Güneş Enerjili Sulama Sistemi Nasıl Çalışır?

Güneş enerjili sulama sistemi, kuyu ya da depodaki pompayı şebeke elektriği veya jeneratör yerine güneş panelleriyle çalıştırır. Elektrik hattı bulunmayan arazilerde çoğu zaman tek uygulanabilir çözümdür; hattı bulunan arazilerde ise elektrik giderini azaltır. Bu yazıda sistemin bileşenleri, gün içindeki çalışma şekli ve sık sorulan sorular ele alınmaktadır.

Sistemin üç ana bileşeni

1. Güneş panelleri

Paneller güneş ışığından doğru akım (DC) elektrik üretir. Sulama sistemlerinde paneller seri bağlanarak pompayı çalıştıracak gerilime ulaşılır. Panellerin toplam gücü, pompa gücünün belirgin şekilde üzerinde seçilir; çünkü paneller yüksek sıcaklık, kirlenme ve güneşin düşük açıda olduğu saatlerde etiket güçlerinin altında üretir.

2. Pompa sürücüsü (solar pompa inverteri)

Sistemin kontrol birimidir. Panellerden gelen doğru akımı pompa motorunun kullandığı alternatif akıma (AC) dönüştürür. Temel özelliği, güneşlenme azaldığında pompayı durdurmak yerine devrini düşürerek çalıştırmasıdır; güneşlenme arttıkça devir de yükselir. Böylece sabah ve akşam saatlerinde de, daha düşük debiyle, su aktarımı sürer.

Sürücü aynı zamanda pompayı korur: kuyudaki su seviyesi düştüğünde, gerilim azaldığında ya da motor aşırı yüklendiğinde pompayı durdurur.

3. Pompa

Kuyudan su çekmek için dalgıç pompa, depo ya da göletten su çekmek için yüzey pompası kullanılır. Çoğu durumda mevcut üç fazlı dalgıç pompa, uygun bir sürücüyle güneş enerjisiyle çalıştırılabilir; pompa değişimi gerekmeyebilir. Tek fazlı pompalar için de sürücüler bulunur, ancak seçenekler daha sınırlıdır.

Bu üç bileşenin yanı sıra panel taşıyıcı konstrüksiyon, kablolar, DC sigorta ve yıldırım koruması, topraklama ve kuyu seviye sensörü de sistemin parçasıdır.

Gün içindeki çalışma

Saat	Güneşlenme	Pompa
Sabah erken	Zayıf	Durur ya da çok düşük devirde çalışır
Sabah	Artıyor	Devir yükselir, su aktarımı başlar
Öğle saatleri	En yüksek	Tam devire yakın, en yüksek debi
İkindi ve akşam	Azalıyor	Devir ve debi düşer
Gece	Yok	Durur

Açık bir yaz gününde pompa yaklaşık 5–6 saat tam debiye yakın çalışır; sabah ve akşam saatlerinde de bir miktar su aktarır.

Derin kuyularda dikkat: Pompanın suyu yüzeye çıkarabilmesi için belirli bir devrin üzerine çıkması gerekir. Derin kuyularda düşük devirde su yüzeye ulaşmaz. Bu nedenle derin kuyularda yeterli panel gücünün seçilmesi daha da önemlidir.

Bulutlu havada çalışma

Bulut geçişlerinde sürücü devri düşürür ve debi azalır. Kapalı bir günde aktarılan su miktarı, açık bir güne göre çok daha düşüktür. Yoğun bulutlu havada derin kuyudaki pompa su çıkaramayabilir.

Bu nedenle güneş enerjili sulamada hesap, en kritik ayın ortalama güneşlenme değerine göre yapılır. Bulutlu günler için bir yedekleme planı bulunmalıdır; bu genellikle su depolamadır.

Akü gerekir mi?

Tarımsal sulama uygulamalarının çoğunda gerekmez. Enerjinin aküde depolanması maliyetlidir ve akü ömrü sınırlıdır. Bunun yerine su depolanır:

• Pompa gündüz suyu bir depo, havuz ya da gölete aktarır.
• Sulama, istenen saatte bu depodan yapılır.
• Depo yüksekte konumlandırılırsa düşük basınçla çalışan damla sistemleri pompasız olarak da beslenebilir.

Birkaç günlük su depolanması bulutlu günlerin etkisini de karşılar. Gece sulaması zorunluysa ya da sistem aynı zamanda konutu da besleyecekse şebeke ya da jeneratör girişli sürücüler kullanılır; güneşlenme yetersiz kaldığında pompa bu kaynaktan beslenir.

Panel sayısını belirleyen etkenler

Panel sayısı iki koşula göre birlikte belirlenir:

1. Güç: Panellerin toplam gücü, motor gücünün en az 1,6 katı olmalıdır. 3 kW’lık bir pompa için en az 4,8 kW panel gerekir.
2. Gerilim: Üç fazlı 380 V bir motorun tam devirde çalışması için seri bağlı panellerin yaklaşık 480–540 V gerilim sağlaması gerekir. Bu nedenle 3 kW’lık 380 V bir pompada güç hesabının verdiği 9 panel yerine, gerilim koşulu için 13 panel gerekebilir.

Bu iki hesap, pompanın gücü ve gerilimine göre Güneş Enerjili Sulama Sistemi Hesabı aracında birlikte yapılır.

Kurulumda dikkat edilecek noktalar

• Gölgelenme: Panellere gün boyu gölge düşmemelidir. Tek bir paneldeki gölge, seri bağlı dizinin tamamının üretimini düşürür.
• Eğim: Sulama yaz aylarında yapıldığından ve güneş bu dönemde daha yüksekte olduğundan, paneller yıl boyu kullanılan sistemlere göre daha yatık yerleştirilir.
• Kirlenme: Tarım arazisinde paneller hızla tozlanır. Sezon boyunca düzenli temizlik üretimi belirgin şekilde artırır.
• Rüzgâr ve hayvanlar: Konstrüksiyon zemine sağlam şekilde sabitlenmeli, kablolar korumalı kanaldan geçirilmelidir.
• Yıldırım koruması ve topraklama: Açık arazide sistemin en çok zarar gördüğü durum yıldırım düşmesidir.

Uygun olduğu kullanıcılar

• Elektrik hattı bulunmayan ya da hat bağlantısının maliyetli olduğu araziler
• Mazot ya da benzinli motopompla sulama yapan üreticiler
• Sulamayı gündüz yapabilen ya da suyu depolayabilen üreticiler
• Elektrik giderini azaltmak isteyen, şebekeye bağlı araziler

Sonraki adımlar

1. Kuyu için gerekli pompa Dalgıç Pompa Hesabı ile belirlenebilir. Mevcut bir pompa varsa etiketindeki güç ve gerilim değerleri not edilmelidir.
2. Bu pompa için gerekli panel sayısı ve sürücü Güneş Enerjili Sulama Sistemi Hesabı ile hesaplanabilir.
3. Günlük su ihtiyacı bilinmiyorsa parsel içi sistemden başlanmalıdır: Damla Sulama Hesabı saatlik debiyi ve sulama süresini verir. Bu değer depo büyüklüğünün belirlenmesinde de kullanılır.

Bu araçların sonuçları ön hesaptır. Kesin panel sayısı ve sürücü seçimi için kuyunun gerçek su seviyesi ve pompa bilgileri yerinde kontrol edilmelidir. Mosfet Enerji, Çanakkale ve çevre illerde güneş enerjili sulama sistemleri için keşif ve kurulum hizmeti verir.