مضخة شمسية لبئر بعمق 100 متر: التصميم والجهد واختيار الكابل

الإجابة المختصرة: المضخة الشمسية لبئر بعمق 100 m هي عادةً مضخة غاطسة بجهد 110 V DC بقطر 3 بوصات أو 4 بوصات ومصنفة لارتفاع رفع 110-135 m — ليس لأن الحفر بعمق 100 m، بل لأنك تحدد الحجم من منسوب الماء وليس من قاع الحفر. قِس منسوب الماء الساكن، أضف هبوط المنسوب، أضف الارتفاع إلى خزانك واحتكاك الأنبوب، أضف هامشاً بنسبة 10-15%، وطابق ذلك مع ارتفاع رفع مقدر. وفي تشكيلتنا يقع هذا عادةً على 3DPC3.8-123-110-1100 أو 3DSC5-112-110-1100 أو 3DSC5-135-110-1500 أو 4DSC7.5-100-110-1500. الخطأان اللذان يقع فيهما المشترون عند هذا العمق هما اختيار مضخة بجهد 48 V (خسائر الكابل تأكلها بالكامل) وشراء كابل رفيع جداً.

هذه هي الفئة العمقية التي يُسأل عنها أكثر من غيرها. أعمق من بئر منزلي ضحل، وأقل عمقاً من مشاريع البلديات بعمق 150-300 m — وهي المكان الذي تحدث فيه معظم أخطاء التحديد.

لماذا يمثل 100 m العمق الذي تتوقف عنده المضخات الضحلة عن العمل تماماً

لا يمكن لمضخة سطحية سحب الماء لأكثر من نحو 6-7 m عملياً (الحد الفيزيائي لضغط الغلاف الجوي هو 10.3 m من عمود الماء، ولا تحصل على كامل القيمة أبداً). أدنى من ذلك، يجب أن تهبط المضخة داخل الحفر وتدفع الماء للأعلى. هذه هي كل الأسباب التي تجعل الآبار العميقة تستخدم المضخات الغاطسة.

كما أنها تستبعد المضخات الصغيرة الرخيصة التي يجربها الناس أولاً:

إذا عرض عليك أحد «مضخة شمسية لـ 100 m» بجهد 24 V وقدرة 300 W، فهي ليست مضخة 100 m. تحقق من ارتفاع الرفع المقدر في جدول المواصفات، لا من العبارة التسويقية.

الرقم المهم: ارتفاع الرفع من منسوب الماء وليس من الحفر

إليك أكثر شيء مفيد في هذا الدليل. عمق الحفر وارتفاع الرفع المطلوب رقمان مختلفان.

• بئر بعمق 100 m بمنسوب ماء ساكن عند 40 m لا يحتاج 100 m من ارتفاع الرفع.
• بئر بعمق 100 m بمنسوب ماء ساكن عند 85 m يحتاج تقريباً إلى 105-120 m من ارتفاع الرفع.

المعادلة (النسخة الكاملة في كيف تحسب ارتفاع المضخة):

إجمالي الارتفاع الديناميكي (TDH) = منسوب الماء الساكن + هبوط المنسوب + الارتفاع الرأسي فوق سطح الأرض + احتكاك الأنبوب + هامش 10-15%

مثال محسوب أ — الماء عند 40 m، خزان على برج بارتفاع 12 m، و80 m من الأنبوب

• منسوب الماء الساكن: 40 m
• هبوط المنسوب أثناء الضخ: 6 m
• الارتفاع إلى مدخل الخزان: 12 m
• احتكاك الأنبوب (80 m ÷ 10): 8 m
• المجموع الفرعي: 66 m ← مع هامش 12%: ~74 m إجمالي ارتفاع ديناميكي (TDH)
• الاختيار: 4DSC7.5-100-110-1500 (ارتفاع رفع 100 m، 7.5 m³/h) أو 3DSC5-112-110-1100.

مثال محسوب ب — الماء عند 85 m، خزان على ارتفاع 8 m، و50 m من الأنبوب

• منسوب الماء الساكن: 85 m
• هبوط المنسوب: 10 m
• الارتفاع إلى الخزان: 8 m
• احتكاك الأنبوب (50 m ÷ 10): 5 m
• المجموع الفرعي: 108 m ← مع هامش 10%: ~119 m إجمالي ارتفاع ديناميكي (TDH)
• الاختيار: 3DSC5-135-110-1500 (ارتفاع رفع 135 m) أو 3DPC3.8-123-110-1100 (ارتفاع رفع 123 m).

نفس «بئر 100 m»، مضختان مختلفتان تماماً. ولهذا أطلب دائماً منسوب الماء الساكن قبل تقديم عرض السعر.

سلم الطرازات لبئر بعمق 100 m

التدرج بسيط: 2DPC/3DPC (مروحة دافعة بلاستيكية، أصغر) → 3DSC/4DSC (مروحة دافعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، متوسطة المدى) → 6DSC/8DSC (تيار متردد/مستمر جهد عالٍ، تدفق عالٍ). إذا كنت لا تزال تختار بين أنظمة الغاطس وأنظمة السطح، اقرأ المضخة الغاطسة مقابل المضخة السطحية أولاً.

هذا الصف الأخير يستحق القراءة مرتين. 8DSC هي أكبر مضخة نبيعها، لكن ارتفاع رفعها المقدر هو 37 m — فهي تنقل حجماً هائلاً عبر رفع قصير. هي الآلة الخاطئة لبئر عميق، والمشترون الذين يشترون حسب «أكبر طراز» يحترقون هنا.

للأعماق التي تتجاوز 100 m — 150-300 m — يتغير التصميم بالكامل إلى تيار متردد/مستمر جهد عالٍ؛ وذلك مغطى في مضخات شمسية للآبار العميقة (150-300 m).

لماذا يصعب عمل جهد 48 V عند 100 m (ولماذا لا يصعب جهد 110 V)

التيار هو ما يقتلك على كابل هبوط طويل. القدرة ثابتة، لذا انخفاض الجهد يعني تياراً أعلى، وهبوط الجهد يتناسب مباشرة مع التيار.

أبقِ إجمالي هبوط الجهد تحت 3% من جهد النظام. عند عمق 100 m، يعني ذلك فعلياً: جهد 48 V للآبار الضحلة فقط، وجهد 110 V لفئة 80-130 m، وجهد 380/520 V تيار متردد/مستمر بمجرد أن تصل إلى 20 m³/h أو أكثر.

تحديد حجم الكابل لهبوط 110 m

باستخدام نفس المعادلة المنشورة في دليل تحديد حجم كابل المضخة الشمسية: ΔV = 2 × L × I × 0.0175 ÷ A، حيث L هو الطول باتجاه واحد بالأمتار، وI هو التيار بالأمبير، وA هو المقطع العرضي بـ mm²، و0.0175 هي المقاومة النوعية للنحاس.

هبوط الجهد عبر مسار بطول 110 m (بئر بعمق 100 m + 10 m إلى وحدة التحكم)، حسب حجم الكابل:

الخلاصة: 10 mm² لمضخة 1100 W، و16 mm² لمضخة 1500 W. أي شيء أرفع من ذلك فأنت تدفع ثمن ألواح لا تصل أبداً إلى المحرك.

ملاحظة عملية واحدة: معظم الطرازات الغاطسة تُشحن بـ 2 m فقط من الكابل في جدول المواصفات الاسمي. تركيب بعمق 100 m يحتاج إلى 110 m كاملة من كابل الهبوط الغاطس تُطلب وتُوصل بشكل منفصل — ضع ميزانية لذلك، لأنه ليس بنداً صغيراً عند 16 mm².

تهيئة الألواح وحد جهد الدائرة المفتوحة (VOC)

استخدم قاعدة 1.3×: قدرة الألواح لا تقل عن 1.3 ضعف قدرة المضخة.

• مضخة 1100 W → 1,430 W → 3 × ألواح 550 W
• مضخة 1500 W → 1,950 W → 4 × ألواح 550 W

ثم تحقق من الجهد، لا من القدرة فقط. لوح بقدرة 550 W هو تقريباً 42 V جهد نقطة القدرة القصوى (Vmp) / 50 V جهد الدائرة المفتوحة (Voc). وبالنسبة لوحدة تحكم بجهد 110 V فإن حد الدائرة المفتوحة هو 220 V:

• 3 ألواح على التوالي: Voc ≈ 150 V — آمن
• 4 ألواح على التوالي: Voc ≈ 200 V — آمن عند 25 °C، لكن Voc يرتفع بنحو 0.3% لكل درجة تحت 25 °C، لذا في صباح بارد عند 0 °C يصعد إلى نحو 215 V ويقترب من الحد

إذا كنت في مناخ بارد أو كانت ألواحك ذات Voc أعلى، وصّل سلسلتين من 2 على التوازي بدلاً من 4 على التوالي. التفاصيل الكاملة للتوصيل في دليل مخطط توصيل وحدة التحكم.

قائمة فحص التركيب الخاصة بـ 100 m

1. حبل أمان من الفولاذ المقاوم للصدأ أو مثبت كابل. لا تُنزل مضخة بعمق 100 m على كابل الطاقة أو الأنبوب وحده — إذ يجلس الوزن الكلي بالإضافة إلى عمود الماء على كليهما.
2. اعزل الوصلة بشكل صحيح ضد الماء. وصلة على عمق 100 m لا يمكن الوصول إليها. استخدم طقم وصلة غاطسة محشو بالراتنج، لا شريطاً كهربائياً. الشريط يفشل، والوصلة الفاشلة تعني سحب 100 m من الأنبوب.
3. ضع المضخة فوق القاع. علّقها على بُعد 3-5 m من قاع الحفر حتى لا تسحب الرمل المستقر.
4. تأكد من تشغيل الحماية من التشغيل الجاف. يجب أن توقف وحدة التحكم المضخة عند انخفاض منسوب البئر، لا أن تحرق المحرك. راجع مضخات شمسية في آبار رملية إذا كان ماؤك محمّلاً بالرمل.
5. شُد وصلات الأنبوب بالعزم المناسب. عند هذا العمق، وصلة ترتخي تعني مضخة ضائعة.
6. شغّل وحدة التحكم ببطء عند أول إقلاع وراقب التيار خلال أول عشر دقائق — يجب أن يستقر، لا أن يتذبذب.

تُصمم بئراً بعمق 100 m؟ أدخِل أرقامك في أداة تحديد الحجم مع منسوب ماءك الساكن وحجم طلبك اليومي، أو راسلني على واتساب مع منسوب مائك وعمقك والحجم اليومي — وسأخبرك بالطراز الدقيق وحجم الكابل وعدد الألواح.