Versorgen Sie eine 12-Volt-Wasserpumpe mit einem 110-Watt-Solar-PV-Panel

Wie Mark in einem Kommentar feststellt, ist das Solarpanel nicht groß genug. Möglicherweise können Sie einen Konverter kaufen, der 6,4 A bei 17,2 V in 9 A bei 12 V umwandelt. Das ist jedoch teuer und funktioniert nur unter idealen Bedingungen. Wenn Sie ein zweites Panel kaufen, sollten die beiden zusammenarbeiten, um die Pumpe anzutreiben, auch wenn das Panel an einem vollkommen klaren Tag nicht perfekt mit der Sonne ausgerichtet ist. Wenn Sie jedoch manchmal perfekte Bedingungen haben, treiben die Paneele den Motor über die Nenndrehzahl an, versuchen, mehr Durchfluss zu erzeugen, als die Pumpe dafür ausgelegt ist, und überlasten den Motor. Es wäre besser, ein Panel zu kaufen, das eine Vmp-Bewertung hat, die nur geringfügig über der Nennspannung des Motors bei voller Geschwindigkeit liegt, und eine Imp-Bewertung, die bequem über der Nennstromstärke des Motors bei Volllast liegt.

Zwei 17,2-Vmp-Panels mit einem 12-Volt-Regler wären auch gut

Stallstrom

Der Stillstandsstrom des Motors ist der Strom, den er bei Drehzahl Null zieht, unabhängig vom Drehmoment, mit dem er belastet ist. Dieser Strom wird durch die angelegte Spannung und den Wicklungswiderstand bestimmt. Wenn die Stromversorgung den Strom begrenzt, wird das Drehmoment, das der Motor erzeugen kann, um etwa den gleichen Prozentsatz begrenzt. Bei einer Kreiselpumpe ist nur ein sehr geringes Drehmoment erforderlich, um sie in Bewegung zu setzen. Der einzige Rotationswiderstand ist die Lagerreibung in der Pumpe plus die Lager- und Bürstenreibung im Motor. Der Rotor der Pumpe rührt das Wasser nur ein wenig um und erzeugt keinen Druck oder Durchfluss. Mit zunehmender Drehzahl steigt das Drehmoment proportional zum Quadrat der Drehzahl, wenn die Pumpe Druck aufbaut. Wenn der Strom auf 50 % begrenzt wird, kann die Pumpe beschleunigen, bis die Pumpe etwa 50 % des Nenndrehmoments oder etwa 0,5 x 0,5 = 0 benötigt. 25 oder 25 % der Nenndrehzahl. Wenn mehr Strom verfügbar ist, zieht der Motor mehr und beschleunigt schneller, aber es ist völlig unnötig, mehr Strom zur Verfügung zu stellen, als erforderlich ist, um die Pumpe mit voller Drehzahl zu betreiben. Das Reibmoment im Stillstand kann etwas höher sein als das Reibmoment bei drehender Welle, aber bei weitem nicht das Gesamtmoment bei Volllast.

Selbst mit 2 Panels parallel werden Sie wahrscheinlich nicht in der Lage sein, Ihre Pumpe zu betreiben. Das Problem ist Anlaufstrom, auch Stallstrom genannt. Dieser ist typischerweise viel größer als der Nennbetriebsstrom. Höchstwahrscheinlich werden Sie einfach nicht genügend Strom liefern, um den Motor auf Drehzahl zu bringen.

Wenn Sie ein Messgerät haben (und Sie wirklich, wirklich ein Messgerät brauchen, wenn Sie mit diesem Zeug herumspielen wollen), versuchen Sie Folgendes. Messen Sie den Widerstand des Motors ohne Wellendrehung. Teilen Sie 12 durch diesen Widerstand, um den Nennstartstrom zu erhalten. Es stimmt zwar, dass dieser Spitzenstrom im Normalbetrieb nur für einen sehr kurzen Zeitraum benötigt wird, da der Strom mit der Wellendrehzahl abnimmt, aber für diesen kurzen Zeitraum wird etwas in dieser Größenordnung benötigt, und Solarzellen haben keinen Energiespeichermechanismus dafür sorgen für diese Stromspitze. Stattdessen fallen die Solarzellen in die Stromgrenze und das Anlaufdrehmoment ist viel geringer als normal. Dies ist eine besonders schlechte Nachricht für eine Wasserpumpe, bei der der Motor immer mechanisch belastet wird und der Wellenbeschleunigung widersteht.

Obwohl ich bezweifle, dass Sie dies tun können, wäre es am besten, wenn Sie eine Kupplung zwischen dem Motor und dem Pumpenmechanismus vorsehen. Dies würde es dem Motor ermöglichen, ohne Last auf Drehzahl zu kommen und dann die mechanische Trägheit des Motorankers zu nutzen, um die Pumpe in Gang zu bringen, wenn die Kupplung eingerückt ist.

Solarmodule sind insofern interessant, als es nicht einfach Spannungsquellen gibt. Zum Beispiel gibt Ihr Panel in voller Sonne 17 Volt aus, aber schließen Sie es direkt an eine 12-Volt-Batterie an und die Spannung, die es liefert, fällt auf 12 Volt und der Strom, den es liefert, basiert auf dem Strom, den das Panel erzeugen kann bei 12 Volt und möglicherweise auch von der 12-Volt-Batterie beeinflusst.

Es ist also wahrscheinlich, dass, wenn Sie Ihren Motor einfach an das Panel anschließen, er mit oder um die benötigten 12 Volt laufen würde, aber Ihr Motor benötigt einen Strom, der viel höher ist, als der Panel erzeugen kann, um den Stall-Faktor zu überwinden und sogar zu halten Motor läuft, das Panel ist nur ein wenig zu klein.

Die einfachste Lösung könnte sein, eine 12-Volt-Blei-Säure-Batterie zu besorgen und das Solarpanel daran anzuschließen. Schließen Sie auch den Motor oder die Pumpe an die Batterie an. Die Batterie kann den Stillstandsstrom zum Motor liefern und die Dinge am Laufen halten, wenn eine Wolke über uns zieht. Sie müssten das Panel nur ein oder zwei Stunden lang an der Batterie lassen, bevor oder nachdem Sie die Pumpe einschalten!

Wenn Sie es so machen und die Spannung Ihrer Batterie überwachen, könnten Sie auf einen Solarladeregler verzichten und Geld sparen. Beobachten Sie Ihren Akku einfach auf Über- und Unterladung, indem Sie die Spannung messen – die Zahlen, die Sie brauchen, finden Sie überall im Internet. Wenn Sie es nicht selbst überwachen möchten, sollte ein billiger Solarladeregler für eine Blei-Säure-Batterie für weniger als 10 Ampere Last 15 $ oder weniger kosten. Viel Glück.