- 102/39 Phan Huy Ích, Phường 15, Q. Tân Bình, TP. HCM
- 0934 033 083
- T2 - CN: 7h45 - 17h
Hệ thống bơm năng lượng mặt trời là một công nghệ hiện đại và tương đối mới mẻ, những chúng đã chứng minh mình vô cùng có ích để ứng dụng cho những nơi không có nguồn điện lưới hoặc những nơi mạng điện chập chờn không ổn định. Hệ thống/máy bơm năng lượng mặt trời sử dụng các tấm pin quang điện (PV) để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng để cung cấp điện cho máy bơm có thể hút nước từ nguồn đẩy lên mặt đất.
Bài viết này sẽ giúp các bạn tìm hiểu tất cả về hệ thống và máy bơm nước điện năng lượng mặt trời cũng như chỉ ra một số ưu điểm và nhược điểm của công nghệ này.
Mục lục
Một hệ thống bơm năng lượng mặt trời điển hình sẽ bao gồm phần sau:
Trong thực tế, mỗi hệ thống bơm năng lượng mặt trời sẽ khác nhau đối với mỗi ngôi nhà cụ thể. Để có được lợi ích tối đa từ máy bơm năng lượng mặt trời đòi hỏi phải nghiên cứu, thiết kế và cài đặt kỹ càng. Mỗi thành phần phải được kết hợp cẩn thận và lập kế hoạch phù hợp.
Ứng dụng phổ biến nhất của máy bơm nước mặt trời là cung cấp nước tưới hoặc nước cho gia súc, bằng cách bơm từ giếng nước ngầm hoặc từ các nguồn nước bề mặt (sông, ao, hồ…). Một hệ thống bơm năng lượng mặt trời được thiết kế tốt có thể thay thế hoàn toàn hệ thống bơm sử dụng nhiên liệu khí đốt đắt đỏ và ô nhiễm môi trường, qua đó giúp giảm đáng kể chi phí vận hành cho những người nông dân ở các khu vực không có nguồn điện lưới.
Đến nay, vẫn có những nơi tại Việt Nam có địa hình không thuận lợi và việc dẫn đường lưới điện đến đó là không thể. Do đó, các ứng dụng của hệ thống điện năng lượng mặt trời cho các khu vực này là vô cùng cần thiết. Chúng hiệu quả hơn và không ô nhiễm môi trường như các loại máy phát điện khí đốt khác. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu của các thiết bị năng lượng mặt trời nói chung và máy bơm năng lượng mặt trời nói riêng có phần hơi cao, nhưng đổi lại chi phí vận hành gần như bằng không và chi phí bảo trì rất thấp. Xét về lâu dài các công nghệ này có lợi hơn rất nhiều, nhất là đối với những vùng không thể kết nối lưới điện như thế này.
Hệ thống bơm năng lượng mặt trời có thể là một cách tuyệt vời để cung cấp nước cho các khu khai thác và công trường xây dựng tạm thời. Khi được sử dụng kết hợp với hệ thống xử lý nước tạm thời, chúng ta có thể cung cấp nguồn nước cho công nhân sinh hoạt và làm việc.
Trong các tình huống cứu trợ thiên tai và trại tị nạn, máy bơm năng lượng mặt trời kết hợp với các thiết bị xử lý nước uống có thể là một cách hiệu quả để cung cấp nước sạch và an toàn cho dân cư tị nạn. Hệ thống bơm năng lượng mặt trời tương đối gọn nhẹ và dễ dàng trong việc di chuyển cũng như lắp đặt.
Hệ thống khử nước thường yêu cầu bơm liên tục 24/7 (tức 24 giờ mỗi ngày và liên tục 7 ngày mỗi tuần). Điều này có nghĩa là một hệ thống điện mặt trời sẽ không đủ cung cấp điện và phải cần sự trợ giúp của máy phát điện khác hoặc điện lưới. Tuy nhiên, ở những vùng khí hậu nóng và khô như Trung Đông, châu Phi… hệ thống điện năng lượng mặt trời có thể hoạt động độc lập để cung cấp cho hệ thống khử nước.
Nếu nhu cầu bơm nước của bạn là không liên tục vào ban ngày hoặc nhu cầu bơm nước của gia đình bạn rất thấp, sản lượng điện tạo ra từ các tấm pin mặt trời có thể dư thừa rất nhiều. Trong những trường hợp này, có thể hệ thống PV với máy bơm và cả lưới điện. Lưới điện lúc này sẽ đóng vai trò như pin lưu trữ điện cho hệ thống của bạn, khi dư thừa thì điện mặt trời được tạo ra sẽ đưa lên lưới lưu trữ, khi thiếu thì sẽ lấy từ lưới xuống để vận hành máy bơm. Điều này đồng nghĩa vào mỗi kỳ thanh toán tiền điện, bạn có thể sẽ nhận được một khoản tiền nếu hệ thống PV của bạn sản xuất hiệu quả.
Máy bơm năng lượng mặt trời phổ biến hiện nay được phân loại là máy bơm chìm và máy bơm bề mặt. Máy bơm chạy bằng điện một chiều DC hoặc máy bơm chạy điện xoay chiều AC. Thông thường, hệ thống bơm năng lượng mặt trời sẽ dựa trên máy bơm DC, tuy nhiên đối với các hệ thống bơm năng lượng mặt trời hòa lưới thì phải sử dụng máy bơm AC.
Máy bơm chìm hoạt động khác với máy bơm bề mặt (bơm bề mặt được lắp đặt trên mặt đất và cắm ống xuống nguồn để hút nước lên) bằng cách thả bơm xuống nước và đẩy nước từ dưới lên bể chứa. Bơm chìm được sử dụng để bơm nước ngầm từ các giếng hoặc lỗ khoan sâu hơn, nơi không thể sử dụng các loại bơm nước bề mặt vì mực nước quá sâu dưới mặt đất (độ sâu hơn 6 mét trở lên).
Máy bơm chìm được thiết kế đặc biệt để có thể treo được dưới mực nước trong giếng và được nối với một ống đầu ra kéo dài lên trên bề mặt đất. Tùy thuộc vào mỗi ứng dụng khác nhau sẽ có máy bơm với tốc độ bơm cần thiết và sức mạnh phù hợp (sức mạnh của máy bơm được đo bằng mã lực HP).
Một máy bơm chìm thường được đặt trong giếng hoặc lỗ khoan mạch nước ngầm, đôi khi cũng có những trường hợp ứng dụng cho mặt sông hoặc ao tự đào. Hầu hết các loại bơm này đều rất bền và có khả năng chống thấm nước tương đối tốt.
Có 3 loại chính của bơm chìm là bơm ly tâm, rotor xoắn ốc và bơm màng:
Bơm bề mặt hoạt động theo nguyên lý hút nước từ giếng cạn, ao, suối… lên mặt đất (bơm chìm thì đẩy nước, còn bơm bề mặt thì hút nước). Các loại máy bơm bề mặt hoạt động tốt nhất trong khoảng phạm vi 6 mét đổ lại so với mực nước.
Có rất nhiều loại máy bơm bề mặt có sẵn trên thị trường. Tùy thuộc vào lượng nước cần bơm, khoảng cách từ mực nước để bơm và bể chứa mà chúng ta sẽ có sự lựa chọn phù hợp. Hiệu quả của loại bơm này sẽ tăng dần nếu chúng ta điều chỉnh khoảng cách giữa máy bơm và mực nước càng gần.
Có 3 loại máy bơm bề mặt chính là bơm cấp, bơm áp suất và bơm tăng áp:
Hệ thống bơm mặt trời có thể được cấu hình theo nhiều cách khác nhau, đặc biệt là liên quan đến dung lượng pin lưu trữ hoặc hòa lưới.
Hệ thống pin dự phòng được sử dụng để lưu trữ nguồn năng lượng dư thừa từ các tấm pin sản xuất ra khi máy bơm đang ở trạng thái nghĩ, điều này cho phép ban đêm hoặc những ngày không có nắng máy bơm vẫn có năng lượng để vận hành. Chúng cũng có thể được liên kết với thêm với máy phát điện để cung cấp điện cho những trường hợp bất lợi nhất.
Nếu khu vực bạn đang sinh sống có thể kết nối được với lưới điện thì quá là tuyệt vời. Thay vì phải mua pin dự phòng để lưu trữ thì giờ đây bạn có thể lưu điện dư thừa trực tiếp lên lưới điện. Tuy nhiên, lưới điện sẽ yêu cầu nguồn điện AC, trong khi các tấm pin năng lượng mặt trời lại tạo ra dòng điện DC, do đó hệ thống bơm năng lượng mặt trời hòa lưới cần bổ sung một bộ phận gọi là biến tần (inverter) năng lượng mặt trời để chuyển đổi dòng DC thành AC. Với máy bơm kết hợp hệ thống điện mặt trời bạn có thể bán lượng điện dư thừa trong quá trình sản xuất của mình cho các công ty điện lực để nhận về một khoản thanh toán. Vừa tiết kiệm điện cho việc bơm nước lại vừa có thể kiếm thêm thu nhập quả thật là một giải pháp tuyệt vời phải không các bạn.
Máy bơm điện năng lượng mặt trời có thể là một giải pháp tuyệt vời để cung cấp nước hiệu quả và giảm được lượng khí thải carbon ra môi trường đáng kể, chi phí vận hành gần như bằng 0 và chi phí bảo trì cực thấp. Nhưng hệ thống này không phải hoàn toàn phù hợp với tất cả các trường hợp, nên chúng sẽ có những ưu và nhược điểm sau đây:
Tóm lại, những hệ thống máy bơm năng lượng mặt trời có thể cung cấp các giải pháp thực tế để cải thiện khả năng cấp nước ở những khu vực khó khăn trong việc kết nối nguồn điện lưới hoặc chi phí điện lưới quá cao. Thêm vào đó, việc sử dụng những thiết bị hiện đại ứng dụng công nghệ năng lượng mặt trời là điều rất cần thiết để bảo vệ môi trường tránh khỏi các hệ lụy trong tương lai gần.
