Pompes à eau solaires

Source: solarmagazine

Les pompes mécaniques ont de nombreuses utilisations de nos jours. Ils sont courants dans le pompage de l'eau des puits, le filtrage des aquariums, le filtrage des étangs et l'aération. Lorsqu'il s'agit de pompes à eau, l'utilisation principale de cet appareil est l'échange de fluides tels que l'eau.

De l'agriculture à l'industrie énergétique, les pompes se retrouvent dans une large gamme d'applications. Le principe de fonctionnement principal d'une pompe à eau dépend essentiellement du principe de déplacement positif et de l'énergie cinétique qui aide à pousser l'eau.

Les pompes à eau solaires sont un concept relativement nouveau en mécanique. Un système de pompe à eau solaire est couramment utilisé dans les utilisations résidentielles et commerciales, ainsi que pour l'irrigation des terres agricoles.Grâce à des panneaux solaires, la pompe peut éliminer le coût de l'énergie et fournir une option plus réalisable qui utilise l'énergie du soleil (et non des mécanismes de combustion de carburant) pour pomper l'eau.

Introduction de l'irrigation solaire pour les zones pauvres et isolées

À une époque où le monde entier estpassage au solaire, l'utilisation de l'énergie solaire dans les systèmes de pompage d'eau peut considérablement aider et accélérer le développement de l'agriculture dans les pays africains et dans de nombreuses autres régions pauvres et éloignées. Ce concept est connu sous le nom d'irrigation à énergie solaire et est utilisé dans de nombreuses régions de nos jours.

La vérité est que l'énergie solaire pourrait être le moyen le plus simple pour les agriculteurs de produire de l'énergie, en particulier pour ceux qui vivent sur des réseaux électriques avec des infrastructures médiocres autour de leurs maisons. Par conséquent, l'utilisation de pompes à eau solaires dans l'agriculture est de plus en plus populaire. Le concept d'irrigation solaire représente un cercle vertueux - lorsque le soleil brille, il alimente le système d'irrigation et alimente les cultures qui dépendent de l'eau par temps ensoleillé. Par conséquent, une grande quantité d'énergie est libérée au moment où elle est le plus nécessaire.

L'irrigation solaire est un concept qui fonctionne grâce à des pompes à eau solaires. Ci-dessous, nous les décrivons en détail.

Qu'est-ce qu'une pompe à eau solaire et quels sont les types les plus populaires

Comme nous l'avons vu précédemment, les pompes solaires présentent une alternative propre, simple et économe en énergie aux ensembles de pompes électriques et à carburant traditionnels. Ils s'inscrivent dans une approche agricole respectueuse de l'environnement et peuvent être utilisés pour exploiter chaque région, qu'elle soit développée ou pauvre.

En raison de leur immense potentiel d'utilisation productive et de productivité agricole, les pompes à eau solaires alimentent désormais de plus en plus de projets agricoles. Sachant que40% de la population mondiale dépend de l'agriculture comme principale source de revenus, l'accès à l'eau reste une lutte permanente pour de nombreuses personnes.C'est ce que l'énergie solaire vise à changer et à offrir un avenir rentable à environ 500 millions de petits agriculteurs à travers le monde.

Les principaux composants d'un système de pompage solaire comprennent un panneau photovoltaïque (PV), un moteur électrique et une pompe. Les systèmes de pompage d'eau solaire, en revanche, sont classés comme systèmes à courant continu (CC) ou à courant alternatif (CA) en fonction de la capacité de leur moteur. Récemment, le concept de moteurs CC sans balais (BLDC) pour les applications de pompage solaire de l'eau a également été présenté.

Classification et types de pompes solaires

Lorsqu'il s'agit de systèmes de pompage solaire autonomes, le principalles types incluentpompes rotatives et volumétriques. Les pompes centrifuges sont le choix courant pour la rotation et sont conçues pour des applications à tête fixe. Leur rendement augmente proportionnellement à leur vitesse de rotation.

De plus, les pompes sont également classées comme pompes submersibles et de surface, en fonction de leur emplacement (sous l'eau et au-dessus de la ligne de flottaison).

Dans l'ensemble, l'aspect principal lié à l'efficacité d'une pompe à eau solaire repose sur trois variables dont la pression, le débit et la puissance d'entrée de la pompe. L'efficacité fil-eau est la métrique couramment utilisée qui détermine l'efficacité globale d'une pompe à eau solaire (comme le rapport entre l'énergie hydraulique qui sort du tuyau et l'énergie provenant des fils électriques à travers les panneaux solaires).

Pourquoi les pompes à eau solaires sont le moyen idéal pour stimuler l'agriculture dans les zones reculées (et en Afrique)

Une pompe à eau solaire est un concept respectueux de l'environnement. Plus important encore, c'est un concept qui élimine les réseaux électriques ou les combustibles fossiles utilisés pour pomper l'eau hors du sol. Ci-dessous, nous énumérons les avantages et les inconvénients de leur utilisation.

Avantages des pompes à eau solaires

Le premier avantage des pompes solaires est qu'elles sont fiables dans les régions régionales et éloignées. Un exemple parfait de ceci est l'Afrique, qui est l'une des régions reculées les plus pauvres du monde avec une abondance d'eau - mais aussi la région la plus dominante en ce qui concerne la plupart des jours de soleil de l'année. D'un autre côté, on pense que l'Afrique possède9% des ressources mondiales en eau doucece qui correspond à environ 4 000 km3 d'eau par an. Le déploiement de pompes à eau solaires en Afrique est donc l'alternative parfaite à toutes les autres sources à base de carburant - et une alternative qui peut stimuler la vie dans toutes les régions de ce continent.

Faciles à transporter et à déplacer, les pompes à eau solaires peuvent être organisées selon les besoins de la ferme et ont des coûts d'exploitation extrêmement bas. Ces deux avantages majeurs, associés à leur rentabilité à long terme, montrent qu'un système de pompage d'eau solaire est la solution idéale pour les régions avec des journées ensoleillées et beaucoup d'eau sur leur terrain.

Principaux inconvénients

Le principal inconvénient du déploiement d'une pompe d'irrigation à énergie solaire pour l'agriculture est son coût (investissement initial). Même si cela dépend de la puissance de la pompe spécifique, une pompe solaire de 120 watts qui promet de produire 2100 gallons d'eau par jour peut être trouvée sur les marchés en ligne à partir d'environ 235 $ US. Un système complet pour une pompe d'irrigation à énergie solaire basée sur une pompe peut également être trouvé pour environ 498 $. D'autres sites comme eBay, les prix des kits comme ceux-ci sont relativement les mêmes.

Évidemment, il y a une différence majeure entre déployer une pompe à eau solaire pour votre maison et une pour un projet agricole. Les différents types, tailles et besoins entraînent des coûts différents. Il existe des modèles moins chers et plus chers, mais le coût moyen des pompes à eau solaires est généralement élevé, compte tenu du fait que nombre d'entre elles doivent être déployées pour une irrigation efficace. Dans l'ensemble, comparé au coût des combustibles fossiles et d'autres types d'énergie, le solaire est toujours un gagnant à long terme.

En plus de cela, l'énergie solaire dans l'agriculture est également très dépendante des conditions météorologiques. Même si l'énergie solaire peut encore être collectée pendant les jours nuageux et pluvieux, l'efficacité d'un système solaire diminue. C'est pourquoi les systèmes d'irrigation solaire sont mieux utilisés dans les régions très ensoleillées.

Les pompes à eau solaires valent-elles l'investissement

Une chose importante à noter en ce qui concerne les pompes solaires et les systèmes d'irrigation est le fait que leurs coûts ont considérablement baissé au cours des dernières années.Selonnouvelle recherche de l'Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA), il y aura une réduction des coûts de 59% pour l'électricité produite par le solaire PV d'ici 2025 par rapport aux prix de 2015.

En tant que telle, la viabilité économique de ces systèmes varie selon les régions et les zones, principalement en fonction des conditions du site, des cultures et des marchés.Une infographiede La Banque mondiale montre qu'en 1997, le prix moyen de déploiement de l'énergie solaire par watt était de 76 $. En 2015, ce prix était de 0,3 $, ce qui montre clairement la baisse des prix. Désormais, un panneau solaire a une durée de vie moyenne de 25 ans et par rapport au pompage diesel, il manque de carburant et présente moins de fonctionnement et d'entretien. Le seul inconvénient est son coût initial qui est environ deux fois plus élevé par rapport aux systèmes de pompage d'eau diesel.

Le prix est également un facteur de différenciation clé en matière de retour sur investissement (ROI). L'aspect clé qui détermine la viabilité économique (le facteur associé à la valeur des pompes à eau solaires en tant qu'investissement) est la façon dont les systèmes solaires sont comparés aux autres formes d'énergie.

D'une manière générale, les pompes diesel ont des coûts d'investissement initiaux faibles mais sont également associées à des coûts d'exploitation et de maintenance élevés, sans parler de leur impact négatif sur l'environnement et l'écologie. En revanche, un système de pompage d'eau solaire a des coûts d'investissement plus élevés mais des coûts de maintenance et d'exploitation inférieurs.

Donc, la clé à retenir de la question «ça vaut le coup» est la suivante…

Si vous êtes basé dans une région avec beaucoup de soleil et beaucoup d'eau souterraine, un système de pompage d'eau solaire est certainement recommandé. Malgré les coûts d'installation initiaux, des coûts de maintenance inférieurs et une durée de vie plus longue vous offriront un système opérationnel en un rien de temps, une eau propre et de nombreux avantages à long terme.

Comment acheter une pompe à eau solaire efficace

Comme nous l'avons mentionné ci-dessus, les coûts d'investissement associés à l'achat de pompes à eau solaires diminuent au cours des dernières années. Cependant, les facteurs qui influencent l'efficacité d'une pompe à eau solaire sont nombreux et comprennent:

Compte tenu de ces facteurs, nous pouvons dire que le pompage solaire de l'eau peut fournir des avantages environnementaux et socio-économiques importants aux niveaux de l'exploitation et du pays. Au niveau de l'exploitation, la technologie peut présenter une source d'énergie fiable dans les zones reculées - et en particulier dans les zones qui ne sont pas connectées au réseau électrique ou qui ne disposent pas d'un approvisionnement régulier en combustibles liquides. Au niveau national, le pompage solaire de l'eau peut aider à stabiliser, augmenter et diversifier la production agricole, qui est le fondement de l'économie de la plupart des pays africains.

Par définition, un système de pompage d'eau à énergie solaire efficace est celui qui reçoit beaucoup de lumière du soleil et est installé spécifiquement pour les besoins de la ferme.

Dans un monde où règne une crise énergétique actuelle,il y a une forte motivationvers les énergies renouvelables. Malgré des coûts relativement plus élevés, l'efficacité réelle des systèmes solaires se voit dans leur utilisation au fil des années. En tant qu'option d'énergie renouvelable, l'exploitation de l'énergie solaire est une option intéressante.

Le déploiement du pompage d'eau solaire se concentre évidemment sur l'Afrique du Sud et les régions à faible développement économique mais très ensoleillées. Associé aux bonnes conditions environnementales, à la bonne quantité de panneaux photovoltaïques et de contrôleurs et à la bonne configuration d'installation de stockages d'énergie, de convertisseurs, d'onduleurs, de pompes et de moteurs, le système de pompage d'eau solaire peut présenter une ferme et une nation avec de nombreux avantages.

La conclusion

Si vous envisagez ou envisagez les applications de l'énergie solaire pour l'agriculture, les avantages sont nombreux. Avec la capacité de pomper de l'eau pour l'irrigation par temps sec et ensoleillé dans les régions qui en ont le plus besoin, des panneaux comme ceux-ci peuvent être facilement installés et permettent aux pompes de fonctionner dans des puits de très faibles rendements, offrant une durée de vie plus longue et beaucoup d'énergie dans le long terme.