Sistemas de bombas de poço fora da rede: como escolher, dimensionar e instalar bombas solares

Uma bomba de poço fora da rede é uma bomba de água que retira água de um poço sem depender da rede elétrica. A configuração mais confiável para uma propriedade remota é uma bomba submersível movida a energia solar, um controlador solar, um tanque de armazenamento e um sistema de pressão. Este guia explica como combinar a bomba com o seu poço, quais componentes são mais importantes e o que esperar em termos de manutenção e custos.

O que é uma bomba de poço fora da rede?

Uma bomba de poço fora da rede é qualquer bomba que retira água de um poço usando eletricidade gerada no local, normalmente a partir de painéis solares. Deve operar de forma independente da companhia de energia local, o que significa que todo o sistema deve ser concebido em torno de uma fonte de energia variável.

Um sistema completo geralmente consiste em uma bomba, um controlador solar, um conjunto de painéis solares, além disso e um tanque de armazenamento ou pressão. Algumas configurações também incluem baterias, mas muitos poços fora da rede usam um projeto de bomba e armazenamento, de modo que a bomba só funciona quando o sol está disponível.

Como uma bomba é uma carga primária, dimensioná-la corretamente é a decisão mais importante que você tomará. Uma bomba subdimensionada nunca encherá seu tanque; um superdimensionado desperdiçará dinheiro e pode não iniciar corretamente em dias nublados.

A chave: combinar a bomba com o poço e a demanda diária

A bomba que você escolher deve ser dimensionada de acordo com a profundidade do poço, nível estático de água, consumo diário e vazão máximo.

Comece medindo a carga dinâmica total (TDH). TDH é igual à distância vertical da superfície da água até o ponto de descarga, mais as perdas por atrito nas articulações e nos cotovelos, mais qualquer pressão necessária na saída. Para um poço típico de 100 pés, o TDH pode ser de 120 pés quando o atrito está incluído.

A seguir, estime sua demanda diária de água. Uma família de quatro pessoas normalmente usa de 300 a 500 galões por dia. A pecuária, as hortas e a supervisão podem aumentar significativamente a procura. A tabela abaixo fornece um ponto de partida para o dimensionamento.

Esses números são estimativas. Um poço com baixo nível de água estática, mas com alta necessidade de vazão, pode precisar de um driver maior e painéis solares adicionais.

Dimensionamento de bomba solar: um exemplo prático

Para um poço de 100 pés com uma necessidade diária de 2.000 galões, uma bomba solar submersível de 4 polegadas na faixa de 1.100 a 1.500 W geralmente é suficiente.

Neste cenário, uma bomba funcionava de três a cinco horas por dia sob plena luz solar, movimentando cerca de 400 galões por hora. Se o poço for profundo, os impulsores de aço inoxidável são uma escolha mais segura do que os de plástico porque lidam melhor com os abrasivos e duram mais.

Controlador de bomba solar de impulsor de aço inoxidável de 4 polegadas para 800-3000W Esta bomba submersível de 4 polegadas possui impulsores de aço inoxidável para operação confiável em águas levemente arenosas e poços profundos, oferecendo longa vida útil para uso contínuo em cargas pesadas durante todo o dia. Ver Produto →

Esta bomba cobre a faixa de 800-3000 W e pode ser combinada com o painel solar correto. Um kit com driver de 3000 W permite expandir posteriormente se você adicionar indiretamente ou um celeiro.

Painéis solares, drivers e baterias: o que realmente importa?

O controlador é o componente que faz com que uma bomba de poço fora da rede funcione de forma confiável, porque gerencia a energia dos painéis solares e alterna entre fontes CC e CA quando necessário.

A produção solar varia ao longo do dia. Sem um bom driver, uma bomba pode perder a sucção ou o trabalho quando a tensão cair. Um controlador de alta qualidade com proteção automática CA/CC mantém a bomba funcionando mesmo quando a cobertura de nuvens reduz a produção solar e protege o motor contra danos causados ​​pelo funcionamento a seco.

Controlador de bomba CA/CC com complemento automático para sistemas solares de 1100-3000W Este controlador prioriza automaticamente a energia solar e muda para backup CA durante pouca luz ou à noite, garantindo o fornecimento ininterrupto de água e protegendo a bomba contra danos causados pelo funcionamento a seco. Ver Produto →

Este driver foi projetado para a faixa de 1100 a 3000 W, que abrange as bombas de poço fora da rede mais comum. Ele decide automaticamente entre a entrada solar DC e uma fonte de backup AC, tornando-o uma excelente opção para propriedades que já possuem um pequeno gerador AC ou uma conexão à rede como backup.

As baterias nem sempre são permitidas. Um sistema de bombeamento e armazenamento pode encher um tanque apenas durante o dia e depois usar a gravidade para obter pressão. Se precisar de pressão constante à noite, adicione um tanque de pressão e um booster. As baterias aumentam o custo e a manutenção, portanto, adicione-as apenas se realmente precisar de bombardeio noturno.

Bomba de superfície vs bomba submersível para poços fora da rede

As bombas submersíveis são a escolha padrão para poços profundos, enquanto as bombas de superfície funcionam apenas onde a altura dinâmica total é baixa.

As bombas submersíveis ficam no fundo do poço, perto da fonte de água. Eles podem empurrar a água por longas distâncias e lidar com níveis profundos e estáticos de água. As bombas de superfície são montadas acima do solo e usam sucção, o que limita a cerca de 25 pés de elevação vertical. Para um poço fora da rede com profundidade superior a 30 pés, uma bomba submersível é quase sempre uma resposta certa.

Se você tiver um poço raso ou nascente, uma bomba de superfície pode ser uma boa opção. É mais fácil de fazer a manutenção, mas você deve protegê-lo contra o congelamento.

Bomba solar centrífuga de superfície com controlador de volume automático (2000-3600W) Esta bomba de superfície com controlador de sistema automático integrado é adequada para poços rasos ou supervisão de lagoas, proporcionando alto fluxo para transferência de longa distância e mantendo fácil acesso para manutenção. Ver Produto →

Esta bomba de superfície de cobre na faixa de 2.000 a 3.600 W e funciona bem para poços rasos ou práticos de um lago.

Opções de armazenamento e pressão de água

Um tanque de armazenamento é a parte mais importante de um abastecimento de água fora da rede, pois permite que a bomba funcione em curtos intervalos e armazene água suficiente para dias nublados.

Para uma família que usa 500 galões por dia, um tanque de 1.000 galões dá cerca de dois dias de reserva. Um tanque maior geralmente é melhor; custa um pouco mais que um pequeno e reduz a necessidade de ligar a bomba todos os dias. A partir do tanque, você pode usar o fluxo por gravidade se houver elevação ou instalar uma pequena bomba de pressão e um tanque de pressão para utensílios domésticos padrão.

Se preferir não armazenar água bruta, você pode bombear diretamente para um tanque de pressão e usá-lo como sistema municipal. No entanto, as bombas solares não foram projetadas para manter a pressão doméstica constante por conta própria. O armazenamento é uma rota mais robusta.

Lista de verificação de manutenção e solução de problemas

A maior parte da manutenção de rotina de uma bomba de poço solar leva menos de uma hora por mês.

• Limpe os painéis solares. Sujeira e excrementos de pássaros resultantes da produção em até 20%. Enxágue-os com água e um pano macio.
• Verifique os displays do controlador em busca de códigos de erro. A maioria dos controladores mostra uma falha por baixa tensão, funcionamento a seco, sobrecarga ou alta temperatura.
• Inspecione as correntes e as conexões. Procure corrosão nos terminais da bateria, terminais soltos ou isolamento mordido por roedores.
• Teste a saída da bomba mensalmente. Calcule quanto tempo leva para encher um recipiente conhecido e compare-o com o fluxo nominal.
• Antes do inverno, drene qualquer bomba de superfície e externamente se o sistema estiver abaixo de zero. As bombas submersíveis no poço são geralmente seguras.

Se uma bomba parar repentinamente, verifique primeiro se os painéis solares estão limpos e se o driver não está em estado de falha. Segundo, verifique a tensão nos terminais da bomba. Uma queda em um cabo longo é uma causa comum de falha do motor.

Perguntas frequentes

Qual a profundidade que uma bomba de poço solar pode puxar água?

As bombas solares submersíveis podem lidar com poços de até 60 metros de profundidade ou mais, dependendo da potência. Para poços muito profundos, você precisa de uma bomba de alta elevação com um driver na faixa de 3.000 W ou superior.

Preciso de baterias para uma bomba de poço fora da rede?

Não necessariamente. Um sistema de bomba e tanque funciona sem baterias, aproveitando o sol para encher o tanque durante o dia. As baterias só são permitidas se você precisar bombear à noite ou durante períodos nublados.

O que acontece em dias nublados?

Se os painéis solares forem dimensionados corretamente, a bomba ainda funcionará em velocidade reduzida usando um controlador com MPPT ou rastreamento de tensão constante. Um tanque armazenado garante que você não fique sem água durante um período nublado.

Posso usar uma bomba solar com meu poço existente?

Sim, desde que o diâmetro da bomba se ajuste ao revestimento do poço. Uma bomba solar submersível de 4 polegadas cabe na maioria dos poços residenciais padrão de 4 ou 6 polegadas.

Conclusão

Uma bomba de poço fora da rede deve ser uma bomba submersível movida a energia solar que corresponda à altura dinâmica total do poço e à sua demanda diária de água, com um grande tanque de armazenamento para amortecer os dias nublados.

Comece com um teste de poço medido, escolha um driver com excesso CA/CC automático se você tiver alguma fonte de energia de reserva e não economizar no armazenamento de água. O sistema certo funcionará durante anos com o mínimo de atenção.

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