Sisteme off-grid de pompare/irigare

Am deschis intrebarea pe aria de agricultura, acolo mai mult ca sa aflu daca gradinarii ar beneficia de un astfel de sistem si apoi ca sa aflu de la ei cam cata apa au nevoie (pe zi, saptamana, sezon) pentru un metru patrat de cultura.

Logica e ca in generarea de electricitate pentru locuinte exista putina justificare a investitiei acolo unde deja exista curent electric. Si marea majoritate a locuintelor sunt racordate la curent electric, foarte rare cele neconectate.

Gradini, livezi si sere totusi nu-s toate inghesuite in sat, sau sunt alea mici pe langa case. Pentru productia in camp de legume e nevoie de apa, car de obicei e in sol si trebuie pompata. Deci presupun ca se pot face multe gradini in afara zonelor racordate la utilitati.

Cei care fac deja asta folosesc fie motopompe, pentru adancimi de pana la 7m, fie grup electrogen + pompa submersibila. In ambele cazuri energia e data de benzina sau motorina, care produce energie utila la un cost de 3lei/kwh sau mai mare.

Energia din motorina e de 5-6 ori mai scumpa decat curentul electric din retea, iar la pretul acesta cred ca se justifica un sistem de pompare solar sau (poate) eolian dimensionat corespunzator pentru nevoile concrete ale fiecarei gradini.

-------------------------------------

Deci tema subiectului - idei si solutii concrete pentru irigat/pompare in zonele fara curent.

-------------------------------------

Cateva variante:
- pompa electrica alimentata din fotovoltaice.
- eoliana mecanica (pompare directa, fara curent electric)
- gazogen - motor alimentat cu deseuri celulozice-lemnoase prin gazeificare. Coceni de porumb, rumegus, paie tocate.
- putere umana sau animala - pedale, parghii, roti.

-------------------------------------

PS un manual foarte complet, publicat de FAO in 86, "Water Lifting Devices" http://www.fao.org/d...0e/AH810E00.htm

Edited by blimpyway, 15 March 2014 - 18:51.

Putin din istorie.

Prima centrala solara considerata a fi viabila economic a fost construita acum 100 de ani de Frank Shuman.

Este vorba de "Solar Engine One" folosita la pompat apa de irigatii din valea Nilului, langa Cairo. Estimarile de atunci au aratat ca va obtine o amortizare a investitiei de 4ani si costuri totale mai mici deca alternativa - motor cu aburi alimentat cu carbuni - in numai 2 ani.

Din pacate primul razboi mondial a dus la demolarea instalatiei, britanicii rechizitionand metalul pentru efortul de razboi. Shuman a murit la sfarsitul razboiului, neapucand sa mai faca alte centrale.

---------------------------
Cateva date tehnice:
- 5 oglinzi parabolice longitudinale, fiecare avand 60m lungime si 4m latime.
- intoarse dupa soare(tracking) produceau la putere maxima de dimineata devreme pana la apus.
- sistem cu apa calda/aburi
- stocarea apei fierbinti a.i. putea pompa si dupa apusul soarelui.
- motor atmosferic (abur la 100 de grade, condensare in vacuum la 40-50 de grade) de aprox. 60cp
- capacitate de pompare de 1300mc/ora.
- suprafata de teren ocupat de instalatie un acru (aproape un pogon)
- eficienta totala de 3%
-----------------------------

Shuman a apreciat ca in mai putin de 1000 de ani omenirea va ramane fara combostibili fosile si a considerat ca inteleapta transformarea unei suprafete de 50000kmp (cam cat 8 judete de la noi) in Sahara in centrale solare, ar fi fost suficient pentru necesarul de energie al omenirii.

Desigur socotea la consumul de energie din 1914

Pentru scopul enuntat in titlul topicului, nu cred ca exista vreo solutie mai eficienta decat cea mecanica directa. Pentru ca:
- necesita minimul de transformari ale enrgiei dintr-o forma in alta deci pierderile sunt minime
- solutiile de stocare sunt ieftine, accesibile si scalabile (de la bidoane/butoaie pana la bazine de acumulare)
- idem pentru solutiile de transport
- productia este mult mai ieftina
- fiabilitate superioara
- mentenanta si depanare usoara si rapida
- descurajeaza furtul (poti fura un generator/controller/acumulator si sa-l tii dosit, dar cu un turn cu elice ce faci?)
- se preteaza la productie si/sau instalare in regim DIY

Edited by hugbear, 16 March 2014 - 13:49.

Pentru aceste situații stirlingul e cel mai potrivit. Un piston e chiar apa, de cele mai multe ori.
[ https://www.youtube-nocookie.com/embed/4D7_TRG2Itk?feature=oembed - Pentru incarcare in pagina (embed) Click aici ]
[ https://www.youtube-nocookie.com/embed/VweDv2u4lNE?feature=oembed - Pentru incarcare in pagina (embed) Click aici ]

auzind cuvantul pompare off-grid, ma duce mintea la nemti! ... acestia pompeaza apa in mine parasite,
ptr a STOCA ENERGIA ! ... dupa mine, este o aplicatie interesanta! ... din tot lantul (investitie) , acumulatorii
sunt cei mai scumpi si cu viata cea mai scurta!  ...
cat priveste pomparea ptr agricultura fara acumulare, ar trebui sa fie electrica, ptr a satsface toate "gusturile" ...
in functie de cantitate si orar! ...
o idee interesanta si "nediscutata" pe aici!
Victor

Edited by 9victor, 19 March 2014 - 23:02.

Aici Viorel a mai incercat cate ceva numai ca ultima achiziție a ramas sa o testeze cert este ca majoritatea pompelor solare sant foarte scumpe mai ales cele cu controler daca stiti alte surse mai ieftine postați

Păi ați intrat pe tărâmul meu,care este unul „minat” ,eu folosesc o pompă submersibilă de 24Vcc cu motor trifazic și controller,care are o garanție de 30 mii ore de funcționare,adică vreo 50 de ani după calculele și nevoile mele personale de apă.Pompa lucrează până la 15m adâncime și poate pompa 1200 litri de apă pe oră cu un consum de doar 84Wh dintr-un panou fotovoltaic de 240w (făcut țăndări) care mai produce încă cca.150Wh și deși poate funcționa direct de la bornele panoului fotovoltaic,am ales varianta unui tampon cu doi acumulatori înseriați și controller MPPT pentru că pot avea energie stocată și atunci când nu am soare suficient pentru alimentarea pompei.Eu am un bazin de stocare al apei de 2000 de litri la cca.4m înălțime pe care îl umplu în cca.2 ore,apoi prin cădere ud grădina de legume cu apă deja încălzită de razele soarelui,care este un amănunt foarte important la udarea unor legume pretențioase la temperatura apei.Nu consum 2 mii de litri de apă pe zi,dar probabil voi extinde grădina și apoi voi avea nevoie de mai multă apă,dar ca fapt divers acestă pompă submersibilă poate funcționa non-stop,deci și apă pompată de zeci de ori mai mult ceea ce este suficient chiar pentru cel care se apucă de o agricultură intensivă și are nevoie de zeci de mii de litri de apă cu condiția să aibă unde să o stocheze.Orice variantă aleasă cu generator de curent este ineficientă din toate punctele de vedere,deci cu o investiție minimală într-un panou fotovoltaic de minim 200W,un controller de 24V MPPT de 10A și doi acumulatori de cca.40-50Ah AGM,Gel înseriați,pe lângă această pompă care costă cca.60€ ar fi un sistem complet „long life” pentru stocarea de minim 10 mii litri de apă zilnic.

Viorel, interesanta pompa ta, poti da niste detalii? Curba inaltime/debit, consum in A?

Ce dimensiuni are?

Nu poti sa alimentezi pompa direct din panou?

-------------
Cat despre garantia aia fantastica, crezi ca-l vei mai gasi in 3 ani pe chinezu care ti-a vandut pompa? In ce fel acopera el garantia de 30000 de ore?

Edited by blimpyway, 20 March 2014 - 14:06.

Pompa „minune” pe care o folosesc este aceasta :http://www.ebay.com/...=item5405ffcedf.turbina și rotorul magnetic au bucșe ceramice care stau pur și simplu în contact permanent cu apa,iar statorul bobinat este incapsulat în rășină la fel și controller-ul trifazic,deci nici o șansă ca acest stator bobinat sau controller-ul trifazic să intre în contact cu apa,în schimb are o răcire foarte eficientă mai ales că o poți scufunda cu tot cu controller până la fundul apei.Garanția pompei este dată de producător,asta înseamnă că dacă pompa ar fi folosită în fiecare zi câte 2 ore și pompat peste 2000 litri de apă zilnic pentru consum,ar avea o viață de peste 41 de ani adică vreo 29.960 ore,dar cum nu cred că cineva ar consuma în medie 2000 de litri de apă pe zi,atunci cred că pompa ar avea o viață mult mai lungă,dacă punem în calcul că nu transportăm lichide la 100°C,cum dealtfel este prevăzută să pompeze și lichide la asemenea temperaturi.Deci pompa asta după calculele mele ar moșteni-o și urmașii mei,chiar am făcut un filmuleț și l-am urcat pe youtube să vedeți și voi că deși nu am rețea electrică la dispoziție,mi-au venit persoane cu cisterne de câteva mii de litri să le dau apă pentru construcții până își fac fântâni.

[ https://www.youtube-nocookie.com/embed/9jrMyq9KfNU?feature=oembed - Pentru incarcare in pagina (embed) Click aici ]

Edited by Viorelsolar, 20 March 2014 - 22:26.

O sa raspund aici lui 7zeci ca mi se pare mai potrivita discutia pentru ce vrea el http://forum.softped...4#entry14870533

Deci, pentru a te ajuta cu sfaturi despre sistem de udare care zici ca ai nevoie e nevoie de stiut:
- ce adancime si diametru are coloana putului? La ce adancime este apa?
- ai testat cata apa e capabil putul sa ofere?
- cata apa ai nevoie pe zi (sau saptamana), in perioadele cele mai secetoase
sau
- cat de mare este gradina care vrei s-o uzi (am vazut pe sectiunea legumicultura ca oamenii folosesc de la 2l/mp pe zi in sus)
- poti folosi irigare cu sistem de picurare? (e important pentru ca permite ca udarea sa se faca si in timpul zilei)
- daca nu poti folosi sistem cu picurare, trebuie sa stochezi intr-un bazin apa extrasa din put si sa uzi seara sau dimineata, cu a doua pompa, alimentata fie din baterii fie cu benzina (motopompa).

--------------------------------
Varianta cu eoliana pentru udat nu este de ignorat, depinde mult ce suprafata de udat si cam cat de tare e in medie vantul care-l ai.  2000-3000l pe zi se pot scoate de la 10m

----------------------------------------------------

Iluminatul gardului pe timp de noapte se poate face doar din baterii,
- 24 (= 120/5) de leduri de 3Watt fiecare inseamna un consum de  0.7 - 1 kwh pe noapte, pentru asta as recomanda baterii deep-cycle de 200-300 Ah / 12V. Poti pune si becuri mai slabe, sau mai rare. Bateria pentru solar e destul de scumpa si un sistem care-ti permite o baterie cat mai mica iti poate reduce mult costul.
- sau - daca scopul e sa descurajezi intrusii - poti opta pentru iluminat cu senzori de miscare, caz in care consumul de curent peste noapte ar trebui sa scada foarte mult, sa fie suficienta o baterie de 50-100Ah.

--------------------------------------------

Deci solutii concrete se pot da doar intelegand situatia si nevoia ta concreta.

O "morisca" foarte ciudata este unipala oscilanta, a lui Simon Farthing/ Econologica. Foarte interesanta pentru vanturi slabe, pompeaza incepand cu 1.5m/sec

O singura pala de 4.88m lungime poate capta 30-40 watt in 2m/sec si atinge maximum de 190watt la 5m/sec (vedeti graficul de la minutul 2:56)

Interesant mai e si:
- faptul ca totul e accesibil de la sol, un singur om poate demonta rapid pala si poate pleca cu ea in spate.
- constructia palei schelet de lemn pe care intinde prelata
- "iesirea" din vant automata, balansul palei e astfel facut incat peste 5-6m/sec oscilatiile scad, la vanturi puternice pala "sta" vertical ca un steag.

[ https://www.youtube-nocookie.com/embed/hEeAiuIL8Ew?feature=oembed - Pentru incarcare in pagina (embed) Click aici ]

Edited by blimpyway, 24 March 2014 - 19:32.

De ceva timp cochetez cu ideea de a folosi puterea vantului pt a scoate apa de 18m adancime.M-am oprit la eolienele  clasice cu mai multe pale,pe care intentionez sa le confectionez din teava pvc de 200 mm diametru ,montate pe un cerc de 2m diametru din fier beton striat de 16mm .Ca si pompa intentionez sa confectionez una cu piston (scufundat) iar actionarea acestuia cu sfoara  coborata prin interiorul tevii de aductiune a apei.Teava de aductiune va fi din PVC de 32mm diametru, iar actionarea va avea viteza diferita pt ridicarea coloanei de apa (viteza mare) si viteza mica pt coborarea pistonului.Ideea este ca prin aceasta sa elimin inconvenientul pierderii apei prin neetanseitatea pistonului sau vreunei supape.
Bazinul de stocare apa este din aluminiu si are 4000 litri ,suficient pt o gradina de 4-600 mp.
Din pacate nu am gasit cum se face iesirea din vant,sau mai bine zis cum se calculeaza dimensiunile componentelor

Calculul e aproximativ, depinde mult de cat vant e disponibil si fara date concrete e mai mult pe ghicite.

In ce zona esti si cata apa ai nevoie pe zi (in medie)?

Am vazut ca altii folosesc de la 2litri/mp pe zi, la gradina de 600mp 1500l/zi e suficient? Sau in cat timp vrei sa umpli rezervorul de 4000l?
---------------------------------------

Alte intrebari ar fi la ce inaltime va fi nivelul de sus al apei in rezervor si ce diametru are putul?

---------------------------------------

La un calcul aproximativ imi iese ca la o multipala de 2m diametru poti spera 1250l/zi la un vant de 9km/h (2.52m/sec) si jumate la un vant de 7.2km/h (2m/sec).

Vitezele astea (aprox 7-9km/h) sunt plauzibile vara in multe zone, daca ai degajare - morisca pe stalp cat mai inalt, nu intre case sau pomi si nici pe fundul vailor.

-------------------------

O morisca de 2.82m diametru va pompa dublul cantitatii de apa fata de una de 2m.

-------------------------

Poti folosi si tabla de aluminiu pentru pale, o coala de 2000x1000x0.4mm costa vreo 50 lei. Se taie si se indoaie destul de usor, cred ca poti face mai multe pale de 1m din ea, mai usoare, mai ieftine si mai rezistente la soare si intemperii decat din pvc.

-------------------------

La un debit de 1400-1500l/zi ai o medie de 1 litru/min. Suficient de putin incat sa poti folosi teava mai subtire pentru scos apa, merge si de 20mm.

-------------------------

Si nu te chinui sa ai viteze diferite la urcare si coborare, pierderile prin neetanseizari sunt tot alea indiferent daca pistonul urca sau coboara.

Edited by blimpyway, 27 March 2014 - 12:43.

Locuinta si gradina sunt situate pe panta ,cu diferenta de nivel intre 1,2 -2m la 10 m liniari , cu orientare spre sud.Tabla de aluminiu de 0,5mm este mult prea moale si pt rigidizarea ei mai ar trebuii adaugate cel putin inca un cerc fier beton+ platbande arcuite ,pt ca tabla sa isi pastreze forma.Sistemul de ridicare m-am gandit sa fie unul combinat;aeromotorul sa ridice o greutate [x] ,care atunci cand ajunge la inaltimea maxima stabilita ,sa coboare(sa cada) tragand de sfoara cu pistonul.Cursa pistonului as dori sa fie in jurul a 30-60 cm ,cilindrul din teava ppr de 50 mm diametru ext cu 40 mm la interior ;ridicarea greutatii se va face cu un sistem clichet (sa spunem 1/8 rotatie elice).Prin modificarea lungimii parghiei actionata de aeromotor pot selecta un raport de ridicare de la 1/10 la 1/3 (1 rotatie elice /max 1/3 rotatii ax ridicare greutate) sistemul gandit este putin mai complex pt a folosi la maxim resursele de vant .In mod aproape regulat ,seara bate vantul dinspre vale.Ca si locatie 15km N de Gr.

De obicei un rezervor imi este necesar la 2-3 zile

Edited by gcom61, 27 March 2014 - 13:30.

n-are relevanta panta terenului, importanta e diferenta de nivel totala de la luciul apei din fantana pana la luciul apei la nivelul cel mai de sus in rezervor - care este?

Nu aveti curent sau de ce vrei sa faci eoliana?

Calculele tre sa tina cont de cuplul morii de vant. O cursa de piston / rotatie ar fi cel mai simplu ramane de vazut daca se si poate. In f. de cuplul la viteza vantului la care vrei sa inceapa pomparea (as propune intre 5.5 si 7.2 km/h)  si inaltimea de pompare rezulta cursa/diametru piston.

Palele de aluminiu ar fi suficient de rigide, pot fi intinse ca spitele de bicicleta intre inelul exterior si centru. Nici spitele de la bicicleta nu-s rigide, rigiditatea e data de tensiunea in ansamblul inel/spite/butuc.
Daca ploaia si soarele nu le-ar afecta ai putea sa le faci si din carton sau panza apretata.

Daca pui pale rigide (din pvc de teava de 200mm) nu mai ai nevoie de inel, e suficienta prinderea de butuc.

Edited by blimpyway, 27 March 2014 - 14:13.

Diferenta de nivel intre luciul apei din fantana si luciul apei din rezervorul plin este de 17m.Asa cum am mentionat pompa va avea diametrul interior de 40mm ,iar teava de refulare va fi din pvc de 32mm.
Am si o pompa submersibila in fantana ,insa este pacat sa nu beneficiez de vantul [de seara/noapte],prezent aproape in fiecare zi pe acea panta.Lungimea pantei este de cca.200m;curios este faptul ca la mine in gradina adie vantul iar la o ruda aflata la 150 m pe teren plan nu se simte nici o adiere.
Ca si forta a vantului,o folie de 1m/1m suspendata de o sarma este ridicata de partea inferioara cam 60-70cm.Nu stiu cum sa traduc asta in forta propriu zisa,insa asta se intampla in mod regulat.In zilele cand bate vantul si pe sat situatia se schimba radical.

ps.
oricum voi incerca sa [centrez] foarte bine cercul din fier beton,care va fi curbat folosind o masina de curbat teava pt solarii.De asemenea voi tine cont ca sistemul sa fie foarte bine echilibrat(cel putin static),iar pt inclinarea palelor inca mai am ceva nedumeriri privind latimea,forma si unghiul de atac(sau cum se numeste inclinarea fata de directia vantului)

Edited by gcom61, 27 March 2014 - 19:43.

 gcom61, on 27 martie 2014 - 19:38, said:

Ce diametru are puțul tău de apă ?

Scuze,am omis...diametrulputului este de 25 cm la interior,tuburi asbociment ,facut in '92 ,adancimea apei ~70cm.Din cauza "mesterului"
s-au dat gauri in tubul de jos  cu o dalta de 1 x 3 cm si gaurile nu au mai fost acoperite cu nici un fel de sita(rafie).
Cum am specificat am o pompa submersibila care umple bazinul de 4 t in 40-50 minute maxim,fara ca putul sa ramana fara apa.Desi initial a avut cam 3m apa a intrat nisip in tub.Ulterior s-a incercat adaugarea de agregate pt crearea unui filtru( in interior) insa asta a facut imposibilitatea pomparii cu o pompa manuala (pt nisip).