Aplikasi konverter frekuensi di bidang pompa air tenaga surya
Polusi lingkungan global dan kelangkaan energi telah memaksa manusia untuk bekerja lebih keras dalam menemukan dan mengembangkan sumber energi baru. Dalam pencarian dan pengembangan ini, manusia secara alami mengalihkan perhatian mereka ke berbagai sumber energi alternatif terbarukan, termasuk tenaga angin, tenaga nuklir, tenaga air, tenaga surya, dan pembangkit listrik tenaga fotovoltaik. Meskipun penerapan praktis pembangkit listrik tenaga fotovoltaik memiliki berbagai keterbatasan, dengan penurunan biaya pembangkit listrik tenaga fotovoltaik, peningkatan biaya pembangkit listrik tenaga mineral, dan pengurangan energi mineral, pembangkit listrik tenaga fotovoltaik secara bertahap memasuki tahap komersial.
1. Prinsip Dasar Pembangkit Listrik Fotovoltaik: Sel surya terutama terbuat dari silikon kristal tunggal. Silikon kristal tunggal ini digunakan untuk menciptakan sambungan p-n yang serupa dengan yang ada pada dioda, dan prinsip operasinya serupa dengan dioda. Namun, pada dioda, pergerakan lubang dan elektron pada sambungan p-n digerakkan oleh medan listrik eksternal, sementara pada sel surya, pergerakan lubang dan elektron pada sambungan p-n digerakkan dan dipengaruhi oleh foton matahari dan panas radiasi (*). Hal ini umumnya dikenal sebagai efek fotovoltaik. Saat ini, efisiensi konversi fotolistrik, atau sel fotovoltaik, sekitar 13%-15% untuk silikon kristal tunggal dan 11%-13% untuk silikon polikristalin. Teknologi terkini juga mencakup sel fotovoltaik film tipis.
2. Klasifikasi Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya Fotovoltaik: Saat ini, sistem pembangkit listrik tenaga surya fotovoltaik secara umum dapat dibagi menjadi tiga kategori: sistem penyimpanan daya fotovoltaik off-grid, sistem pembangkit listrik fotovoltaik terhubung jaringan, dan sistem hibrida dari dua kategori pertama. Sistem penyimpanan daya fotovoltaik off-grid merupakan aplikasi energi surya yang umum dan telah digunakan baik di dalam negeri maupun internasional selama beberapa tahun. Sistem ini relatif sederhana dan mudah beradaptasi. Namun, penggunaannya terbatas karena ukuran yang besar dan kesulitan perawatan dari berbagai jenis baterai penyimpanannya.
3. Komponen Sistem Fotovoltaik Surya
● Sel fotovoltaik surya (substrat surya): melakukan konversi fotolistrik.
● Baterai: Baterai merupakan komponen kunci dalam sistem pembangkit listrik fotovoltaik, yang menyimpan listrik yang dikonversi dari sel fotovoltaik. Saat ini, negara saya belum memiliki baterai khusus untuk sistem fotovoltaik; baterai timbal-asam konvensional digunakan sebagai gantinya.
● Inverter DC: Fungsinya adalah mengubah daya DC menjadi AC, sehingga indikator kinerja terpenting untuk komponen ini adalah keandalan dan efisiensi konversi. Daya AC yang dikonversi oleh inverter AC memaksimalkan jumlah energi yang dikonversi dari sel fotovoltaik dan menyalurkannya ke jaringan listrik atau langsung ke perangkat yang membutuhkan daya.
4. Sistem pompa air fotovoltaik adalah sistem optik, mekanik, dan listrik terintegrasi yang umum. Sistem ini menggunakan sel surya untuk secara langsung mengubah energi matahari menjadi listrik, yang kemudian dikonversi menjadi daya AC melalui inverter. Daya ini menggerakkan motor asinkron AC yang memompa air dari sumur dalam, sungai, danau, kolam, dan sumber air lainnya. Sistem ini banyak digunakan dalam pengendalian penggurunan, kehidupan perumahan, irigasi pertanian, irigasi lanskap, peternakan padang rumput, air mancur indah, dan proyek pengolahan air. Sistem pompa air fotovoltaik memiliki fitur-fitur berikut:
● Sistem pompa air fotovoltaik beroperasi sepenuhnya otomatis, tanpa memerlukan campur tangan manusia. Sistem ini terdiri dari sel fotovoltaik (substrat surya), baterai (disesuaikan), inverter fotovoltaik khusus, pompa air, dan perangkat penyimpanan air.
● Inverter khusus untuk pompa air fotovoltaik menyesuaikan kecepatan pompa berdasarkan perubahan intensitas sinar matahari, memastikan daya keluaran mendekati daya maksimum panel surya. Saat sinar matahari melimpah, kecepatan pompa tetap dalam batas kecepatan terukur. Saat sinar matahari kurang, pompa otomatis berhenti jika frekuensi operasi minimum yang ditetapkan telah tercapai.
● Pompa, yang digerakkan oleh motor AC tiga fase, menyedot air dari sumur dalam dan menyemprotkannya ke tangki/kolam penyimpanan air atau terhubung langsung ke sistem irigasi. Berbagai jenis pompa dapat digunakan tergantung pada kebutuhan sistem aktual dan kondisi pemasangan.
● Kami dapat menyediakan solusi hemat biaya yang disesuaikan dengan kebutuhan regional dan pelanggan tertentu.
Sistem pompa air fotovoltaik memanfaatkan energi matahari yang berkelanjutan, beroperasi dari matahari terbit hingga terbenam. Sistem ini tidak memerlukan pengawasan manusia, bahan bakar fosil, beroperasi secara independen, dan dapat diintegrasikan dengan jaringan listrik sesuai kebutuhan. Sistem ini aman dan andal. Tanpa memerlukan energi eksternal, sistem ini dapat diterapkan secara fleksibel untuk irigasi lahan pertanian, air minum untuk manusia dan ternak, pengembangan kebun, penghijauan taman, pembangunan air mancur warna-warni, aerasi untuk akuakultur, serta penyediaan dan drainase air untuk tambak garam pesisir. Sistem ini secara efektif mengatasi masalah irigasi lahan pertanian, meningkatkan hasil panen, menghemat air dan energi, dan secara signifikan mengurangi konsumsi energi dan listrik konvensional. Sistem ini menawarkan keunggulan seperti masa pakai yang panjang, konsumsi daya rendah, kebisingan rendah, pengaturan kecepatan yang seimbang, pengoperasian yang stabil, dan pengoperasian bebas gangguan. Oleh karena itu, sistem pompa air fotovoltaik telah menjadi cara paling efektif untuk menggantikan bahan bakar fosil dengan energi bersih dan merupakan produk energi dan teknologi baru yang penting dalam solusi komprehensif untuk tantangan pangan dan energi global.
