โซล่าปั๊ม(Solar Pump)

ส่วนใหญ่แล้วปั๊มน้ำที่ใช้งานกับระบบโซล่าเซลล์จะแบ่งเป็น 2 ชนิดได้แก่ ปั๊มที่มีการแทนที่ของของไหล(Positive Displacement Pump) กับ ปั๊มแรงเหวี่ยงหนีศูนย์(Centrifugal Pump) และปั๊มสองชนิดนี้สามารถแยกย่อยได้อีกสองประเภทคือ แบบดูดบนผิวน้ำ(surface mount) กับแบบจุ่ม(Submersible) โดยแหล่งน้ำที่ใช้ของท่านสามารถเป็นแบบบ่อน้ำตื้นๆหรือเป็นแบบบ่อลึกก็ได้ เพียงแต่เลือกประเภทของปั๊มน้ำให้เหมาะสม ถ้าเป็นบ่อน้ำตื้นควรเลือกปั๊มแบบดูดบนผิวน้ำ แต่ถ้าเป็นบ่อลึกควรเลือกปั๊มที่เป็นแบบจุ่ม ส่วนการเลือกชนิดของปั๊มน้ำว่าจะใช้ปั๊มที่มีการแทนที่ของของไหล หรือ ปั๊มแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ จะต้องขึ้นอยู่กับปริมาณการใช้น้ำต่อวันและระยะรวมของหัวน้ำ(TDH)

รูปที่1 ปั๊มที่มีการแทนที่ของของไหล

รูปที่2 ปั๊มแรงเหวี่ยงหนีศูนย์

โดยทั่วไป ปั๊มที่มีการแทนที่ของของไหล เช่นปั๊มที่มีไดอะแฟรม, ลูกสูบ, โรเตอร์ ฯ จะเหมาะสมกับการใช้ที่มีระยะรวมของหัวน้ำที่มากและมีปริมาณการใช้น้ำต่อวันที่ต่ำ และคุณสมบัติอีกอย่างของปั๊มชนิดนี้คือจะใช้พลังงานไฟฟ้าในการทำงานที่ต่ำกว่าปั๊มแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ จึงทำให้แม้สภาพอากาศที่มีเมฆมาก ปั๊มที่มีการแทนที่ของของไหลก็ยังสามารถทำงานได้ แต่ปั๊มแบบแรงเหวี่ยงหนีศูนย์จะไม่ทำงาน

ปั๊มแบบแรงเหวี่ยงหนีศูนย์จะเหมาะกับการใช้ที่มีระยะรวมของหัวน้ำที่ต่ำและมีปริมาณการใช้น้ำต่อวันที่สูง ข้อเสียอย่างหนึ่งของปั๊มชนิดนี้คือจะต้องตัวปั๊มจะต้องมีความเร็วรอบที่สูงพอที่จะขับน้ำออกไปจากบ่อได้ ถ้าสภาพอากาศมีเมฆมากจะทำให้พลังงานไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์มีกำลังต่ำลงจนไม่สามารถทำให้ปั๊มมีแรงขับพอที่จะส่งน้ำออกจากบ่อได้ถึงแม้ตัวปั๊มจะหมุนที่รอบต่ำก็ตาม

รูปที่3 โซล่าแทรกเกอร์

วิธีที่จะแก้ไขข้อเสียของปั๊มแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ก็คือการติดตั้งโซล่าแทรคเกอร์(Solar Tracker)เข้าไปในระบบจะทำให้แผงโซล่าเซลล์สามารถหันไปตามแสงของพระอาทิตย์ได้ทำให้ได้พลังงานไฟฟ้าที่เพียงพอที่จะสามารถขับปั๊มแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ให้มีความเร็วรอบที่เพียงพอที่จะส่งน้ำได้ นอกจากนี้ยังเพิ่มปริมาณน้ำที่เก็บได้ต่อวันอีกด้วย

ระยะรวมของหัวน้ำ(Total Dynamic Head – TDH)

หัวน้ำวัดโดยใช้หน่วย ฟุต(feet), เมตร(meter) หรือ พีเอสไอ(psi) โดยวัดเป็นระยะทางเริ่มจากแหล่งน้ำ(บ่อน้ำ, คลอง, แม่น้ำ)ที่ตัวปั๊มจะทำการผลักดันน้ำไปจนถึงแหล่งเก็บน้ำ(แทงค์น้ำ, ถังน้ำ) ในเรื่องของน้ำ ระยะทางจะมีความสัมพันธ์กับแรงดัน กล่าวคือ น้ำที่มีความสูง 2.31 ฟุตหรือ 0.703 เมตรจะมีความดันที่ฐานน้ำเท่ากับ 1 พีเอสไอ(psi) ดังนั้นการที่แทงค์น้ำอยู่สูงไปจากแหล่งน้ำมาก ตัวปั๊มจะต้องมีกำลังที่จะผลักดันน้ำไปเก็บยังแทงค์น้ำมากยิ่งขึ้น

ระยะรวมของหัวน้ำจะเท่ากับผลรวมระหว่าง ความสูงของหัวน้ำในสภาวะปกติรวมกับความสูงของหัวน้ำในขณะที่ปั๊มทำงาน โดยความสูงของหัวน้ำในสภาวะปกติ(Static head) สามารถวัดได้จากผิวของแหล่งน้ำขณะที่ปั๊มน้ำยังไม่ได้ทำงานจนถึงแทงค์น้ำ ส่วนความสูงของหัวน้ำในขณะที่ปั๊มทำงาน(Dynamic head) คือผลรวมของผิวแหล่งน้ำที่ลดต่ำลงบวกกับค่าการสูญเสียที่เกิดจากท่อส่งน้ำ

แบตเตอรี่กับโซล่าปั๊ม

มีอยู่หลายเหตุผลที่ทำให้การใช้แบตเตอรี่เชื่อมต่อกับโซล่าปั๊มนั้นเป็นเรื่องที่ไม่ควรทำ เหตุผลเหล่านั้นได้แก่

• การใช้แบตเตอรี่เชื่อมต่อในระบบโซล่าปั๊มจะทำให้ประสิทธิภาพของกำลังไฟฟ้าที่จะไปจ่ายให้กับตัวปั๊มนั้นมีค่าน้อยลงเมื่อเทียบกับการนำโซล่าปั๊มต่อกับแผงโซล่าเซลล์โดยตรง เพราะการต่อกับแบตเตอรี่จะทำให้ค่าแรงดันไฟฟ้าของตัวปั๊มลดลงไปจึงทำให้ความเร็วและอัตราการไหลลดลงตามไปด้วย
• การใช้แบตเตอรี่เชื่อมต่อกับระบบโซล่าปั๊ม จะทำให้สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายโดยใช่เหตุ เพราะจะต้องซื้ออุปกรณ์อื่นๆในระบบเพิ่มเติมเช่น เครื่องควบคุมการชาร์จ สายไฟฟ้า และอุปกรณ์อื่นๆเป็นต้น
• แบตเตอรี่ต้องการการบำรุงดูแลรักษา หมั่นตรวจสอบอยู่เสมอทำให้มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมมากขึ้น
• แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานที่สั้นถ้าเกิดมีการชาร์จและการใช้งานที่ไม่ถูกต้อง ยิ่งสถานที่ ที่จะนำไปติดตั้งมีความร้อนสูงโอกาสที่แบตเตอรี่จะมีอายุการใช้งานที่สั้นลงมีความเป็นไปได้สูง

ดังนั้นควรต่อแผงโซล่าเซลล์เข้ากับตัวโซล่าปั๊มโดยตรง โดยต้องออกแบบระบบให้มีประสิทธิภาพและสอดคล้องกับการใช้งาน จะทำให้ระบบสามารถเก็บกักน้ำไว้ใช้ได้อย่างเพียงพอ เพียงแค่การให้ปั๊มทำงานในขณะที่มีแสงอาทิตย์เท่านั้น ถ้าคิดในแง่ของการแปรเปลี่ยนพลังงาน ก็เป็นการทำให้ระบบเก็บกักน้ำไว้ในแทงค์ แทนที่การเก็บพลังงานไว้ในแบตเตอรี่แล้วเอาพลังงานจากแบตเตอรี่ไปขับปั๊มเพื่อเก็บกักน้ำอีกทีหนึ่งซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองการแปรเปลี่ยนพลังงานซ้ำไปมาโดยใช่เหตุ