مضخة شمسية في المرتفعات: الارتفاع لا يمنحك شمساً أكثر

الإجابة المختصرة: لا يمنحك الارتفاع شمساً أكثر، ولا يجعل المضخة الغاطسة أضعف. الارتفاع يُزيل ضغط الغلاف الجوي، وضغط الغلاف الجوي هو الشيء الوحيد الذي يسمح لمضخة برفع الماء بالشفط. على مستوى سطح البحر الحدّ النظري للشفط هو 10.3 m والحدّ العملي نحو 6 m. على ارتفاع 4,000 m يصبحان 6.3 m ونحو 2 m. مضخة غاطسة جالسة في الماء لا تتأثر إطلاقاً، وهذا هو سبب أن الأرض المرتفعة هي أرض المضخات الغاطسة. المفاجأة الثانية أن «الارتفاع العالي» و«الكثير من الشمس» ليسا نفس الشيء: في المواقع العشرة في الأنديز التي استخرجتها من ناسا POWER، أعلى محطة ليست الأكثر شمساً، ويمكن للشهر الأكثر شمساً أن يقدّم 40 percent أكثر من الأسوأ.

أتلقّى استفسارات من بيرو وبوليفيا وتشيلي وشمال الأرجنتين كل أسبوع، والافتراض الكامن وراء معظمها هو نفسه: على ارتفاع 4,000 m تكون الشمس أقوى، لذا ستكون المضخة أسهل. النصف الأول ليس صحيحاً دائماً والنصف الثاني صحيح فقط إن اخترت النوع الصحيح من المضخة. يتناول هذا المقال كليهما، لأنهما مشكلتان مختلفتان تُخلط إحداهما بالأخرى.

ما الذي يغيّره الارتفاع فعلاً (وما لا يغيّره)

هناك ثلاث كميات فيزيائية فقط تتغيّر مع الارتفاع وتهمّ نظام الضخّ.

وهذا ما لا يتغيّر، وهو مهمّ بالقدر نفسه:

• منحنى المضخة. منحنى المضخة هو الارتفاع مقابل التدفّق. يُقاس الارتفاع بأمتار الماء، والتدفّق بالأمتار المكعّبة في الساعة، ولا يعتمد أيّ منهما على ضغط الهواء فوق البئر. إن 4DSC6-101-110-1100 التي تعطي تدفّقاً معيّناً عند 60 m على سطح البحر تعطي نفس التدفّق عند 60 m على 4,000 m.
• كثافة الماء. الماء العذب 1,000 kg/m3 على سطح البحر وعلى 4,000 m. عمل رفع 1 m3 بمقدار 10 m متطابق.
• تصنيف اللوح الشمسي. لوح مصنّف بـ 550 W مُصنّف عند إشعاع 1,000 W/m2 ودرجة حرارة خلية 25 C، وهو شرط مخبري لا شرط ارتفاع. ما يغيّره الارتفاع هو الإشعاع الذي تتلقّاه فعلياً ودرجة حرارة الخلية التي تعمل عندها فعلياً، وكلاهما أثر من الدرجة الثانية مقارنة بالسحب.

النتيجة العملية قاعدة تصميم واضحة توفّر على الناس الكثير من المال: على الأرض المرتفعة، لا ترفع الماء بالشفط أبداً. ضع المضخة في الماء فيختفي مشكل الارتفاع تماماً. كلّ ما عداه في هذه الصفحة يتعلّق باختيار المصفوفة وحماية المعدّات السطحية.

ارتفاع الشفط الذي تفقده فوق 2,000 m

مضخة طرد مركزي تجلس فوق سطح الماء لا تسحب الماء للأعلى. لا شيء يسحب. يدفع الغلاف الجوي للأسفل على سطح البئر، وتخفض المضخة الضغط داخل أنبوب الشفط كي يتمكّن الغلاف الجوي من دفع الماء إليه. الحدّ الأقصى للارتفاع الذي يمكن أن يصله هذا الدفع محدّد بالفيزياء:

أقصى ارتفاع شفط (m) = ارتفاع ضغط الغلاف الجوي (m) ناقص ارتفاع ضغط البخار (m)

على سطح البحر، يعادل ضغط الغلاف الجوي 101.3 kPa نحو 10.3 m من الماء. على 4,000 m، يعادل 62 kPa نحو 6.3 m. تلك هي السقف المطلق، بمضخة مثالية، واحتكاك صفري وماء عند 20 C. ثم تطرح الخسائر الواقعية. باستخدام مضخة طرد مركزي صغيرة أو ذاتية التحضير باشتراط NPSH قدره 2.5 m، و1.0 m من الاحتكاك والتجهيزات في خطّ الشفط، و0.24 m من ضغط بخار الماء و0.5 m من هامش الأمان، تبدو الأرقام كالتالي:

(قيم الضغط من الغلاف الجوي المعياري ومن IEC 60664-1 الجدول A.2، الذي يعطي 80.0 kPa على 2,000 m، و70.0 kPa على 3,000 m، و62.0 kPa على 4,000 m. يفترض العمود العملي اشتراط NPSH قدره 2.5 m، وخسارة خطّ الشفط 1.0 m، وهامش أمان 0.5 m، وماء عند 20 C.)

اقرأ العمود الأخير مجدّداً. مضخة يسمّيها الكتالوج مضخة تحضير ذاتي 7 m هي مضخة 2 m على 4,000 m. تلك ليست تصحيحاً بسيطاً، بل عامل ثلاثة، وهي السبب الأكثر شيوعاً لتوقّف مضخة سطحية عملت بكفاءة في الوادي «عن العمل» عند تركيبها على الهضبة.

أمران يزيدان الطين بلّة عملياً:

1. رقم الكتالوج هو رقم على سطح البحر. تُكتب كتيّبات المضخات لغلاف مرجعي. عندما يُدرج طراز بارتفاع شفط 7 m أو 8 m، فذاك مُقاس عند نحو 100 kPa. لا أحد يعيد صياغته لارتفاعك.
2. تسريبات الشفط أكثر أهمية. أي تسريب هواء صغير في فلانش الشفط، أو صمام قاعدي بالٍ، أو وصلة كانت تجميلية على سطح البحر، يصبح فشلاً في الأداء على 3,500 m، لأن الضغط أقل لدفع الماء عبره وتبدأ التجويفية مبكّراً.

الحل ليس مضخة سطحية أكبر. مضخة أكبر لا ترفع ضغط الغلاف الجوي. الحل هو تقصير ارتفاع الشفط إلى متر أو مترين، أو وضع المضخة في الماء.

لماذا تتجاهل الغاطسة الارتفاع بينما لا تفعل السطحية ذلك

هذا هو القرار التصميمي الذي يفصل بين نظام مرتفع الارتفاع يعمل ونظام يتوقّف باستمرار على حماية التشغيل الجافّ.

تقوم المضخة السطحية بوظيفتين: يجب أن ترفع الماء من المصدر إلى مروحتها الدافعة، ثم تدفعه إلى حيث تحتاجه. تعتمد الوظيفة الأولى فقط على ضغط الهواء. الغاطسة تقوم بالوظيفة الثانية فقط، لأنها تجلس أصلاً في الماء. تصنيفها كاملاً، كلّ متر ارتفاع وكلّ متر مكعّب في الساعة، يتعلّق بالدفع.

يُظهر كتالوجنا الخاص النسختين من نفس الهيدروليكا جنباً إلى جنب. سلسلة DQD هي النسخة الغاطسة وسلسلة HJQD هي النسخة السطحية الطرد المركزي، وتتشاركان نفس التصنيفات الهيدروليكية التسع:

نفس الارتفاع، ونفس التدفّق، ونفس عدد الألواح، وأحدهما غير صالح بمجرّد أن ينخفض منسوب الماء 3 m تحت الضفّة. على الألتيبلانو، حيث يتحرّك منسوب الماء في موسم الجفاف وتجلس الآبار المحفورة يدوياً بجوار حظيرة المضخة، تلك هي الفرق بين نظام يعمل وآخر يُعاد.

الحالة الوحيدة التي لا تزال فيها المضخة السطحية منطقية على الارتفاع هي عندما يكون الماء عند قدميك فعلاً: قناة، أو صندوق نبع، أو خزّان تخزين، أو مصرف ريّ. عندئذ يكون ارتفاع الشفط تحت المتر وتكون عقوبة الارتفاع غير ذات صلة. تلك تماماً حالة DCPM15-14-48-550 (550 W، 48 V، 15 m3/h عند 14 m) أو DQB3.0-65-72-750 (750 W، 72 V، 3 m3/h عند 65 m) الجالسة على بُعد أمتار من قناة، وHJET2.7-45-48-550 (550 W، 48 V، 2.7 m3/h عند 45 m) على صندوق نبع. ما لا يجب فعله هو وضع مضخة تحضير ذاتي على ضفّة بئر على 3,900 m وتوقّع رفعها 6 m.

الأعلى ارتفاعاً غالباً أكثر غيوماً: البيانات التي تكسر القاعدة المألوفة

الآن الجزء الذي يكلّف المال. سيخبرك كلّ شخص من مشترٍ إلى مركّب محلّي أن الارتفاع العالي يعني شمساً قوية. استخرجت المناخ الشهري من ناسا POWER لعشرة مواقع في الأنديز، والبيانات لا تدعم ذلك.

(مناخ ناسا POWER للإشعاع الشمسي القصير الموجة الساقط على السطح تحت كلّ السماء، kWh/m2/day، متوسطات شهرية.)

تتبع ثلاث استنتاجات من ذلك الجدول.

1. الارتفاع لا يتنبّأ بموردك الشمسي. تجلس سيرو دي باسكو على 4,380 m، وهي أعلى موقع في القائمة، بمتوسط 4.97 kWh/m2/day. تجلس أريكيبا أخفض بـ 2,045 m بمتوسط 6.63. تلك ميزة 25 percent للموقع الأخفض. في الوقت نفسه، أويوني على 3,670 m تتفوّق على إل ألتو على 4,150 m بنسبة 12 percent رغم أنها أخفض بـ 480 m. ما يقرّر هذه الأرقام هو السحب: الألتيبلانو الجافّ حول أويوني وبوتوسي وبونو هو من أوضح الأماكن على الأرض، بينما البونا الرطبة في وسط وشمال بيرو، وسيرو دي باسكو، ووانكايو، وكاخاماركا، وكوسكو، تحت سحب موسمية كثيفة. هضبتان على نفس الارتفاع، إحداهما أغنى بنسبة 35 percent من الأخرى.

2. الشهر الأدنى ليس الشهر الذي تتوقّعه. على الألتيبلانو الجافّ يكون أسوأ شهر هو يونيو، الشتاء الجنوبي: السماء في أصفى حالاتها لكن الشمس في أدنى موقع والأنصفة في أقصرها. تتذبذب أويوني من 8.38 في نوفمبر إلى 5.00 في يونيو، هبوط بنسبة 40 percent. في البونا الرطبة ينتقل أسوأ شهر إلى مارس، نهاية موسم الأمطار، لأن السحب هي العامل المسيطر هناك لا زاوية الشمس. ينتهي كلّ من سيرو دي باسكو وكاخاماركا عند القاع 4.42، في مارس.

3. موسم الجفاف وموسم الشمس الضعيفة هما الموسم نفسه على الألتيبلانو. يونيو ويوليو هما ذروة الطلب على ريّ العلف في المرتفعات البوليفية والجنوبية البيروفية، وهما أيضاً أقلّ شهور السنة إنتاجاً. مصفوفة مُحدّدة الحجم على رقم نوفمبر ستكون ناقصة بنسبة 40 percent تماماً عندما يحتاجها المزارع. حدّد الحجم على يونيو.

الطريقة مجانية وتستغرق خمس دقائق. ابحث عن خطّ عرضك وطولك في مناخ ناسا POWER، خذ الشهر الأسوأ، وصمّم المصفوفة على ذلك الرقم. إن أردت النسخة الأعمق من هذه الطريقة، فهي مكتوبة في دليل أفريقيا، حيث الآلية هي المطر لا الارتفاع لكن الحساب متطابق.

أسوأ شهر ليس نفس الشهر في كلّ مكان على الهضبة

بما أن مئات مشاريع الضخّ الشمسي في بيرو وبوليفيا وتشيلي مُحدّدة الحجم على متوسط سنوي، تفشل جميعها في نفس الأسابيع القليلة، وتختلف تلك الأسابيع بحسب أيّ جانب من الأنديز تقف عليه.

العمود الساحلي هو الحالة المتطرّفة، وهو تذكير بأن الارتفاع ليس الشيء الوحيد المهمّ: في أريكا تبلغ قيمة يونيو 3.25 أدنى من أي شهر في أيّ محطة مرتفعة في الجدول، لأن الشتاء يأتي بالكامانتشاكا، ضباب الساحل الذي يجلس فوق أتاكاما لأسابيع. إن كنت تضخّ لمزرعة زيتون أو أفوكادو على السهل الساحلي أسفل الأنديز، فأنت في مناخ شمسي أصعب من مزارع على 4,000 m.

القاعدة العملية للهضبة: خذ أسوأ شهر لك، واضرب حجمك اليومي بـ 1.3، وحدّد الحجم على ذلك. عامل 1.3 يغطّي اتساخ الألواح والشيخوخة اللذين يقدّمهما هذا المحيط الجافّ المغبرّ عالي الأشعّة فوق البنفسجية أسرع من موقع معتدل. الحساب الكامل للتحديد موجود في كيف تحدّد حجم مضخة مياه شمسية.

طرفي اليوم: فجر بارد وظهيرة حارة

للارتفاع العالي أوسع تذبذب يومي في الحرارة بين أيّ مكان مأهول على الأرض. تتذبذب إل ألتو من حوالي 3- C قبل الشروق إلى 15 C بعد الظهر، والنطاق اليومي 18 إلى 20 C طبيعي. ذلك يمنحك مشكلتين كهربائيتين مختلفتين في اليوم نفسه، وكلتاهما تُفحص مقابل وحدة التحكم.

الفجر البارد هو الطرف الخطر. يرتفع جهد الدائرة المفتوحة للوحة مع انخفاض الحرارة، بنحو 0.3 percent لكلّ درجة تحت 25 C. خذ لوحاً بقدرة 550 W بجهد VOC اسمي نحو 49.5 V وجهد Vmp اسمي نحو 42 V، وضعه على 3,900 m في صباح يوليو عند 10- C. تلك 35 درجة تحت 25 C، فيرتفع الجهد الاسمي بنحو 10.5 percent:

ذلك الصفّ الأخير هو ما يصطاد الناس. النصيحة المعتادة في المناطق الاستوائية أن وحدة تحكم DF-110 بسقف 220 V تأخذ أربعة ألواح بسهولة. في شتاء الأنديز لا تفعل. ثلاثة ألواح على التوالي هي السقف لوحدة تحكم 110 V على ارتفاع عالٍ، وإن احتجت قدرة مصفوفة أكثر فتضيف سلسلة موازية لا سلسلة متتالية أطول. حساب هبوط الجهد والسلسلة الكامل موجود في دليل تحديد حجم الكابل.

الظهيرة الحارة هي الطرف الألطف على الارتفاع، وهو عكس المناطق الاستوائية. تعتمد حرارة الخلية على الإشعاع ودرجة حرارة الهواء والتبريد، وهنا تتصارع التأثيرات الثلاثة: الإشعاع مرتفع، والهواء رقيق فتبريده الحملی أضعف، لكن حرارة الهواء منخفضة. عملياً يعمل لوح على ارتفاع عالٍ ببرودة من لوح استوائي، فلا تحصل على وضع الفشل الاستوائي حيث يهبط جهد السلسلة نحو أسفل نافذة MPPT عند منتصف النهار. ما تخسره هو هامش خفض التصنيف: الهواء الرقيق يزيل نحو 40 percent من جزيئات الهواء المتاحة لنقل الحرارة بعيداً عن ظهر اللوح، فبعد ظهيرة ساكنة عالية الإشعاع على 4,000 m تعمل بحرارة أعلى مما توحي به الحرارة المحيطة. لا تعتمد على الارتفاع ليمنحك واطات إضافية. خطّط للعامل المعتاد 1.3 مثال قدرة المضخة في الاسمي للوحة، واقرأ MPPT مقابل PWM إن أردت الآلية.

هناك بند كهربائي ثالث صافٍ من الارتفاع لا علاقة له بالشمس: أقصى ارتفاع تركيب لوحدة التحكم. IEC 60664-1، المعيار الذي يضبط التباعد العازل للمعدّات منخفضة الجهد، يُطبَّق على المعدّات المستخدمة حتى 2,000 m، وفوق ذلك يتطلّب زيادة التباعد داخل المعدّة: عامل 1.14 على 3,000 m، و1.29 على 4,000 m، و1.48 على 5,000 m. لذا تُصنّف كثير من وحدات التحكم والمنظّمات والعواكس لـ 2,000 m كمعيار، إمّا تخفض تصنيفها فوق ذلك أو غير معتمدة إطلاقاً. اطرح السؤال مكتوباً قبل الشراء: ما أقصى ارتفاع تركيب لهذه الوحدة؟ وحدة تحكم مُصنّفة لـ 2,000 m مركّبة على 4,200 m هي دعوى ضمان تنتظر الحدوث، وهي وضع فشل لا يمكن لأيّ سباكة صحيحة إصلاحه.

التجمّد والجليديات المنسحبة والمنسوب الهابط للماء

مشكلتان بطيئتان تقرّران ما إذا كان نظام مرتفع الارتفاع ما زال يعمل بعد خمس سنوات.

التجمّد. المضخة الغاطسة نفسها آمنة، لأنها تجلس تحت خطّ الماء حيث يبقى الماء عند 4 إلى 10 C طوال السنة. ما يتجمّد هو كلّ شيء فوق خطّ الماء:

• المتر الأعلى من الماء في بئر محفور يدوياً أو بئر ضحل (بوزو). هذه هي حالة فشل الألتيبلانو الكلاسيكية. إن جلست المضخة في أعلى عمود الماء، ففي يونيو ويوليو قد تجلس المروحة الدافعة في الجليد. اضبط المضخة على الأقل 1.5 m تحت أدنى منسوب ماء متوقّع، وأكثر إن كان البئر ضحلاً.
• أنبوب الهبوط فوق خطّ الماء، والأنبوب السطحي من رأس البئر إلى الخزان، ومفتاح الضغط، وتجهيزات الخرطوم، وصمام الاختيار.
• الخزان، إن كان فولاذياً أو بلاستيكاً رقيق الجدار وترك ممتلئاً عند ارتفاع يمكن أن يتجمّد صلباً.

التدابير التي تنجح هي المملّة: ادفن الأنبوب السطحي تحت 0.8 m، أو أفضل، صرفه للخلف بعد كلّ دورة ضخّ عبر ثقب تنقيط صغير كي يفرغ الخطّ نفسه؛ اضبط المضخة أعمق؛ اعزل الخزان أو ادفنه؛ وأبقِ وحدة التحكم داخل المبنى. هذه نفس مجموعة المشاكل كسوق معتدلة، وهي مغطّاة بتفصيل أكثر في مضخات شمسية في الشتاء، لكن النسخة عالية الارتفاع أصعب لأن التجمّد يتبعه بعد ظهيرة 20 C تذيب الخطّ تماماً ليتجمّد مجدّداً في الليلة التالية.

منسوب ماء هابط. هذه خاصّة بالأنديز وغير قابلة للعكس. نحو 70 percent من جليديات العالم الاستوائية تقع في الأنديز العليا البيروفية والبوليفية والإكوادورية، وهي تتراجع بسرعة. تراجع جليد شاكالتايا البوليفي من فقدان كتلة 97 percent بين 1960 و2003 إلى اختفاء تامّ بحلول 2009. فقدت الجليديات البيروفية أكثر من خُمس كتلتها في نحو 35 عاماً، ما خفض تدفّق الماء إلى المنطقة الساحلية بنحو 12 percent. تسحب لا باز نحو 30 percent من إمدادها المائي من حوض جليدي، وكيتو نحو 50 percent. يضع تقرير Yale Environment 360 استناداً إلى تقييم البنك الدولي نصيب جليديات الأنديز الاستوائية المتوقّع اختفاؤها خلال 20 عاماً عند معظمها.

للمشتري مضخة تكون النتيجة ملموسة: منسوب الماء الساكن الذي تقيسه اليوم ليس منسوب الماء الساكن الذي ستراه مضختك بعد عشر سنوات. صمّم لذلك:

1. اشترِ هامش ارتفاع، لا مجرّد كفاية. إن كان إجمالي ارتفاعك 43 m، اختر مضخة بارتفاع أقصى لا يقلّ عن 65 إلى 70 m لا واحدة مُصنّفة تماماً عند 45 m. على هذه المضخات، نقطة عمل عند 90 percent من الارتفاع الأقصى هي نقطة عمل بلا تدفّق تقريباً، ولا تترك لك شيئاً عند هبوط المنسوب. أيّ شيء في مدى الارتفاع العالي مناسب، الأمر يتعلّق فقط بترك مجال.
2. مدّ أنبوب الرفع بسخاء كي تتمكّن من خفض المضخة. اترك كابلاً وأنبوباً كافيين لإسقاط المضخة 10 أو 15 m أخرى في عقدة جافّة دون تركيب جديد.
3. اقِس موسمياً، لا لقطة واحدة. سجّل منسوب الماء في موسم الأمطار وفي موسم الجفاف قبل التحديد. على الألتيبلانو قياس موسم الجفاف هو الوحيد المهمّ.

مثال محسوب: مزرعة مشرّم (ألباكا) وعلف على 3,900 m

شكل حقيقي لمشروع من ألتيبلانو البوليفي. أسرة مع 150 مشرّماً (ألباكا) وحقل علف مساحته 0.1 هكتار، وبئر قطرها 4 إنش بعمق 70 m، ومنزل على بُعد 60 m من رأس البئر.

الخطوة 1 - بيانات الموقع، مُقاسة في موسم الجفاف، لا في موسم الأمطار.

الخطوة 2 - الحجم اليومي، مقسوماً إلى الحمل الأساسي وحمل الريّ.

• المنزل: 0.5 m3/day
• 150 مشرّماً بحوالي 5 ليترات للرأس يومياً: 0.75 m3/day
• ريّ العلف في موسم الجفاف: 0.1 ha يتلقّى 60 mm أسبوعياً هو 60 m3 في الأسبوع. اضخّه إلى خزّان تدريجياً لا في دفعة واحدة، فيكلّف 60 / 7 = 8.6 m3/day
• إجمالي الذروة اليومية: نحو 10 m3/day

الخطوة 3 - حوّل إلى معدّل تدفّق باستخدام أسوأ شهر. يونيو على 3,900 m يعطي نحو 5.3 kWh/m2/day، وعلى 3,900 m يساعد الهواء البارد المصفوفة، فاستخدم عامل نظام 0.85 لا 0.78 الذي ستستخدمه في مناخ حار:

5.3 x 0.85 = 4.5 ساعة ضخّ فعّالة

10 m3/day / 4.5 h = 2.2 m3/h مطلوبة عند 43 m ارتفاع

الخطوة 4 - اختر الطراز بهامش، لا الطراز الذي يملأ بالكاد. لا تختر مضخة ارتفاعها الأقصى 45 m لمهمة 43 m؛ على مضخة شمسية تلك نقطة عمل بلا تدفّق تقريباً، ولا تترك شيئاً للعقدة الجافّة. اختر ارتفاعاً أقصى بمقدار 1.5 ضعف ارتفاع عملك على الأقلّ، أي 65 m أو أكثر هنا.

إن 4DSC6-101-110-1100 هي الملائمة الطبيعية: 1,100 W، 110 V، تدفّق أقصى 6 m3/h وارتفاع أقصى 101 m. عند 43 m ارتفاع تعطي براحة أكثر من 2.2 m3/h التي تحتاجها، ويتبقّى لديها 58 m ارتفاع في الاحتياط لليوم الذي ينخفض فيه المنسوب. مروحة دافعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، وهو القرار الصحيح لمياه الأنديز الجوفية التي تحمل غالباً طمياً جليدياً ناعماً.

الخطوة 5 - المصفوفة والسلسلة. 1.3 x 1,100 W = 1,430 W، فثلاثة ألواح بقدرة 550 W بإجمالي 1,650 W. ثلاثة على التوالي تعطي VOC اسمي 148 V ونحو 164 V في صباح 10- C، داخل حدّ 220 V لوحدة تحكم 110 V. Vmp الاسمي للسلسلة نحو 126 V، داخل نافذة MPPT للمتحكّم. أربعة ألواح على التوالي ستصل إلى 219 V وغير مقبولة. إن احتجت لوحاً رابعاً، أضفه كسلسلة ثانية على التوازي.

الخطوة 6 - التخزين. خزّان منزلي 5 m3 عند المنزل يغطّي يومين من الطلب المنزلي والحيواني، وخزّان مبطّن منفصل 60 m3 يأخذ جرعة الريّ الأسبوعية كي لا تضطرّ المضخة للعمل أصعب من 2.2 m3/h. هذا هو المكان الوحيد الذي يكون فيه الارتفاع العالي أسهل فعلاً من المناطق الاستوائية: لا توجد مشكلة سحب موسم الأمطار للتصميم حولها، فقط زاوية شمس يونيو، والماء الذي تخزّنه لا يتبخّر بسرعة ما يتبخّر به في الساحل.

سلّم طرازات حقيقي للمواقع عالية الارتفاع

كلّ طراز أدناه من كتالوجنا الحالي، وكلّ واحد منتج حقيقي بتصنيف منشور. القوس في المنتصف هو ما يجب قراءته: إنه الارتفاع الأقصى، ولا يجب أن يكون ارتفاع عملك أكثر من نحو ثلثيْه.

نمط التشكيلة متّسق: 2DPC و3DPC و4DPC للآبار الصغيرة والماء النظيف، و3DSC و4DSC حيث يحمل الماء طمياً أو تحتاج ارتفاعاً أكثر من حفرة قطرها 4 إنش، و3DSS مضخات لولبية للمجموعة الصعبة من حجم يومي صغير جداً ومنسوب ماء عميق جداً، وDQD لأيّ شيء يكون فيه الماء مفتوحاً وضحلاً، وعائلة 4/6DSC بلاحقة A/D عندما يكون الزبون قرية لا أسرة. طرازات A/D أكثر أهمية على الهضبة من معظم الأسواق، لأن كثيراً من مجتمعات المرتفعات لديها اتصال متقطّع بالشبكة يمكن استخدامه في المساء بينما تقوم الألواح بالعمل النهاري، دون شراء بطارية. اقتصاديات هذا الخيار موجودة في مضخة شمسية بلا بطارية.

تعميمات تستحقّ الإبقاء: مروحة دافعة منخفضة الارتفاع مناسبة لـ DQD في خزّان وخاطئة لبئر 100 m، وإن كان ماؤك طمياً جليدياً لا رملاً نظيفاً، انتقل إلى مروحة دافعة من الفولاذ المقاوم للصدأ وابقَ هناك.

الأخطاء الخمسة التي تنهي مشاريع المرتفعات

بالترتيب الذي أراها به فعلاً:

1. تركيب مضخة سطحية أو ذاتية التحضير فوق الماء. هذه هي المشكلة الأولى وهي قابلة للتفادي تماماً. ارتفاع شفط 7 m في الكتالوج هو واقع 2 m على 4,000 m. ضع المضخة في الماء، أو انقلها إلى ما يبعد متراً عن السطح.
2. تحديد حجم المصفوفة على المتوسط السنوي، أو على متوسط الهضبة. يتراوح أسوأ شهر من 4.42 إلى 5.54 بحسب أيّ جانب من الأنديز تقف عليه، ويصل التذبذب داخل موقع واحد إلى 40 percent. صمّم على أسوأ شهر لك، عند إحداثياتك أنت.
3. الافتراض أن الارتفاع العالي يعني شمساً قوية. تحصل سيرو دي باسكو على 4,380 m على 25 percent أقل من الشمس السنوية من أريكيبا على 2,335 m. موقعان على نفس الارتفاع قد يختلفان بثلث. السحب تقرّر، لا الارتفاع.
4. عدّ السلسلة المتتالية عند حرارة الغرفة. فجر 10- C يضيف نحو 10 percent إلى جهد VOC لسلسلتك. أربعة ألواح بقدرة 550 W على وحدة تحكم 220 V هي 219 V، وهو فشل بهامش فولط واحد. ثلاثة هي السقف على وحدة تحكم 110 V، واثنان على وحدة تحكم 48 V.
5. تجاهل منسوب الماء الهابط والتجمّد. فقدت جليديات الأنديز أكثر من خُمس كتلتها في 35 عاماً وموسم الجفاف يطول. اشترِ هامش ارتفاع، واترك أنبوب رفع كافياً لإسقاط المضخة 10 m أخرى، وادفن الخطّ السطحي أو صرفه، واضبط المضخة على الأقل 1.5 m تحت أدنى منسوب ماء كي لا تجلس في الجليد في يوليو.

كلّ شيء آخر، حساب الارتفاع، وعدد الألواح، ونافذة الجهد، وحجم الكابل، وحجم الخزان، هندسة عادية، وهي كلّها في هذه المقالة وفي المقالات الموصولة منها.

تخطّط لمضخة شمسية في بيرو أو بوليفيا أو تشيلي أو شمال الأرجنتين؟ أدخِل منسوب مائك الساكن، وهبوط منسوب الماء، وارتفاع الرفع، ومسار الأنبوب في أداة تحديد الحجم لرؤية إجمالي ارتفاعك الحقيقي، أو راسلني على واتساب مع ارتفاعك، ومنسوب مائك الساكن، وهبوط منسوب الماء، وارتفاع الرفع، ومسار الأنبوب، وحجمك اليومي، وسأعود إليك بالطراز، وسلسلة الألواح، وحجم الخزان مُحدّدة لأسوأ شهر لك.

قراءة ذات صلة: كيف تحسب إجمالي ارتفاع المضخة لحساب الارتفاع، وكيف تقرأ منحنى المضخة لسبب أن مضخة 45 m ليست مضخة 45 m، ومخطط توصيل وحدة تحكم المضخة الشمسية لتخطيط السلسلة والكابل، ومضخة شمسية لإمداد قرية بالماء إن كان مشروعك مجتمعاً لا مزرعة واحدة.