Practical representation of a water pump with a linear electric motor

• Autorzy: Beloglazov Aleksandr , Farzalizade Khayal , Kiselev Sergei , Kondratenko Larisa , Kuzina Natalya

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.05.08

Warianty tytułu

PL

Pompa wodna z liniowym silnikiem elektrycznym zasilanym ze źródła fotowoltaicznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Solar photovoltaic water pumping (SPVWP) is an economically viable system in developing countries and remote areas of developed countries. The economy and reliability of solar power made it an excellent choice for remote pumping of water. Despite numerous significant advantages of the SPVWP system, there are also many problems associated with it, especially in operation and maintenance. This article discusses some aspects that affect the economic efficiency of the SPVWP system in developing countries. Also, a photovoltaic solar pumping system with the use of a linear drive (actuator) is presented in this paper. This linear actuator represents a two-phase linear stepper motor with variable resistance that moves a piston water pump using a rope, pulley, and counterweight. The entire drive pump ensemble is managed by a simple electronic unit that controls the electrical energy generated by the photovoltaic grid. The proposed system is suitable for rural communities in developing countries, as it is reliable, affordable, and easy to maintain.

PL

Pompowanie wody za pomocą fotowoltaiki słonecznej (SPVWP) jest ekonomicznie opłacalnym systemem w krajach rozwijających się i odległych obszarach krajów rozwiniętych. Oszczędność i niezawodność energii słonecznej sprawiły, że jest to doskonały wybór do zdalnego pompowania wody. Pomimo wielu istotnych zalet systemu SPVWP ma również wiele problemów, szczególnie w eksploatacji i konserwacji. W artykule omówiono niektóre aspekty wpływające na efektywność ekonomiczną systemu SPVWP. W artykule przedstawiono również fotowoltaiczny solarny układ pompowy z wykorzystaniem napędu liniowego (siłownika). Ten siłownik liniowy reprezentuje dwufazowy liniowy silnik krokowy ze zmiennym oporem, który porusza tłokową pompę wodną za pomocą koła pasowego i przeciwwagi.

Słowa kluczowe

EN

solar energy; water pump; electric drive; actuator; stepper linear motor; power converter

PL

pompa wodna; zasilanie fotowoltaiczne; silnik liniowy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 5
• Strony: 46--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Beloglazov Aleksandr

• Khanty-Mansiysk Branch of PJSC RussNeft, Khanty-Mansiysk, Russian Federation

autor

Farzalizade Khayal

• “Sukanal” Scientific-Research and Design Institute, Baku, Azerbaijan

autor

Kiselev Sergei

• Russian Technological University, Moscow, Russian Federation

autor

Kondratenko Larisa

• Kuban State Agrarian University I. T. Trubilin, Krasnodar, Russian Federation

autor

Kuzina Natalya

• Kazan National Research Technological University, Kazan, Russian Federatio

Bibliografia

• [1] Antonello, R., Carraro, M., Costabeber, A., Tinazzi, F., Zigliotto, M., Energy-efficient Autonomous Solar Water-pumping System for Permanent-magnet Synchronous Motors, IEEE Trans. Ind. Electron., 64 (2016), No. 1, 43p51
• [2] Sandwell, P., Chan, N.L.A., Foster, S., Nagpal, D., Emmott, C.J., Candelise, C., et al. Off-grid Solar Photovoltaic Systems for Rural Electrification and Emissions Mitigation in India, Solar Energy Materials and Solar Cells, 156 (2016), 147-156
• [3] Prakash, V.V., Raturi, A.K., Proceedings from the Asia Pacific Solar Research Conference 2018, APSRC, 2018: Solar Energy for Clean Water Access in Fiji, Australian PV Institute, 2018
• [4] Gieras, J.F., Piech, Z.J., Tomczuk, B., Linear Synchronous Motors: Transportation and Automation Systems, CRC press, 2016
• [5] Silva, R.G. Dimensionamento e levantamento de custos de fontes energéticas, considerando os recursos hídricos para uso em sistemas de bombeamento
• [Dimensioning and Costing of Energy Sources, Considering Water Resources for Use in Pumping Systems], Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014
• [6] Muhsen, D.H., Khatib, T., Nagi, F., A Review of Photovoltaic Water Pumping System Designing Methods, Control Strategies and Field Performance. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 68 (2017) 70-86
• [7] Cota-Espericueta, A.D., Foster, R.E., Gomez-Rocha, L.M., Ross, M.P., Hanley, C.J., Gupta, V.P., et al. (2012). Ten Year Reliability Assessment of Photovoltaic Water Puming Systems in Mexico, 2012
• [8] Purohit, I., Purohit, P., Shekhar, S., Evaluating the Potential of Concentrating Solar Power Generation in Northwestern India, Energy Policy, 62 (2013), 157-175
• [9] Gao, X., Liu, J., Zhang, J., Yan, J., Bao, S., Xu, H., Qin, T. Feasibility Evaluation of Solar Photovoltaic Pumping Irrigation System Based on Analysis of Dynamic Variation of Groundwater Table, Appl. Energy, 105 (2013), 182-193
• [10] Walker, G., Devine-Wright, P., Hunter, S., High, H., Evans, B., Trust and Community: Exploring the Meanings, Contexts and Dynamics of Community Renewable Energy, Energy Policy, 38 (2010), No. 6, 2655-2663
• [11] Chandel, S.S., Naik, M.N., Chandel, R., Review of Solar Photovoltaic Water Pumping System Technology for Irrigation and Community Drinking Water Supplies, Renew. Sust. Energ. Rev., 49 (2015), 1084-1099
• [12] Meah, K., Ula, S., Barrett, S., Solar Photovoltaic Water Pumping—Opportunities and Challenges, Renew. Sust. Energ. Rev., 12 (2008), No. 4, 1162-1175
• [13] Andrada Gascón, P., Castro, J., Solar Photovoltaic Water Pumping System Using a New Linear Actuator, Renewable Energy and Power Quality Journal, 5 (2007), 321-32

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).