De meeste residentiële putpompen gebruiken tussen 750 watt en 2.200 watt tijdens normaal bedrijf, met jetpompen voor ondiepe putten aan de onderkant en dompelpompen voor diepe putten voor woningen en kleine boerderijen aan de hogere kant. Een ondiepe putpomp van een kwart pk trekt doorgaans ongeveer 750 tot 1.000 watt, terwijl een dompelpomp met diepe put van één pk 1.500 tot 2.200 watt kan trekken, en grotere landbouw- of hoogproductiepompen met drie pk kunnen meer dan 3.000 watt verbruiken. Het kennen van dit wattagecijfer is de allerbelangrijkste stap voordat u een maat kiest waterpomp op zonne-energie systeem, omdat het onderdimensioneren van de zonnepanelen of accubank de meest voorkomende reden is dat off-grid pompsystemen er niet in slagen voldoende water te leveren.
Volgens het Amerikaanse ministerie van Energie is waterpompen een van de meest voorkomende en kosteneffectieve vroege toepassingen van kleinschalige zonne-energie op het platteland en buiten het elektriciteitsnet, omdat pompen een voorspelbare, kwantificeerbare belasting hebben waaraan zonnepanelen met redelijke precisie kunnen worden gekoppeld. In deze gids wordt precies uiteengezet hoeveel stroom verschillende bronpompen gebruiken, hoe u dat cijfer kunt omzetten in zonnepaneel- en batterijvereisten, en hoe u de maatfouten kunt vermijden die ervoor zorgen dat een put op bewolkte dagen droogloopt.
Wattage van de bronpomp per type en paardenkracht
Het wattage schaalt rechtstreeks met het aantal pk's en de pompdiepte, wat betekent dat een diepere put of een hogere stroombehoefte altijd meer elektrisch vermogen vereist. De onderstaande tabel geeft een overzicht van de typische lopende watts en start-watts voor gewone woon- en lichte landbouwputpompen, aangezien de start-watts, ook wel piek-watts genoemd, kortstondig twee tot drie keer zo hoog kunnen zijn als de lopende watts wanneer de motor voor het eerst wordt ingeschakeld.
| Pomptype | Paardenkracht | Lopende Watt | Watt starten |
|---|---|---|---|
| Ondiepe putjetpomp | 0,25 pk | 750 tot 900 watt | 1.800 tot 2.200 watt |
| Ondiepe putjetpomp | 0,5 pk | 1.000 tot 1.200 watt | 2.300 tot 2.800 watt |
| Diep goed onderdompelbaar | 0,5 pk | 1.000 tot 1.300 watt | 2.500 tot 3.000 watt |
| Diep goed onderdompelbaar | 1 pk | 1.500 tot 2.200 watt | 3.500 tot 4.500 watt |
| Diep goed onderdompelbaar | 1,5 pk | 2.200 tot 2.800 watt | 4.800 tot 6.000 watt |
| Agrarisch of hoge productie | 3 pk | 3.200 tot 4.000 watt | 7.000 tot 9.000 watt |
| DC-dompelpomp op zonne-energie | 0,5 tot 1 HP-equivalent | 200 tot 800 watt | Geen noemenswaardige stijging |
Typische bedrijfs- en startwattagebereiken voor gewone gelijkstroombronpompen voor woningen, landbouw en zonne-energie, gebaseerd op standaard motortypeplaatjes.
Let op de laatste rij van de bovenstaande tabel: speciaal gebouwd gelijkstroom zonnewaterpompen verbruiken aanzienlijk minder wattage en hebben weinig tot geen startpiek vergeleken met standaard wisselstroompompen. Daarom gebruiken veel off-grid-installaties DC-pompen die speciaal zijn ontworpen voor zonne-energie in plaats van een conventionele AC-bronpomp om te bouwen.
Waarom startende watts belangrijker zijn dan lopende watts voor de dimensionering van zonne-energie
Het start-wattcijfer, niet het lopende watt-cijfer, bepaalt de minimale omvormer- en batterijcapaciteit die nodig is voor een bronpomp op zonne-energie. Conventionele AC-inductiemotoren die in jetpompen en dompelpompen worden gebruikt, hebben een korte stroomstoot van twee tot drie keer hun bedrijfsvermogen nodig om de initiële weerstand van de motor en de pompwaaier te overwinnen. Als een omvormer voor zonne-energie alleen is afgestemd op het lopende wattage, zal de pompmotor niet starten, de overbelastingsbeveiliging van de omvormer activeren of herhaaldelijk afslaan, wat een van de meest voorkomende klachten is die wordt gerapporteerd in off-grid pompinstallatieforums en casestudy's over elektrificatie op het platteland.
Uit een analyse van het National Renewable Energy Laboratory van kleinschalige zonnepompsystemen in landelijke toepassingen bleek dat te kleine omvormers en controllers, in plaats van te kleine zonnepanelen, tot de belangrijkste oorzaken behoorden van vroege systeemstoringen in zonnepompinstallaties van de eerste generatie. Dit is de reden waarom professionele ontwerpers van zonnepompen consequent omvormers aanbevelen die geschikt zijn voor minimaal het startvermogen van de pomp, met een veiligheidsmarge van nog eens 20 procent.
Hoe u het dagelijkse energieverbruik in wattuur kunt berekenen
Het dagelijkse energieverbruik wordt berekend door het lopende wattage van de pomp te vermenigvuldigen met het aantal uren dat de pomp elke dag in bedrijf is, uitgedrukt in wattuur. Dit cijfer, en niet alleen het momentane wattage, bepaalt hoeveel zonnepanelen en hoeveel batterijopslag een systeem daadwerkelijk nodig heeft.
- Identificeer het bedrijfsvermogen van de pomp aan de hand van het typeplaatje of de referentietabel hierboven
- Schat de dagelijkse pomplooptijd in uren, meestal berekend op basis van het waterverbruik van huishoudens gedeeld door het pompdebiet
- Vermenigvuldig het lopende watt met de dagelijkse looptijd om het dagelijkse wattuur te krijgen
- Verdeel de dagelijkse wattuur door de verwachte piekzonuren voor de installatielocatie om het benodigde wattage van de zonnepanelen te schatten
- Voeg een systeemverliesmarge van 20 tot 30 procent toe om rekening te houden met inefficiënties van de omvormer, bedrading en batterij
Een dompelpomp van 1.500 watt die 2 uur per dag draait, verbruikt bijvoorbeeld dagelijks 3.000 wattuur. Op een locatie met 5 piekzonuren levert het delen van 3.000 wattuur door 5 uur 600 watt aan zonnepaneelcapaciteit op die nodig is voordat rekening wordt gehouden met systeemverliezen. Als daar een verliesmarge van 25 procent aan wordt toegevoegd, komt de praktische paneelvereiste op ongeveer 750 watt.
AC-bronpompen versus DC-zonnewaterpompen
DC-waterpompen op zonne-energie zijn over het algemeen energiezuiniger en gemakkelijker rechtstreeks van zonnepanelen te voorzien, terwijl AC-bronpompen op grotere schaal beschikbaar zijn en vaak al in bestaande huizen zijn geïnstalleerd. De keuze tussen het omzetten van een bestaande AC-pomp naar zonne-energie versus het installeren van een speciaal gebouwde DC-zonnepomp hangt sterk af van het feit of de put een nieuwe of een bestaande installatie is.
| Factor | AC-bronpomp met omvormer | DC-zonnewaterpomp |
|---|---|---|
| Beginnende golf | Hoog, 2 tot 3 keer lopende watt | Minimaal tot geen |
| Energie-efficiëntie | Lagere conversieverliezen van de omvormer zijn van toepassing | Hoger gelijkstroomverbruik |
| Apparatuur nodig | Zonnepanelen, accu's, omvormer, bestaande pomp | Zonnepanelen, controller, DC-pomp |
| Afhankelijkheid van de batterij | Meestal vereist voor stabiele piekstroom | Kan vaak zonder batterij werken met opslagtank |
| Beste gebruiksscenario | Bestaande putten met geïnstalleerde AC-pompen | Nieuwe off-grid of externe installaties |
| Kosten vooraf | Lager als de AC-pomp al is geïnstalleerd | Hoger vanwege gespecialiseerde pompkosten |
Vergelijking van het omzetten van een bestaande wisselstroombronpomp naar zonne-energie versus het installeren van een speciaal gebouwde gelijkstroomwaterpomp op zonne-energie.
Batterijloze versus batterijgestuurde zonnepompsystemen
Veel DC-waterpompen op zonne-energie kunnen zonder batterij werken door water in een verhoogde opslagtank te pompen wanneer de zon schijnt, waardoor er geen dure batterijbanken nodig zijn. Deze aanpak, vaak direct zonnepompen of zonvolgend pompen genoemd, is gebruikelijk in toepassingen voor het drenken van landbouw en vee, waar water door de zwaartekracht kan worden opgeslagen in plaats van elektrisch.
Systemen met batterijvoeding slaan zonne-energie daarentegen chemisch op, zodat de pomp 's nachts, op bewolkte dagen of tijdens de piekvraag van huishoudens kan draaien, ongeacht het huidige zonlicht. De afweging is eenvoudig:
- Batterijloze systemen hebben lagere initiële kosten, minder onderhoud en geen batterijvervangingscyclus
- Systemen met batterijvoeding bieden op elk moment toegang tot water, onafhankelijk van het weer
- Een wateropslagtank kan vaak een batterijbank vervangen tegen een fractie van de kosten per eenheid opgeslagen capaciteit
- Systemen met batterijvoeding vereisen een laadregelaar van het juiste formaat om schade door overladen of diepe ontlading te voorkomen
Voorbeeld uit de praktijk: dimensionering van een zonnestelsel voor een dompelpomp van 1 pk
Een typische deepwell-dompelpomp van één pk die 1.800 watt trekt en twee uur per dag draait, vereist ongeveer 900 tot 1.100 watt aan zonnepaneelcapaciteit in de meeste gematigde zongebieden. De berekening doorlopen:
- Lopend watt: 1.800 watt
- Dagelijkse looptijd: 2 uur
- Dagelijks energieverbruik: 1.800 vermenigvuldigd met 2 is gelijk aan 3.600 wattuur
- Veronderstelde piekzonuren: 4,5 uur, typisch voor veel gematigde streken volgens gegevens over zonnebronnen van het National Renewable Energy Laboratory
- Basisbehoefte aan zonne-energie: 3.600 gedeeld door 4,5 is gelijk aan 800 watt
- Bij een systeemverliesmarge van 25 procent: circa 1.000 watt aan zonnepanelen
- De grootte van de omvormer op basis van een startvermogen van 3.500 tot 4.500 watt, plus een marge van 20 procent, suggereert een omvormer met een vermogen van bijna 5.000 tot 5.400 watt bij gebruik van een AC-pomp
Dit voorbeeld illustreert waarom de dimensionering van omvormers op basis van het startvermogen, in plaats van het formaat van zonnepanelen op basis van het lopende vermogen, vaak het duurdere en vaker onderschatte deel van het budget voor een pomp voor zonne-energie is.
Factoren die het wattage van de bronpomp verhogen
De putdiepte, de leidingwrijving en het vereiste debiet zorgen er allemaal voor dat de werkelijke wattagebehoefte boven het nominale nominale vermogen ligt. Verschillende variabelen verhogen gewoonlijk het werkelijke stroomverbruik van een bronpomp tot boven het aangegeven aantal watt:
- Totale dynamische opvoerhoogte, dat wil zeggen de gecombineerde verticale lift en druk die nodig is om water van de grondwaterspiegel naar het gebruikspunt te verplaatsen
- Putdiepte, aangezien diepere putten meer werk vereisen per gepompte gallon
- Pijpdiameter en -lengte, waarbij smalle of lange pijptrajecten wrijvingsverliezen veroorzaken die de motorbelasting verhogen
- Gewenst debiet in gallons per minuut, omdat een hoger debiet proportioneel meer vermogen vereist
- Spanningsverlies door lange draden tussen de stroombron en de pomp, waardoor de motor gedwongen kan worden meer stroom te trekken ter compensatie
Veelgemaakte fouten bij het dimensioneren van een waterpomp op zonne-energie
De meeste problemen met de onderprestatie van zonnepompen zijn terug te voeren op een handvol voorspelbare maatfouten in plaats van op defecten aan de apparatuur.
- De omvormer op maat maken voor lopende watts in plaats van het hogere aanvankelijke wattscijfer
- Het negeren van de totale dynamische opvoerhoogte en het dimensioneren alleen voor horizontale stroomvereisten
- Het onderschatten van seizoensveranderingen in de piekzonuren, vooral tijdens de wintermaanden
- Een batterijbankcapaciteit kiezen zonder rekening te houden met meerdere opeenvolgende bewolkte dagen
- Er wordt gebruik gemaakt van ondermaatse bedrading die spanningsval veroorzaakt over lange afstanden tussen panelen en pomp
- Er is niet in geslaagd een laadregelaar op te nemen die op de juiste manier is afgestemd op zowel de paneelarray als de batterijchemie
Veelgestelde vragen
Hoeveel Watt verbruikt een putpomp gemiddeld?
De meeste residentiële putpompen gebruiken tussen 750 and 2,200 running watts, with the exact figure depending on horsepower, well depth, and pump type.
Kan een waterpomp op zonne-energie een bronpomp laten draaien zonder batterijen?
Ja, gelijkstroom-zonnepompen kunnen zonder batterij werken door overdag in een opslagtank te pompen, hoewel AC-pompen over het algemeen een batterijback-up nodig hebben voor een betrouwbare startpiekstroom.
Hoeveel zonnepanelen zijn er nodig om een bronpomp te laten draaien?
Een typische putpomp van een halve pk tot één pk vereist ongeveer 600 tot 1.200 watt aan zonnepaneelcapaciteit, afhankelijk van de dagelijkse bedrijfstijd en de plaatselijke piekuren in de zon.
Waarom heeft mijn pomp een veel grotere omvormer nodig dan de lopende wattage doet vermoeden?
Bronpompmotoren hebben een startpiek nodig van twee tot drie keer hun bedrijfsvermogen om de initiële mechanische weerstand te overwinnen, dus de omvormer moet op dat hogere startcijfer worden afgestemd.
Is een DC-zonnepomp efficiënter dan een AC-pomp die wordt aangedreven door een omvormer?
Ja, DC-zonnepompen voorkomen conversieverliezen van de omvormer en werken doorgaans efficiënter per watt aan zonne-energie dan een AC-pomp die door een omvormer loopt.
Heeft de diepte van de put invloed op hoeveel watt een pomp verbruikt?
Ja, diepere putten vergroten de totale dynamische opvoerhoogte, waardoor de hoeveelheid werk die de motor per gallon moet verrichten toeneemt en het stroomverbruik in de echte wereld boven het nominale vermogen stijgt.
Hoeveel batterijopslag heeft een pompsysteem op zonne-energie nodig?
De batterijgrootte moet ten minste één tot drie dagen van het typische pompenergiegebruik dekken om rekening te houden met bewolkt weer, berekend door de dagelijkse wattuur te vermenigvuldigen met het gewenste aantal back-updagen.
Kan één zonnepaneel een kleine bronpomp aandrijven?
Een enkel standaardpaneel levert zelden genoeg wattage voor een bronpomp van volledige grootte, aangezien zelfs kleine dompelpompen doorgaans enkele honderden watt aan zonne-input nodig hebben naast een controller van de juiste grootte.
Laatste gedachten
Begrijpen hoeveel watt een bronpomp gebruikt, is de basis van elk succes waterpomp op zonne-energie project, aangezien elke beslissing verderop in de keten, van het aantal panelen tot het vermogen van de omvormer en de batterijcapaciteit, afhankelijk is van een nauwkeurig uitgangspunt. Lopende watt bepaalt het dagelijkse energieverbruik, maar beginnende watt bepaalt de piekcapaciteit die het systeem in een oogwenk moet kunnen leveren, en het verwarren van deze twee is de meest voorkomende reden waarom off-grid pompsystemen ondermaats presteren. Door de werkelijke dagelijkse behoefte aan watturen te berekenen, rekening te houden met de totale dynamische opvoerhoogte en putdiepte, en te kiezen tussen batterijloze en batterijondersteunde ontwerpen op basis van reële gebruikspatronen, kunnen huiseigenaren en kleine boeren een zonnepompsysteem bouwen dat de eerste keer de juiste maat heeft, in plaats van dat er na de installatie een tekort wordt ontdekt.
