TP #20: 02/85

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                         TP #20: 02/85
 
LA COMPRÉHENSION                         
                       POMPES À EAU SOLAIRES
 
                              par
                           C. J. SWET
 
                      Critiques Techniques:
                         PAUL E. DORVEL
                         John D. Furber
                         Daniel Ingold
 
                         Published par:
 
                             VITA
               1600 Wilson Boulevard, Suite 500,
                 Arlington, Virginia 22209 USA
            TEL:   703/276-1800 * Télécopie:   703/243-1865
                  Internet:  pr - info@vita.org
 
ISBN #0-86619-220-4
 
 
                       PREFACE
 
Ce papier est une d'une série publiée par les Volontaires dans Technique
Assistance fournir une introduction à état actuel de la technique spécifique
technologies d'intérêt à gens au pays en voie de développement.
Les papiers sont projetés d'être utilisé comme directives pour aider
les gens choisissent des technologies qui sont convenable à leurs situations.
Ils ne sont pas projetés de fournir construction ou mise en oeuvre
à Gens details.  sont conseillés vivement de contacter VITA ou une semblable organisation
pour renseignements complémentaires et assistance technique si ils
découverte qu'une technologie particulière paraît satisfaire leurs besoins.
 
Les papiers dans les séries ont été écrits, examinés, et illustrés
presque tout à fait par VITA Volunteer experts techniques sur un purement
basis.  volontaire que Quelques 500 volontaires ont été impliqués dans la production
des 100 titres premiers publiés, en contribuant approximativement
5,000 heures de leur time.  le personnel VITA a inclus Maria Giannuzzi
et Leslie Gottschalk comme éditeurs, Julie Berman qui manie la composition
et disposition, et Margaret Crouch comme directeur du projet.
 
C.J. Swet, l'auteur de ce papier, a une origine dans construire,
et est consultant dans les technologies douces " solaires et autres ",
avec accentuation spéciale sur le stockage d'énergie.   Il a 20 années
éprouvez en campagne d'énergie solaire, et a consulté sur
l'énergie solaire et l'autre technologie appropriée projette dans développer
countries.  Il a publié plusieurs papiers sur énergie solaire
et autre énergie sujets apparentés. Les Critiques   Paul E. Dorvel, John,
D. Furber, et Daniel Ingold sont aussi des en campagne des experts de
energy.  solaire Paul E. Dorvel est Directeur Associé actuellement
Construisez dans le Pouvoir Division Systems de l'International
Company.  de l'ingénieur Il a plus de sept années éprouver en Afrique
faisant étude de marché et ingénieur de maintenance pour micropump solaire
l'irrigation systems.  John D. Furber est Président d'Agréable
Corporation du Logiciel de la vallée et Lumière des étoiles Technology.  D'énergie Il
fréquemment conférences et consulte sur les technologies d'énergie solaires outre-mer.
Daniel Ingold est un biophysicist en formant et un
les recherches construisent à Corporation de la Technologie Appropriée.
 
VITA est soldat, organisation sans but lucratif qui supporte des gens,
travailler sur les problèmes techniques au pays en voie de développement.   offres VITA
l'information et assistance ont visé aider des individus et
les groupes sélectionner et rendre effectif des technologies approprient à leur
situations.  VITA maintient un Service de l'Enquête international, un
le centre de la documentation spécialisé, et un tableau de service informatisé de
le volontaire consultants techniques; dirige des projets de champ à long terme;
et publie une variété de manuels technique et papiers.
Pour plus d'information au sujet de VITA entretenit dans général, ou le
la technologie a présenté dans ce papier, contact VITA à 1815 Au nord
La Rue Lynn, Suite 200, Arlington, Virginia 22209 USA.
 
              UNDERSTANDING POMPES À EAU SOLAIRES
 
                Par VITA Volontaire C.J. Swet
 
L'INTRODUCTION I. 
 
Ce papier examine systems de la pompe à eau qui utilise radiation solaire
comme une source directe d'énergie.   que Nous semblons à peu important à l'origine
candidatures rurales dans le Troisième Monde où la possibilité
les avantages sont plus grands et l'économie près - terme paraît plus plus
favorable.  Deux approches techniques génériques pour l'eau solaire
pomper systems sera examiné:   (1) thermodynamique (dans qui
l'énergie radiante est convertie pour chauffer en premier); et (2) photovoltaïque
(dans qu'il est converti à électricité en premier).   Depuis
la technologie photovoltaïque est plus mûre, il est utilisé pour économique
comparaisons avec autres méthodes de pomper de l'eau.   Notre traitement
de ce sujet complexe est nécessairement superficiel; le but est à
fournissez la perspicacité suffisante à futurs utilisateurs pour déterminer
si la pompe à eau solaire est une option plausible pour leur
la situation spécifique, et fournir un guide pour enquête supplémentaire. (*)
 
L'HISTOIRE
 
L'histoire de technologie de la pompe à eau solaire thermodynamique va
en arrière presque quatre cents années, quand deCaux du Solomon en France
eau élevée pour une fontaine par l'expansion d'air solaire chauffé.
Par le commencement de ce siècle, beaucoup du rivaliser actuellement
les concepts du dessin avaient déjà été explorés, et plusieurs qui promettent
les tentatives à commercialisation étaient en route quand l'activité s'est affaissée
dû à la venue du moteur à combustion interne et
bon marché fuels.  commercial que Beaucoup de ce développement avait été visé
à candidatures relativement à grande échelle.   Ce n'était pas jusqu'à le
réapparition d'intérêt dans énergie solaire causée par les 1973-1974
embargo de l'huile que la plus grande attention a commencé à être dirigé à peu important
candidatures rurales au pays en voie de développement.
 
(*) D'intérêt particulier au lecteur sérieux dans ce champ est
le le travail définitif et complet fait dans conjonction
avec le Développement des Nations unies Banque Programme/World Peu important
Irrigation propulsée solaire qui Pompe Systems Project par Monsieur
William Halcrow & Partenaires et le Développement de la Technologie Intermédiaire
Groupez, Ltd.  La référence la plus importante pour le futur
l'utilisateur de la pompe solaire est Catalogue sur pompe à eau Solaire (voyez
la bibliographie).
 
Par contraste, le développement de pompes à eau photovoltaïques a
les candidatures rurales peu importantes lourdement accentuées depuis le
1960s.  Pendant que les deux de ces approches techniques continuent à
mûrissez, non plus peut être jugé fondamentalement supérieur toujours.   La plupart de
cependant, les efforts récents ont concentré sur photovoltaïque
systems et une majorité d'expérience du fonctionnement du champ de la pompe solaire
a été avec les installations photovoltaïques.
 
BESOINS SERVIS PAR LA TECHNOLOGIE
 
Les pompes à eau solaires peuvent être utilisées pour irrigation, eau de communauté,
fournissez, bétail arroser, et dans les plusieurs processus industriels.
En principe ils peuvent être utilisés pratiquement n'importe où, mais le plus plus
les besoins irrésistibles et occasions sont trouvées dans le combustible - pauvre mais
régions rurales soleil - riches du Troisième Monde.   que les pompes Solaires peuvent être aussi
presque tout dimension, mais la plupart des petites fermes, villages, et troupeaux animaux
au pays en voie de développement exigez puissance de sortie hydraulique de moins
qu'un kilowatt.  Beaucoup de ces utilisateurs potentiels est loin d'aussi
une grille électrique à économiquement robinet qui source d'énergie, et
moteur pompe entraînée par réacteur a tendance à être prohibitevely cher aussi
comme peu fiable dû au haut coût de combustible acheté et insuffisant
entretien et capacités de la réparation.
 
Les pays en voie de développement exigent moins cher de plus en plus et plus
méthodes fiables de pomper de l'eau qui ne compte pas sur annonce publicitaire
supplies.  d'énergie la pompe à eau Solaire est une de plusieurs potentiellement
les alternatives satisfaisantes qui aussi incluent vent arrosent,
biomasse, animal, et pouvoir humain.
 
Le plus grand usage d'irrigation est exigé d'augmenter le rendement clairement
d'exister la terre cultivée et autoriser la culture de pour l'instant
land.  Nearly marginal ou inutilisable tout ce supplémentaire
l'irrigation doit utiliser de l'eau pompée, depuis la plupart du
les sources disponibles d'eau gravité - nourrie sont déjà exploitées complètement.
Dans Troisièmes pays du Monde, la plupart a irrigué la terre est dans famille
intrigues de quatre hectares plus petit que, une grande proportion de ceux-ci,
être sous un hectare.  Cet entraînement peut être supposé étendre
aux terres pas cependant sous culture, depuis que les petites intrigues ont été
trouvez pour être plus productif que grandes unités rurales quant à
cédez par hectare bien que plus demandant quant à main-d'oeuvre
l'entrée.
 
La demande journalière pour l'eau de l'irrigation pompée varie dépendre largement
sur le temps, taillez, étape d'augmentation, région, méthode d'eau,
la distribution, et efficacité de la gestion de l'eau, avec maximum,
valeurs qui alignent d'approximativement 20 à 120 mètres cubes par hectare par
day.  Water les sources incluent de l'eau de terre d'ouvert (a creusé) puits ou
trous de forage qui sont de l'eau de la surface des rivières, les étangs, ou les canaux,
et typiquement à profondeurs de deux à 10 mètres sous terre niveau.
L'eau de l'irrigation est rarement extraite de profondeurs plus grand que 10
les mètres parce que la valeur de ses avantages est rarement haut assez à
justifiez le coût supplémentaire de puits plus profonds et pomper supplémentaires
energy.  être économiquement faisable pour les candidatures agricoles,
le coût d'eau délivré doit être plus petit que la valeur de
les avantages ont obtenu à travers usage de l'eau de l'irrigation, non plus,
à travers amélioré cède ou en permettant à plus de récoltes d'être grandi par
year.  En 1982 une norme globale pour le plafond du coût pour eau délivrée
au champ (pas à la récolte) était US$0.06 approximativement
par mètre cube, bien que clairement le chiffre réel dans un particulier
la situation dépendra du grand des récoltes, la candidature de champ,
l'efficacité, et prix de marché.   Si 60 pour cent des pompé
l'eau est utilisée par la récolte elle-même (une condition assez typique pour
le monde sillonne), le plafond du coût pour cette eau serait US$0.10
par mètre cube.
 
La plupart des villages au pays en voie de développement ont moins que de 1,500 habitants,
et dans beaucoup de ces villages le par personne eau
la consommation est plus petit que les 40 ou plus de litres par jour jugé loin
désirable d'un point de vue de la santé.   UNE raison commune pour ce bas
la consommation est que toute l'eau est tirée d'un seul bien,
résulter en les lignes, et dans les plus grands villages, le besoin de porter
l'eau distances considérables.   Bien que le multiple ait dispersé des puits
allégez ces problèmes, les sources polluées deviennent plus difficiles
à avoid.  Ground l'eau est extraite de profondeurs habituellement
de 30 mètres ou plus parce que sa valeur pour consommation humaine est
beaucoup de plus grand que que pour irrigation; vendeurs de l'eau dans développer
les pays commandent souvent un prix équivalent à plus que
US$3.00 par mètre cube pour 10 à 30 litres par jour.   Pour ceci
la candidature, la faisabilité économique de pompe à eau solaire est
beaucoup moins d'un facteur que sa place compétitive relatif à
autres méthodes de pomper mécanisé.
 
Pour bétail arrosage dans les régions éloignées, quotidiennement demandez par tête
varie selon espèce et type de fourrage largement; approximativement 40
les litres sont assez représentant pour bétail de la laiterie.   Dans récent
années beaucoup de pompes du trou de forage moteur - commandées ont été installées pour
ce but, pomper de profondeurs aussi bas que 30 mètres.   Donc, un
le troupeau de bétail et un village de la même population peut avoir
les pompant puissances requises comparables.   However, pour cette candidature,
c'est souvent désirable d'avoir le multiple dispersé des pompes dans
ordonnez de minimiser overgrazing approchez chaque abreuvoir.   Ceux-ci
les considérations accentuent le besoin pour pompes qui peuvent opérer sérieusement
quand sans surveillance pour longues périodes de temps, et ce ne faites pas
exigez des magasins du combustible solides à chaque abreuvoir.
 
LES PRINCIPES OPÉRATIONNELS II. 
 
Bien que pompe à eau solaire thermodynamique et photovoltaïque
les systems sont semblables dans cela que les deux sont propulsés conceptuellement
directement par radiation solaire, leurs principes opérationnels sont complètement
different.  La discussion suivante met en valeur le distinctif
traits de ces systems. (*)
 
SYSTEMS THERMODYNAMIQUE
 
Les systems tout thermodynamiques utilisent un collecteur solaire pour convertir solaire
radiation pour chauffer et un moteur de la chaleur pour convertir la chaleur à mécanique
pouvoir pour pumping.  Dans les moteurs de la chaleur un fluide ou le gaz absorbe
chauffez à une température supérieure qui le cause d'étendre; il
alors contrats sur déménagement de la chaleur à une température inférieure.
Cette expansion et la contraction est harnachée pour déplacer un échanger
piston dans un cylindre, ou il peut étendre contre une turbine
la roue.
 
Représentez 1 illustre les courants d'énergie de base, en montrant qualitativement

31p05.gif (600x600)


la température nécessaire différentiel à travers le moteur de la chaleur
et les pertes inévitables ont associé avec chaque étape du
process.  Des deux températures indiquées, l'inférieur ne peut pas
soyez inférieur que cela de l'eau pompée à qui l'inutilisable
la chaleur dégradée est repoussée typiquement, pendant que le supérieur est
en grande partie contrôlé par le type de collecteur.   Increasing le
la température supérieure (dans limites pratiques) augmentations le total
l'efficacité du system et réduit la dimension du collecteur exigée, mais
habituellement au coût de plus grande complexité ou plus cher
materials.  Cela a caractérisé la boîte de l'approche conceptuelle largement
ayez beaucoup d'incarnations différentes, avec les plusieurs types et les combinaisons,
de collecteurs, fluides actifs, le moteur de la chaleur fait du vélo, moteurs,
et pompes, comme discuté dans Section III.
 
SYSTEMS PHOTOVOLTAÏQUE
 
Ces systems exploitent l'effet photovoltaïque pour convertir solaire
radiation à électricité du courant continu qui propulse un à moteur
pump.  dans qu'UNE disposition du system photovoltaïque de base est montrée
Représentez 2.  conversion Photovoltaïque se produit quand chutes légères sur un

31p06.gif (600x600)


amincissez, la matière plate a appelé une cellule solaire.   Un côté de la cellule
devient électriquement positif, et l'autre électriquement plaque négative.
C'est un effet transistorisé, électronique.   Like un transistor,
la cellule solaire n'a pas de pièces mobiles excepter des électrons.
 
(*) Les explications détaillées de ces principes opérationnels peuvent être trouvées
dans les publications inscrites dans la bibliographie.
Aussi long que chutes de la lumière sur la cellule, les électrons coulent comme un
courant électrique à travers un circuit externe qui contient le
motor.  les cellules solaires Individuelles sont connectées des ficelles à en série
obtenez le voltage de la production désiré. Les   Série ficelles peuvent être connectées
dans parallèle obtenir le courant de la production désiré d'un
module.  Plusieurs modules sont interconnectés alors et sont montés.
Courant de la production de la collection photovoltaïque et pouvoir--au voltage de l'ampleur
est constant--variez avec irradiance solaire linéairement. L'Efficacité  
et baisse de la puissance de sortie avec température cellulaire croissante sur le
ordre de 0.5 pour cent par [degrés] C au-dessus de 28 [degrés] C.
 
Représentez 3 spectacles les données de rendement des composants

31p08.gif (600x600)


d'un pompant system photovoltaïque typique, illustrer l'importance
d'égaler adéquat de la source de l'electical et l'hydraulique
chargez sur une gamme de conditions d'exploitation.   Quelque facultatif
composants et configurations de ces systems sont discutées dans
Coupez III.
 
 
III.  DESIGN VARIATIONS
 
SYSTEMS THERMODYNAMIQUE
 
La plupart du systems peu important qui a été développé l'au-delà
l'usage de l'étape du prototype cycles Rankine semblable à celui montré
schématiquement dans Chiffre 4, avec les fluides actifs organiques tel que

31p09.gif (600x600)


Freon 11 et moteurs à mouvement alternatif à faible débit qui directement conduisent
le piston pumps.  Beaucoup de régions du développement sont familières avec Rankine
systems à cause d'expérience avec les machines à vapeur.   fonctionnement Organique
les fluides peuvent produire la chaleur supérieure efficacités de la conversion à - travail
que la vapeur à températures jusqu'à leur stabilité limite de
approximativement 150 [degrés] C, mais le soin extrême doit être pris pour assurer zéro fuite
depuis que les petites quantités mêmes rendent incapable le system et recharger
est difficile dans le field.  qu'UN moteur à mouvement alternatif est virtuellement
le seul choice,  depuis que les turbines et extenseurs rotatifs sont
excessivement cher dans les petites dimensions d'intérêt.   Slow-speed
échanger (piston) les pompes ont tendance à être plus effectif que
pompes centrifuges ultra-rapides conventionnelles à têtes plus grand que
approximativement 10 mètres, bien que pompes centrifuges de l'étape seules (lequel
est facile de faire) est bien conveni pour irrigation de très basse tête.
 
Les system ont représenté dans Chiffre 4 qui a été conçu par un finnois
la compagnie, a un enrichissement de les minerais du dépression - type collecteur solaire qui
suit le soleil en tournant au sujet d'un axe de sud nord horizontal.
Le soleil suivre est automatique, propulsé par le poids inégal de,
Freon solaire chauffé et contrôlé par une ombre du soleil montée sur le
le collecteur, mais l'orientation doit être réinitialisée chaque jour manuellement.
Le collecteur a une 12 ouverture du mètre carré, en occupe 16.5
mètres carrés d'espace moulu, et pèse 170 kilograms.  Tout de
les autres composants de terre précitée occupent un 0.4 volume du mètre cube
et pèse approximativement 50 kilogrammes. L'Aluminium   est utilisé pour largement
réduction du poids et résistance à la corrosion.   À un Freon
température de 107 [degrés] C le canal distributeur rapporté est approximativement deux
litres par seconde (40 mètres cubes approximativement équivalents à par jour
si la pompe opère huit heures) contre une pompant tête totale de
14 meters.  Le taux rapporté est presque cinq litres par seconde
(100 mètres cubes par jour) contre une tête de trois mètres.   Le
l'emplacement de la pompe au-dessus de - terre limite l'usage de ce system à
puits peu profonds ou sources de l'eau de la surface qui impliquent la succion soulèvent non
plus grand qu'approximativement huit mètres.
 
Un quelque peu le semblable system d'Allemagne de l'Ouest a approximativement 40 carré
mètres de collecteurs de la plaque plats stationnaires qui peuvent chauffer le
Freon 11 fluide du fonctionnement à approximativement 90 [degrés] C.   que Sa pompe peut être localisée
au-dessous niveau et est adaptable aux puits jusqu'à 60 mètres profondément.
Le tester préliminaire en Inde indique un canal distributeur de 40
mètres cubes par jour contre total qui pompe des têtes de 15 à 20
meters.  La pompe est classée selon la grosseur pour autoriser la plus grande production quand plus grand
les collecteurs sont utilisés.
 
L'eau (vapeur) a des avantages importants comme un cycle Rankine
fluid.  actif Il peut être utilisé à températures supérieures qu'est
possible avec les fluides organiques, accomplir des efficacités supérieures.
Aussi, les conséquences de fuite sont moins sévères loin.   Un Indien
l'entreprise a développé un uniflow de 2 kilowatts vapeur à mouvement alternatif
moteur propulsé par un collecteur de la dépression du réflecteur de la bande du verre.
Cependant, les températures supérieures exigent plus grand optique et traquant
précision qui augmente la région du collecteur du coût unitaire et
a tendance à compenser la fragmentation mécanique fait possible par amélioré
efficiency.  La compétitivité économique de haute température
Rankine font du vélo des pompes solaires est encore un sous lutte.
 
Stirling font du vélo les moteurs de la chaleur offrent le plus prometteur peut-être
moyens d'exploiter les surchauffages mêmes (plus de 500 [degrés] C) cela
peut être obtenu avec les collecteurs de la convergence du point, tel que parabolique
critiquez reflectors.  Sunpower Inc. aux États-Unis a développé
un piston libre moteur Stirling avec une pompe du diaphram intégrante,
utilisant hélium comme le fluide actif.   Dans épreuves par le fabricant
avec une entrée thermique solaire simulée de 1 kilowatt (correspondre
à la production d'un plat approximativement 1.4 mètres dans diamètre),
le moteur Stirling a délivré 2 litres par seconde à 560 [degrés] C
contre une tête de quatre mètres.   À sa présente étape de développement,
cependant, il est endommagé facilement, et les résultats de l'épreuve ont été
disappointing.  Une autre Stirling moteur pompe prometteuse est le
Fluidyne " system du piston liquide qui est développé par un autre indien
la compagnie, mais aucune version solaire n'a été démontrée toujours.
 
 
Beaucoup d'autre qui intrigue techniquement et systems potentiellement utile
a été ou est développé, en incluant:
 
     1.   plus petit systems Rankine organique;
     2.   très petit (approximativement 25 watts) vapeur systems Rankine;
 
     3.   une vapeur organique pompe à piston liquide;
 
     4.   un air chauffé pompe à piston liquide;
 
     5.   une basculant pompe du moteur de la poutre à bascule fluide; et
 
     6.   que les plusieurs systems de l'état solide ont basé sur " les métaux de la mémoire,"
Les polymères         , et l'expansion différentielle de bimétal
         démonte.
 
Quelques-uns de ces systems sont devenus commercialement disponibles, mais il
doit être accentué qu'aucun d'eux (ou des autres concepts
décrit au-dessus) est su pour avoir subi avec succès le
tester étendu sous conditions de champ qui caractérisent un
le produit mûr.
 
Capacité de fabriquer et réparation que la telle technologie dépend souvent
sur le region.  Le plusieurs systems qui est développé dans pour l'instant
L'Inde serait fabriquée vraisemblablement là, et un Indien
affiliez de l'Allemand de l'ouest la compagnie évalue la possibilité
de produire tout ou partie du system allemand localement.   Ce
ne signifiez pas, pourtant, que ces systems de dessin indien pourraient
ou serait fabriqué dans le Troisième Monde ailleurs.   Supporter
cadres, échangeurs de chaleur conventionnels, et quelques types de
les collecteurs pourraient être faits et pourraient être réparés dans beaucoup de pays en voie de développement,
mais moteurs à mouvement alternatif et pompes à piston de haute efficacité
demandez des tolérances proches qui ne peuvent pas être réalisables aisément
avec compétences disponibles et matériel.
 
SYSTEMS PHOTOVOLTAÏQUE
 
Plusieurs types et dimensions de systems photovoltaïque sont disponibles
commercialement, dans plusieurs étapes de développement du produit qui multiplication logique
la gamme de pomper des besoins a esquissé dans Section je.   Le considérable
concevez les variations de ces systems sont moins et plus facilement
présenté que ce du relativement immature thermodynamique
approach.  sur que Ces variations centrent principalement:
 
     1.   le choix de matière de la cellule solaire;
 
     2.   le choix entre stationnaire et soleil - suivant solaire
         range;
 
     3.   le choix entre planaire et concentrer solaire
         range;
 
     4.  le type de moteur électrique;
 
     5.   le type de pompe; et
 
     6.   la méthode d'assortiment du source/load.
 
Les systems tout commercialement disponibles utilisent silicium cristallin solaire
les cellules, de non plus le monocristal ou polycrystal type.  Other
les types de cellules solaires qui peuvent être moins chères sont sous
development.  Ceux-ci utilisent des couches minces de matières du semi-conducteur,
tel que silicium amorphe ou jaune de cadmium.   Currently disponible
les collections solaires produisent 100 watts par mètre carré sous en gros le
la plupart du conditions.  favorable que les pompant besoins Spécifiques n'influencent pas
le choix parmi ces dessins en concurrence.
 
Dans la plupart du systems les collections solaires ont une orientation fixe; ils
est incliné vers l'équateur à un angle qui maximise en permanence
collection d'énergie pendant la saison de demande maximale (ou
pour l'année si la demande est assez constante).   C'est le plus simple
et la plupart de la configuration accessible, mais pas nécessairement le moins cher
quant à coût unitaire d'eau délivrée.   À
légèrement plus grand coût primitif et complexité, l'orientation peut
que soit ajusté plusieurs fois pendant le jour manuellement, en augmentant de cette façon
la production journalière par jusqu'à 30 pour cent.   que Cela a tendance à être
la main-d'oeuvre du manuel à la condition que rentable est disponible et est
bon marché pour irrigation très saisonnière applications.  Si le
le system est utilisé sur la plupart de l'année, une poursuite complètement automatique,
l'appareil peut être justified.  Bien que les tels systems n'aient pas cependant
précision suffisante démontrée sous conditions de champ, quelques-uns
expérience du fonctionnement du champ récente avec Freon gravité - commandé
les traqueurs en pompant systems ont encouragé. (*)
 
Aussi long que les cellules solaires restent l'article du coût dominant il y a un
motivation réduire la région exigée à travers soleil suivre pas seul
mais aussi à travers concentrer l'intercepté solaire
radiation.  La baisse du coût dû à réduction de région cellulaire supplémentaire
a tendance à être compensé par le coût ajouté de concentrer des optiques et
le besoin pour refroidir des cellules et poursuite plus précise mieux.
Si les prix cellulaires solaires diminuent comme prédit, la motivation
devenez beaucoup moins irrésistible.
 
Les moteurs du courant continu de l'aimant permanent sont les utilisé le plus communément
pompez des conducteurs pour systems peu important. Les   courant alternatif moteurs
coûtez moins mais est beaucoup moins effectif dans les dimensions d'intérêt.
Les vérins linéaires ont été utilisés pour conduire des pompes à piston, mais le
le concept exige plus de développement considérablement.   Beaucoup du
les moteurs du courant continu dans usage du courant sont du conventionnel
type de la brosse qui est effectif mais a conveni pour submergé pauvrement
opération et remplacement de la brosse des besoins après chaque peu de mille
 
(*) Voyez Dankoff par exemple, W., " Pomper de l'Eau, "   Âge Solaire, février,
1984, pp. 29-35.
 
heures d'use.  courant continu du brushless Électroniquement - Commutated
les moteurs trouvent la faveur parce qu'ils exigent moins d'entretien
et est adapté à opération submergée plus aisément, bien que
ils sont légèrement moins effectifs.
 
Les pompes centrifuges unitaires sont fréquemment utilisées quand le total
pomper la tête est des 10 mètres plus petit que, et est l'un ou l'autre auto - amorçant
ou (si l'ascenseur de la succion est trop grand) submergé.   Avec les puits ouverts
ou les sources de l'eau de la surface, ces pompes et les moteurs peuvent flotter,
minimiser l'ascenseur de la succion de cette façon.   Pour les têtes supérieures, non plus,
le déplacement centrifuge ou positif à plusieurs étapes (piston ou progressif
la cavité) les types sont très effectifs.   Si la pompe est précitée
fondez ou flotter, il est associé au moteur habituellement attentivement;
si submergé, la pompe peut ou être associée attentivement à un submersible
le moteur ou conduit par un puits vertical.   déplacement Positif
les pompes sont submergées sauf dans cas où l'ascenseur est ordinairement
petit mais la pompant tête totale est haute.
 
Les pompes centrifuges unitaires peuvent être faites avec tête capacité
les caractéristiques qui assez attentivement la collection solaire voltage courant
les caractéristiques, afin que la collection puisse opérer à près - sommet
efficacité sur une grande gamme de conditions d'exploitation.   Ce
égaler ne peut pas avoir lieu avec à plusieurs étapes centrifuge ou positif
le déplacement pumps.  Pour systems qui n'est pas fondamentalement
compatible à cet égard, c'est possible d'installer un électronique
appareil de l'adaptation d'impédance entre la collection et le moteur
cela optimisera la charge sur la collection automatiquement.   Ceux-ci
appareils, traqueurs de la prise de courant maximaux appelés ou pouvoir du maximum
les contrôleurs (MPCs), augmentera le quotidien a pompé production et volonté
autorisez pomper pour commencer sous bas irradiance du moring.   pouvoir Maximal
les contrôleurs ajoutent à la complexité et coût d'un system, de plus,
à créer une cinq puissance consommé pour cent approximative sur le
les Indications array.  sont ces MPCs sont très rentables dans
systems sur approximativement capacité maximum d'un kilowatt.   En dessous ce niveau,
ce peut être plus rentable de substituer la capacité de la collection supplémentaire
pour un MPC.
 
La production locale de presque tous composants excepte les cellules solaires
paraît possible dans beaucoup de pays en voie de développement. (*) l'Inde et le Brésil
a commencé la fabrication cellulaire et quelques autres pays considèrent
l'assemblée de modules de cellules importées.   Depuis solaire
la technologie cellulaire avance si rapidement, et choix cruciaux
parmi le candidat les matières semiconducteur ont pour être fait toujours,
 
(*) Pour une discussion profonde de la possibilité pour production locale,
voyez Peu important Solaire a Propulsé Pomper Systems:   La Technologie
Son Économie et Avancement, par William Halcrow et
Les partenaires, et Pouvoir de la Technologie Intermédiaire, Ltd., et son supporter
documents à propos de fabrication de pompes à eau solaires dans
les pays moins développés (juin 1983).
 
ce peut être prudent pour la plupart du Troisième Monde attendre le
apparition d'approches du dessin clairement supérieures avant d'investir
dans production facilities.  autre que cellules solaires, le plus plus
les articles douteux pour fabrication locale potentielle paraissent être
pompes à piston, à cause de leurs tolérances de l'usinage proches.
 
IV.  COMPARING LES ALTERNATIVES
 
Pour gagner l'acceptation répandue, les pompes à eau peu importantes ne pas
seulement délivrez de l'eau à un coût en dessous la valeur de cette eau; ils
devez faire aussi donc à un coût inférieur que méthodes alternatives de
pompant water.  plus proéminent parmi l'actuellement disponible
les alternatives sont diesel ou moteurs du kérosène, pouvoir du vent, animaux,
et humans.  UNE bonne base pour les comparer avec solaire est le
le volume du coût unitaire d'eau a délivré sous comme conditions
sur un même nombre d'années.   de que Cela prend en considérations du compte
acheter, financer, la distribution, installation et démarrage, alimentent,
opérer et main-d'oeuvre de l'entretien, réparations, et replacements.  Dans
Études du Programme du Développement des Nations unies, coûts comparatifs,
d'eau délivrée a été estimé pour irrigation, village,
le service de les eaux, et bétail qui arrose au Kenya, Bangladesh, et
Thaïlande (voyez la bibliographie).
 
Basé sur 1982 prix, quelques résultats typiques sont montrés dans Chiffres 5, 6, 7, et 8.

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Il y a beaucoup de qualifications à ces résultats,
trop nombreux et complexe pour exposition ici.   qu'Il doit être pointé
dehors, pourtant, que les dépens solaires sont basés sur photovoltaïque
systems dans que l'article du coût dominant est le module solaire à
son 1982 prix d'au sujet d'US$8 / watt maximum.   que le prix est possible à
devenez beaucoup inférieur dans quelques années, faire l'option solaire,
plus compétitif.  It devrait aussi être noté que le d'une manière attrayante
les bas dépens du pouvoir du vent sont basés sur les vélocités du vent de la moyenne moyennes
pour chaque pays; dans ces pays il y a des régions avec
wind.  totalement inadéquat Les dépens pour pouvoir de l'animal sont quelque peu
optimiste parce qu'ils n'incluent pas le coût de détourner
animaux d'autres activités, et le " bas cas " coûts diesel
est basé sur unrealistically valeurs optimistes pour combustible coûté et
consumption.  Avec ces points dans esprit il paraît assez effacement
que dans quelques années solaire sera assez compétitif dans le plus
régions ensoleillées qui ont peu de vent.
GLOSSAIRE                           DE TERMES
 
Aperature.  La région de la collection solaire.
 
Critiquez collector.  Un dans que la surface réflectrice est un paraboloid
         de révolution qui concentre radiation solaire directe
         sur un amortisseur à son point.  Usually focal pour
Températures          au-dessus de 250 [degrés] C, avec poursuite de deux axes.
 
Drawdown.  La distance le niveau d'eau dans un bien est temporairement
         a baissé en pompant.
 
La plaque plate collector.  Un solaire dans que l'ouverture est essentiellement
         identique à la région de la surface de l'amortisseur, le
         la surface absorbante est essentiellement planaire, et aucune concentration
         est employed.  Usually pour les températures en dessous 100 [degrés] C.
 
La production hydraulique power.  Le pouvoir donné par la pompe au
         arrosent, proportionnel au produit du débit et le
         additionnent pomper head.  Dans les watts, litres approximativement égaux à par
         appuient des mètres des temps chronomètre dix.
 
Irradiance (intensité de la radiation).   La densité de flux d'énergie dans le
         radiation solaire, habituellement exprimée dans les watts par mètre carré.
 
Head.  statique La distance verticale entre la source de l'eau
         nivellent à aucun courant et le point de décharge.
 
La succion lift.  La hauteur de que l'eau doit être soulevée le
         source niveau à la pompe.
 
Total qui pompe head.  La hauteur de refoulement pompage plus moins-value et pression du courant
Pertes           dans jouer.
 
La dépression collector.  Un avec un refléter parabolique cylindrique
         glacent que concentre radiation solaire directe sur un
L'amortisseur          (habituellement un tube) à son line.  Usually focal pour
Températures          de 100 [degrés] à 250 [degrés] C, traquer approximativement un axe.
 
System total efficiency.  La fraction de radiation solaire interceptée
          qui fait connaître pomper l'énergie à l'eau, c.-à-d., pompe
          puissance de sortie hydraulique aperture/irradiance unitaire.
 
                BIBLIOGRAPHY/SUGGESTED READING LISTE
 
Halcrow, William et Partenaires, et Pouvoir de la Technologie Intermédiaire,
      LTD.   Small-scale Solaire a Propulsé Pomper Systems:  La Technologie,
      Son Économie et Avancement (Développement des Nations unies
      Programme Projet GLO/80/003) .  Washington, D.C. Monde : 
La Banque      , juin 1983.  Disponible à travers la Banque du Monde, le long de
      avec les documents à l'appui suivants:
 
      1. Essais de valeur d'emploi   sur pompant systems photovoltaïque amélioré
      2.   évaluation Economique de pompes à eau solaires
      3. Possibilité   pour amélioration de pompant systems photovoltaïque
      4.   Review de pompant systems thermodynamique solaire
      5.   Manufacture de pompes à eau solaires au pays en voie de développement
 
Irrigation Propulsée Solaire peu importante qui Pompe Systems
      (Projet du Programme du Développement des Nations unies GLO/78/004,
      Phase je rapporte) .  Washington, D.C.,:   Monde Banque, juillet 1981.
      See aussi Irrigation Propulsée Solaire Peu importante qui Pompe System
      Révision Technique et Economique (septembre 1981), amplifier
      ce rapport.
 
Catalogue sur pompe à eau Solaire (Développement des Nations unies
      Programme Projet GLO/80/003) .  Washington, D.C.,:
La       Monde Banque, février 1984.  Ce catalogue directement adresses
      les questions concrètes et méthodes de sélectionner, évaluer,
      et spécifier un system de la pompe à eau solaire.
 
Kreider, J., et Kreith, F., eds.   Handbook.  New York D'énergie Solaire:
      McGraw Colline, 1981.  que Le lecteur est fait référence au suivre,
Les chapitres      :
 
      Chapitre 1 pour histoire de pompe à eau thermodynamique solaire
      Chapitre 7 pour non - enrichissement de les minerais collecteurs solaire thermiques
      Chapitre 8 pour les collecteurs de la concentration intermédiaires
      Chapitre 9 pour les hauts collecteurs de la concentration
      Chapitre 22 pour les moteurs de la chaleur propulsés solaires
      Chapitre 24 pour photovoltaics
 
McNelis, ed.  United  Royaume Section d'Énergie Solaire Internationale
La Société      . Débats   de Conférence sur Énergie Solaire pour Développer
Pays      , Volume sur Réfrigération et pompe à eau.
      Londres:   ISES, janvier 1982.
 
Le Programme du Développement des Nations unies; Banque du Monde; et Philippines
Ministère       de Débats Energy.  d'Ateliers en Pompant Solaire
      à Countries.  Washington En voie de développement, D.C.:   Monde Banque, juin,
      1981.
 
              LISTE PARTIELLE DE FOURNISSEURS ET FABRICANTS
                    OF POMPE À EAU SOLAIRE SYSTEMS
 
SYSTEMS THERMODYNAMIQUE (pas produits nécessairement mûrs):
 
Dornier                            Rankine organique plaque plate,
Postfach 1360                      env. production de 500 watts
7990 Friedrichshafen 1
RÉPUBLIQUE FÉDÉRALE D'ALLEMAGNE
 
Grinakers fluide                          qui bascule le moteur de la poutre,
c/o A. de Bière                     plaque plate, env. 200 watts,
P.O. Empaquetez-en 349
Rosslyn 0200
RÉPUBLIQUE D'AFRIQUE DU SUD
 
Grinakers fluide                          qui bascule le moteur de la poutre,
c/o Pelegano Village Industries    plaque plate, env. 200 watts,
P.O. Box  464
Gaborone
BOTSWANA
 
Wrede - Ky                           dépression Rankine organique
P.O. Empaquetez 42                        production de 300 watts env.
SF-02701 KAUNIANEN
FINLANDE
 
SYSTEMS PHOTOVOLTAÏQUE (commercialement disponible et assez mûr):
 
AEG--TELEFUNKEN UND RAUMFAHRTTECHNIK NEUE TECHNOLOGIEN
Industriestrasse 29
2000 Wedel, Holstein,
RÉPUBLIQUE FÉDÉRALE D'ALLEMAGNE
 
Aerimpianti S.p.A.
Par Bergano, 21
20135 Milano
ITALIE
 
ARCO Solar, Inc.
20554 Rue Plummer
Chatsworth, Californie 91311 USA
 
A.Y. McDonald Corp.
P.O. Empaquetez-en 508
Dubuque, Iowa 52001 USA
 
Baker - Monitor
133 entreprise St..
Evansville, Wisconsin 53536 USA
 
Briau
BP 43
37009 visites
FRANCE
 
Grundfos Pump Corp.
2555 Clovis Ave.
Clovis, Californie 93612 USA
 
 
Heliodinamica
Caixa Postal 8085
Sao Paulo 01000
BRÉSIL
 
Intersol Power
11901 Avenue du Cèdre ouest
Lakewood, Colorado 80228 USA
 
Les Frères du jacuzzi
11511 nouveau Benton Hwy.
Peu Balancez, Arkansas 72201 USA
 
Mobil Corp D'énergie Solaire.
16 hickory Dr.
Waltham, Massachusetts 02254 USA
 
Pompes Gitnard Etablissements
179, boulevard Saint Denis
92402 Courbevoie
FRANCE
 
Philippe GmbH, Unternehmensbereich Licht,
UND   ANLAGEN-ENERGIE-SYSTEME
Monckebergstrasse 7
2000 Hambourg 1
RÉPUBLIQUE FÉDÉRALE D'ALLEMAGNE
 
Solaire Électrique International
La Porte de 31 reine Anne
Londres, SW1H 9BU,
ANGLETERRE
 
L'Usage solaire Maintenant Inc.
Empaquetez-en 306
420 Tiffin St. de l'est.
Bascom Ohio USA
 
Solarex Corp.
1335 Piccard Dr.
Rockville, Maryland 20850 USA
 
Solavolt International
3646 E. Atlanta Ave.
Le phénix, Arizona 85040 USA
 
Solec International
12533 Avenue Chadron
Hawthorne, Californie 90250 USA
 
Corp tri - solaire.
10 DeAngelo Dr.
Bedford, Massachusetts 10730 USA
 
Virden Perma-Bilt
2821 Mays Ave.
Amarillo, Texas 79109 USA
 
L'Atelier Windlight
P.O. Empaquetez-en 6015
Santa Fe, Nouveau Mexique 87502 USA
 
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