تعتبر كفاءة الطاقة موضوعًا مهمًا للصناعة مع زيادة القلق بشأن البيئة والحاجة المتزايدة لتقليل التكاليف. يُقال إن أنظمة ضخ المياه تمثل حوالي 20 في المئة من احتياجات الطاقة الكهربائية في العالم، ووجدت دراسة لوزارة الطاقة الأمريكية أن 16 في المئة من تكلفة الكهرباء لمنشأة صناعية نموذجية تُولد من خلال نظامها للضخ. هذا وحده يظهر مدى أهمية تحسين كفاءة الطاقة لأنظمة الضخ...

يصف هذا المقال 7 طرق يمكنك من خلالها توفير الطاقة على نظام الضخ الخاص بك.

المهندسون غالبًا ما يكونون محافظين عند تحديد مضخات الطاقة الشمسية.يتضمن واجبات مضخة الطاقة الشمسية الموردة عادة هامش أمان مقارنة بمتطلبات التطبيق. ومن الموثق جيدًا أن مضخات الدوارات مثل المضخات الطردية تشكل حوالي 80٪ من جميع المضخات المثبتة وغالبًا ما تكون أكبر بنسبة 20-30٪. يمكن أن تؤدي المضخات الشمسية الكبيرة الحجم إلى استهلاك طاقة غير ضروري حيث يتطلب أداء أعلى في التدفق والضغط مزيدًا من الطاقة من المحرك.

على الرغم من أن بعض درجة الزيادة في الحجم قد تكون منطقية جيدة لتعويض عن عدم اليقين في عملية التصميم، إلا أن اختيار مضخة تعمل بأقرب ما يكون من نقطة كفاءتها الأمثل يمكن أن يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة.

إذا كانت مضخة الطاقة الشمسية كبيرة الحجم، فإن تقليص الدوار هو طريقة نسبياً فعالة من حيث التكلفة لتقليل الضغط والتدفق الناتج. بينما يكون تقليص الدوار أكثر كفاءة من استخدام صمام التحكم لتحقيق العمل المطلوب، إلا أنه عند تقليص الدوار، يصبح الفجوة بينه وبين الغلاف أكبر، مما يجعله أقل كفاءة من الدوار بحجم كامل. لذلك، يُفضل غالبًا استخدام محركات السرعة المتغيرة عندما يتعلق الأمر بكفاءة الطاقة.

كما يوحي الاسم، تتغير محركات التردد المتغيرة سرعة المحرك لتحقيق الاحتياجات الفعلية للضغط والتدفق في التطبيق، وليس التدفق الذي يمكن أن ينتجه الطلمبة. تُستخدم محركات التردد المتغيرة عادةً لتقليل استهلاك الطاقة غير الضروري في حالتين؛ الأولى هي تقليل سرعة المحرك على الطلمبات التي تكون كبيرة الحجم في مرحلة المواصفات.

الاستخدام الثاني لمحولات التردد المتغير هو وجود متطلبات تشغيل مختلفة للمضخة في أوقات مختلفة. في هذه الحالة، تحتاج المضخة إلى القدرة على العمل بالسعة القصوى عند الحاجة ولكن قد تعمل دون هذه السعة لفترات طويلة من الزمن. مثال نموذجي هو مضخة التبريد، حيث يمكن أن تتغير درجة حرارة المعدات/السائل الذي يجب تبريده بشكل كبير.

على الرغم من أن محولات التيار المتردد الثابت تأتي بتكلفة، إلا أن توفير تكلفة الطاقة الذي يمكن أن توفره يبرر الاستثمار.

عندما تكون الظروف الأسوأ أكثر تطلبًا بكثير من الظروف التشغيلية العادية، قد يكون استخدام مضخات متعددة بديلاً لتوفير الطاقة بدلاً من محولات التردد المتغير. تثبيت مضخة بئر ثانوية أصغر لتلبية متطلبات النظام المتوسطة سيخفف الضغط عن المضخة الأكبر والتي قد تعمل بعيدًا كثيرًا عن نقطة كفاءتها الأمثل.

تحسين نظام أنابيب لتقليل انخفاض الضغط الاحتكاكي هو طريقة أخرى لتوفير الطاقة، حيث يقلل من الطاقة المطلوبة من قبل مضخة البئر الشمسية للتغلب على مثل هذه الخسائر. قطر الأنبوب، الطول، الأسطح الداخلية للتخطيط، والمكونات المثبتة داخل الأنبوب تؤثر جميعًا على انخفاض الضغط في النظام، لذا يجب مراعاة هذه العوامل عند النظر في تحسينات الطاقة.

أثناء مرحلة التصميم، يجب تقليل عدد الانحناءات والتوسيعات والانقباضات في الأنبوب قدر الإمكان، مع الحفاظ على الأنبوب مستقيمًا قدر الإمكان ونفس القطر. ومع ذلك، قد لا يكون ذلك ممكنًا دائمًا بسبب قيود المساحة. يجب أن تكون أي تجهيزات أو صمامات محددة للتركيب لديها أيضًا انخفاضًا نسبيًا في الضغط.

يجب اختيار قطر الأنبوب بعناية، حيث إن القطر الأصغر سيسبب مزيدًا من الاحتكاك. قد تكون الأنابيب مكلفة، خاصة إذا كانت السوائل التي يتم ضخها تتطلب مواد أكثر تكلفة (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ)، لذلك غالبًا ما يكون هناك اتجاه لجعل الأنابيب أصغر قطرًا. تزيد الصدأ والتآكل من المقاومة وتقلل من فقدان الضغط، مما يعني أن تنظيف وصيانة الأنابيب مهمة أيضًا.

على الرغم من أن هذا قد يبدو واضحًا، إلا أنه من المدهش كم مرة يعمل المضخة بدون داعٍ. يمكن تنفيذ نظام تحكم لإيقاف تشغيل المضخات التي لا تُستخدم، مثل المضخات الاحتياطية، وعند تغيير متطلبات الحمل، يمكن استخدام مفتاح ضغط للتحكم في عدد المضخات التي تعمل. وهذا يضمن عدم استخدام مضخات متعددة في نفس الوقت عندما تتطلب ظروف النظام الحالية فقط تشغيل مضخة واحدة.

صيانة الطرمبة الدورية يمكن أيضًا تقليل استهلاك الطاقة، ومثل أي معدات، تقليل الاهتراء يقلل من الكفاءة. تشمل صيانة الطرمبة استبدال الحلقات المرتديه البالية، وهذا أمر حرج حيث يزيد ارتفاع الحلقات المرتديه من التسرب وبالتالي متطلبات الطاقة للطرمبة لإنتاج نفس التدفق. قد يقل كفاءة الطاقة للطرمبة بنسبة 10-25% حتى يتم استبدال الطرمبة. في هذه المرحلة، أفضل طريقة لتقليل تكاليف الطاقة على المدى الطويل لطرمبتك هي ترقيتها!

هذه هي الطرق لتحسين كفاءة مضخات الآبار الشمسية، إذا كنت ترغب في شراء مضخات الآبار الشمسية، يرجى اتصل بناالناتج

شنتشن جينغشنغ للطاقة الجديدة المحدودة / جينسولار