Untersuchungen an einem Photovoltaik-System: Solargenerator - Gleichstrommotor - Exzenterschneckenpumpe
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Beschreibung
In diesem Buch wird ein neues Konzept für eine Solarpumpe vorgestellt. Ein photovoltaischer (PV) Solargenerator versorgt ein Pumpensystem, bei dem eine Exzenterschneckenpumpe eingesetzt wird. Die Exzenterschneckenpumpe bietet als Verdrängerpumpe viele Vorteile gegenüber den üblich verwendeten Kreiselpumpen. Sie ist robust, selbstansaugend und hat keine Ventile. Im Gegensatz zu Kreiselpumpen fördert sie auch in niedrigen Drehzahlbereichen, d.h. schon bei geringer Einstrahlleistung. Die in dieser Untersuchung verwendete Exzenterschneckenpumpe eignet sich für mittlere Förderhöhen (40 m) und kann in der Wasserförderung eingesetzt werden. Aufgrund der Pumpenkonstruktion ist auch ein Einsatz in der Abwasserförderung möglich.
Ein Problem der Exzenterschneckenpumpe besteht im hohen, annähernd konstanten Drehmoment, das die Antriebsmaschine aufbringen muß. Eine Leistungselektronik mit schnellen Halbleiterbauelementen kann diese Anforderung einlösen. Zusätzliche Energiespeicher wie z.B. Batterien sind beim vorgestellten Pumpensystem nicht nötig.
Die Simulation von PV-Exzenterschneckenpumpe und PV-Kreiselpumpe über ein Jahr ergab einen höheren Energiewirkungsgrad bei der Exzenterschneckenpumpe. Die Überlegenheit der Exzenterschneckenpumpe zeigt sich besonders an Standorten mit mittleren und niedrigen Einstrahlbedingungen.
In Zukunft werden sich solarversorgte Pumpensysteme verstärkt durchsetzen, und der Anteil der Verdrängerpumpen im Bereich mittlerer und hoher Förderhöhen wird sich gegenüber dem der Kreiselpumpen erweitern.
Autor*in
Stephan Kernd'l