá trình lọc liên tục mà không cần chuyển đổi thủ công.
Câu hỏi 2: Tốc độ bơm giảm khi bức xạ thấp có ảnh hưởng đến chất lượng nước hồ bơi không?
Chất lượng nước hồ bơi phụ thuộc vào tổng khối lượng lọc hàng ngày , không phải tốc độ dòng chảy tức thời. Tốc độ giảm trong quá trình chiếu xạ một phần vẫn góp phần vào doanh thu tích lũy hàng ngày. Khi bật dự phòng AC, bộ điều khiển sẽ bù bằng cách chạy ở tốc độ tối đa trong suốt thời gian vận hành AC, đảm bảo đạt được tổng khối lượng lọc cần thiết trong ngày.
Câu hỏi 3: Số lượng tấm PV được khuyến nghị cho bộ điều khiển máy bơm bể bơi 1500W là bao nhiêu?
Áp dụng hệ số ngoại cỡ từ 1,2 đến 1,5, a Bộ điều khiển 1500W yêu cầu công suất PV khoảng 1800Wp đến 2250Wp. Sử dụng các tấm đơn tinh thể 400W, điều này có nghĩa là có 5 đến 6 tấm. Cấu hình chuỗi phải được xác minh dựa trên cửa sổ điện áp MPPT của bộ điều khiển và điện áp đầu vào DC tối đa.
Câu hỏi 4: Cùng một bộ điều khiển có thể điều khiển cả máy bơm bể bơi và máy bơm tưới tiêu không?
Một đầu ra bộ điều khiển duy nhất được thiết kế để điều khiển một động cơ tại một thời điểm . Việc chuyển đổi giữa máy bơm bể bơi và máy bơm tưới tiêu yêu cầu bộ điều khiển riêng cho mỗi máy bơm hoặc bố trí công tắc tơ bên ngoài có khóa liên động thích hợp. Kết nối đồng thời hai động cơ với một đầu ra bộ điều khiển không phải là cấu hình được hỗ trợ.
Câu hỏi 5: Tập đoàn Deye có sản xuất cả máy bơm bể bơi và bộ điều khiển tương thích không?
Đúng. Tập đoàn Deye sản xuất máy bơm bể bơi, máy bơm chìm và bộ điều khiển máy bơm trên nhiều mức công suất. Hiện có sẵn các gói bộ điều khiển AC/DC lai và máy bơm bể bơi phù hợp, với các thông số điện của động cơ được xác minh dựa trên thông số kỹ thuật đầu ra của bộ điều khiển trong quá trình sản xuất.
