その 太陽光ポンプインバータ の運営を制御および規制する 太陽光ポンプシステム （ソーラーウォーターポンプシステム）は、太陽電池アレイによって生成された直流電流を交流電流に変換してウォーターポンプを駆動し、太陽光強度の変化に応じて出力周波数をリアルタイムで調整して最大電力点追跡（MPPT）を実現します。

太陽光温水ポンプインバーター インバーターには様々な種類があり、その一つです。主な機能は一般的な系統連系インバーターと同じです。太陽光の直流電流を交流電流に変換します。しかし、ウォーターポンプ用インバーターには多くの改良が加えられており、システムのコストを大幅に削減し、太陽光発電の適用範囲を拡大しています。

ソーラーウォーターポンプインバータはオフグリッドインバータであり、グリッドに依存せず、負荷と独立して動作できます。 ただし、従来のオフグリッドインバータは動作するためにバッテリーを装備する必要があり、鉛蓄電池は高価でシステムの30％のコストがかかります。 約、寿命は短く、わずか3〜5年で、システムの投資収益に影響を与えます。 ソーラーウォーターポンプシステムはバッテリーを装備する必要はありません。 日光があるときに機能します。 高い場所に給水塔を建てます。 水が必要なときは、塔から水を取ることができます。 インバータ自体にも水位スイッチが装備されており、非常に便利で実用的です。 その機能はオフグリッドシステムと同等です。 バッテリーですが、給水塔のコストはバッテリーのコストよりもはるかに低くなります。

電気モーターは、始動に多くのエネルギーを必要とするため、オフグリッドシステムにとって最も困難な負荷です。従来のモーターの始動電力は定格電力の約3倍ですが、ポンプモーターは高い場所に水を汲み上げる必要があります。始動電力は定格電力の5倍です。従来のオフグリッドインバータにウォーターポンプモーターが装備されている場合、5倍に増幅する必要があります。たとえば、2kWのウォーターポンプモーターを駆動するには、10kWのオフグリッドインバータが必要です。通常の動作では、DC入力は2kW以上である必要があります。 、モーターは連続運転できます。これによりシステムのコストが増加し、ソーラーウォーターポンプインバータは特別なアルゴリズムを追加します。これにより、通常は電力が20％しか増加しません。たとえば、4kWのウォーターポンプモーターは、5kWのポンプインバータで始動できます。動作中、ソーラー入力電力は4kWを連続して稼働させる必要はなく、約1kWでもポンプを稼働させることができます。

なぜウォーターポンプインバータはこのような空転防止機能を備えているのでしょうか？これは交流の原理から説明する必要があります。交流には、電圧、電流、周波数の3つの要素があります。通常、周波数は50Hzで一定です。モーターは毎秒始動します。50回転すると、電流と電圧に応じて電力が変化するため、一般的には電圧と電流を用いて電力を計算します。しかし、モーターの場合は異なります。その電力は周波数と相関関係にあります。通常の定格電力は、周波数50Hzにおける電力です。周波数が低下すると、電力も低下します。モーターの定格電力＝定格トルク×定格回転数です。定格トルクが変化しない限り、モーターは運転できます。そのため、周波数と電圧が低下すると、定格電力は速度または周波数に比例して低下します。ウォーターポンプインバータは、インバータに周波数コンバータ機能を追加し、交流出力の周波数を変換できます。始動時は周波数を下げ、回転数を電力に変換します。モーターが始動すると、周波数を上げ、回転数を上げます。周波数は光によって変化することもできます。このように、1kWの太陽光発電でも4kWの揚水ポンプを動かすことができます。すごいですね。