المضخة الشمسية هي أنواع مضخات المياه تعمل بالطاقة الشمسیة. هذه المضخات الحدیثة وتقنيته الجديدة نسبياً تستخدم الطاقة النظيفة لتقليل التلوث، تعد المضخات الشمسية بديلاً نظيفاً وبسيطاً واقتصادياً لمضخات الوقود التقليدية التي تعمل بنظام الطاقة الشمسية. تستخدم سخانات المياه بالطاقة الشمسية بشكل شائع للأغراض السكنية والتجارية، وكذلك لري الأراضي الزراعية. مع اعتماد 40 ٪ من سكان العالم على الزراعة كمصدر رئيسي للدخل، فإن أنواعاً مختلفة من مضخات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية لديها إمكانات كبيرة لزيادة الإنتاجية الزراعية. لا يزال الوصول إلى المياه يمثل قضية رئيسية لكثير من الناس. يمكن لهذه المضخات أن تقلل التكاليف بشكل كبير، ولحسن الحظ، تجد اليوم طريقها بين المزارعين والبستانيين وأصحاب الفلل وسكان الريف بعيداً عن مصادر المياه وشبكات الكهرباء الوطنية، ويمكن استخدامها في أي منطقة، سواء كانت متطورة أو فقيرة. تتوفر المضخات الشمسية بمعدلات تدفق مختلفة ورؤوس اسمية حسب احتياجات المستهلك. توفر اللوحة الشمسية الطاقة اللازمة للمضخة من خلال التسخين بأشعة الشمس، والتي، بعد المرور عبر مرشح وحدة التحكم في الشحن، تبدأ المضخة على شكل كهرباء تيار مستمر. 
مع هذه المضخة، لا تحتاج إلى وقود أو مصدر طاقة. تعمل جميع أنواع المضخات الشمسية بشكل بسيط نسبياً. تمتص الألواح الشمسية الطاقة الشمسية وتحولها إلى كهرباء. وفي الوقت نفسه، يقوم العاكس بتحويل خرج التيار المستمر للنظام إلى تيار متردد لتشغيل المضخة. يقوم العاكس على الفور بضبط تردد الإخراج والجهد للحصول على أقصى طاقة من النظام الشمسي مع تغير شدة ضوء الشمس. تشمل المكونات الرئيسية لنظام الضخ الشمسي صفيفاً ضوئياً (PV) ومحركاً كهربائياً ومضخة. ببساطة، يمكن تقسيم مضخات المياه بالطاقة الشمسية إلى ثلاث مجموعات: مضخة مياه تعمل بالطاقة الشمسية مع بطارية o التيار المباشر (DC) بدون مضخة شمسية أو بطارية DC لا تحتوي مضخة المياه الشمسية DC على عاكس، لذا فهي تستخدم التيار المباشر. المضخة الشمسية DC لها سعة كبيرة. لأنه كلما زاد جهد الإمداد، زادت سرعة دوران محرك المضخة الشمسية. يبلغ الجهد العادي المستخدم في هذه المضخات حوالي 70-160 فولت، وهو ما يعادل 100-3000 واط، وهو أعلى بكثير من مضخات التيار المتردد. يتم إيقاف تشغيل النظام أيضاً في الظلام أو عند عدم وجود ضوء الشمس الكافي. o مضخة مياه تعمل بالطاقة الشمسية تم تصميم مضخات المياه بالطاقة الشمسية AC وتركيبها في مرحلة واحدة وثلاث مراحل. يشتمل كلا النوعين على عاكس ينظم سرعة المحرك عن طريق بدء تشغيل مضخة الماء أو محرك الكاشطة بتيار منخفض أثناء بدء التشغيل الأولي. ميزة أخرى لهذا النوع من المضخات هي أنه عند إيقاف تشغيل المضخة الشمسية، يمكن استخدامها كمصدر للطاقة، وشحن الألواح الشمسية وتشغيل وحدة المعيشة. 
مضخة مياه شمسية
هناك العديد من أنواع مضخات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية في السوق. الاكثر انتشارا 1-ملتوية أو أحادية المحرك 2 - جهاز طرد مركزي 3 - مكبس أو غشاء أبسط وأقوى المضخات هي مضخات أحادية أو دوارة حلزونية بجزء دوار واحد فقط. إنه عبارة عن دوار داخل الجزء الثابت المرن، وهو مناسب لضخ 6-20 متر مكعب من الماء يومياً في البحار المتوسطة إلى العميقة. تعتبر مضخات الطرد المركزي اقتصادية للغاية عند الضخ من الأعماق الضحلة إلى المتوسطة، وكذلك عند ضخ كميات كبيرة من المياه. تعد مضخات المكبس أو الغشاء أكثر تعقيداً وتحتوي على العديد من الأجزاء المتحركة. يجب أن تمتلئ بزيت المحرك، مما قد يؤثر سلباً على جودة المياه. تعمل عادة بجهد منخفض وهي مناسبة للتيارات الصغيرة وأعماق تصل إلى 150 متراً. تنتج الألواح الشمسية تياراً مباشراً يسمى DC. لهذا السبب، يتم استخدامه لألواح محرك التيار المستمر. تعد محركات التيار المستمر أكثر كفاءة من محركات التيار المتردد من نفس الحجم. على عكس محركات التيار المتردد، تستخدم محركات التيار المستمر مغناطيساً دائماً، مما يجعلها أكثر كفاءة. هذا هو السبب في أن أنظمة الضخ بالطاقة الشمسية التي تقل عن 4-5 واط تستخدم محركات التيار المستمر. المولد الشمسي هو أغلى جزء في النظام، وعادة ما يمثل 70-80٪ من تكلفة النظام. تعني الكفاءة العالية أن الطاقة المطلوبة أقل للعملية نفسها. لذلك، أنت بحاجة إلى مولد شمسي أصغر بكثير. هناك نوعان من محركات التيار المستمر: محركات التيار المستمر المصقولة أو الخالية من الفرشاة. 
يحتوي محرك التيار المستمر المصقول على أجزاء صغيرة من الكربون تسمى الكربون أو الفرش اللازمة لإنشاء الدوران الذي يحول دوار المحرك. هذه الأجزاء تبلى وتحتاج إلى الاستبدال بعد فترة. يجب تعبئة المحركات ذات الفرشاة أو الفرش الكربونية بالهواء لتحريك فرش الكربون. خلاف ذلك، لن يتم إنشاء الاتصال. إذا فشل ختم عمود المحرك، فلن يبدأ المحرك ولا يمكن إصلاحه. لا تستخدم محركات التيار المستمر الخالية من الفرشاة والكربون هذه الأجزاء الكربونية وقد تم إنشاؤها منذ 10 سنوات لحل المشكلات المذكورة أعلاه. لا تحتاج هذه المحركات إلى أن تكون مختومة ومملوءة بالفعل بالماء. هذا المحرك لا يحتاج إلى صيانة وموثوق به مثل محرك التيار المتردد. تمثل الألواح الشمسية أكبر تكلفة للنظام (تصل إلى 80٪). يرتبط حجم الألواح الشمسية في النظام ارتباطاً مباشراً بحجم المضخة وكمية المياه المطلوبة (بالمتر المربع في اليوم) والإشعاع الشمسي المتاح. يمكن أن يكون جهد محرك المضخة الشمسية AC (AC) أو DC (DC). تُستخدم محركات التيار المستمر للتطبيقات الصغيرة والمتوسطة الحجم حتى 4 كيلو وات وهي مناسبة للتطبيقات مثل نوافير الحدائق أو تنسيق الحدائق أو مياه شرب الماشية أو مشاريع الري المناسبة. تميل أنظمة التيار المستمر إلى الحصول على مستوى أعلى من الكفاءة من مضخات التيار المتردد ذات الحجم المماثل، لذا فإن استخدام لوحة شمسية أصغر يقلل من التكاليف. مقارنة مزايا الأشكال المختلفة للمحركات:
| نوع المحرك | اعمال صيانة | كفاءة | تعبئة المحرك | مصداقية |
| AC | مياه زيت | جدا قليل | قليل | عالي جدا |
| DC مع فرشاة | الهواء | جدا | عالي جدا | قليل |
| DC بدون فرشاة | مياه | عالي جدا | قليل | عالي جدا |
| Motor | Motor filling | Efficiency | Maintenance | Reliability |
| AC | water or oil | very low | low | very high |
| DC with brushes | air | high | very high | low |
| DC brushless | water | very high | low | very high |
يتم توصيل المضخة بمحرك غاطس ومغمورة في الماء، ويتم توليد الكهرباء من خلال الألواح الشمسية المثبتة بجانب البئر. مضخات الفيضانات متصلة بأنابيب المياه البلاستيكية والكابلات الكهربائية وأجهزة استشعار المياه الكهربائية وأسلاك الأمان. من الأفضل عدم استخدام أنابيب المياه الفولاذية. لذلك، فإن تركيب وإزالة وحدة المضخة سهل وسريع. 
يتم التحكم في المضخة بواسطة جهاز تحكم إلكتروني يبدأ تشغيل المحرك ويوقفه ويقيم الماء. في مضخات Lorenz، يتم تثبيت جهاز التحكم على الأرض. يمكن إنزال المضخة الشمسية يدوياً إلى أعماق تصل إلى 50 متراً، لكن الاتصال بمواقع أعمق يتطلب معدات خاصة مثل حامل ثلاثي القوائم خاص. مضخات الهواء من أقدم مضخات المياه. على سبيل المثال، في التسعينيات، كان هناك حوالي 30000 مضخة رياح في ناميبيا لها نفس العمر الافتراضي للمضخات الشمسية ويمكنها ضخ المياه من عمق 120 متراً. وبالطبع فإن ضخ المياه المتدفقة من عمق 50 متراً أو أكثر سيكون أقل من 10 أمتار مكعبة في اليوم. هذه المضخات مرضية حيث لا تتطلب مهارة خاصة لتشغيل مضخة الهواء. عادة ما يستغرق الإصلاح والاستبدال حوالي 3 أيام. تعتبر خدمة الدوار، مثل تغيير الشفرات أو إصلاح علبة التروس، أمراً خطيراً وتتطلب الصعود من ارتفاع 15 متراً. في المقابل، المضخات الشمسية سهلة وسريعة الصيانة. انسحبت من البئر في 30 دقيقة. يمكن استبدال المضخات الاحتياطية أو المحركات الاحتياطية في 15 دقيقة. بعد 20 دقيقة، وضع المضخة مرة أخرى في البئر، وبدأت في العمل مرة أخرى. تعد المضخات الشمسية أرخص من توربينات الرياح، وأسهل في التركيب، وتوفر إنتاجاً ثابتاً للمياه، خاصة في المناطق ذات الرياح الموسمية أو الرياح المتغيرة. تستخرج المضخات الشمسية أقصى كمية من المياه التي يتم ضخها عندما تكون في أمس الحاجة إليها - عندما تكون الشمس حارة ومشرقة. مكتشف الطاقة الشمسية عبارة عن صفيحة شمسية تدور حول محورها وتواجه الشمس تماماً كما تتحرك الشمس عبر السماء. لقد ثبت أن محددات الاتجاه يمكنها زيادة امتصاص الطاقة الشمسية بنسبة 25-50٪. بالنسبة للمضخات الشمسية، تعمل محددات الاتجاه على تقليل تكاليف النظام بشكل كبير. يزيد اتجاه ياب من إنتاج المياه في نظام صغير منخفض التكلفة، كما أنه يحسن الغلة في الأيام المشمسة الطويلة عندما يزداد نمو النبات. لهذا السبب فإن اتجاه الشجيرة مناسب للزراعة. الاستخدام واستهلاك الصيف. 
إذا كانت الزاوية الشمسية منخفضة، ستتوقف المضخة الشمسية عن العمل. إذا كان وقت إخراج الألواح الشمسية أقل من 50٪، فقد لا يتم توفير الطاقة اللازمة للضخ. لذلك باستخدام محدد الاتجاه، يمكنك ضخ ضعف كمية الماء في اليوم. إذا لم يتم استخدام مصدر تخزين المياه مع المضخة الشمسية، فقد لا يصل تدفق المياه إلى جميع أجزاء الأرض الزراعية بسبب انخفاض أداء الألواح، ونتيجة لذلك، انخفاض إمدادات المياه. من خلال تقليل الوقت المستغرق لضخ المياه، يساعد مانع التسرب الشمسي على ري جميع أجزاء المزرعة. في بعض الأحيان، لا يكفي سخان المياه الشمسي الصغير لتلبية احتياجاتك من المياه، كما أن سخان المياه بالطاقة الشمسية الكبير يكون أغلى بكثير. يمكن حل هذه المشكلة في محددات الاتجاه غير المكلفة عن طريق زيادة طاقة خرج اللوحة. بالطبع، تقلل أيام الشتاء القصيرة أو الملبدة بالغيوم من قدرتنا على تحديد اتجاه الشمس. إذا لم ينخفض الطلب على المياه في الشتاء أو إذا كان الطقس في المنطقة غالباً غائم، فمن المستحسن استخدام نظام أو لوحة أخرى بدون أداة تحديد الاتجاه. من بين مزايا الأنواع المختلفة من المضخات الشمسية
- لا حاجة للوقود
- لا يوجد محرك مطلوب
- عملية صامتة
- التكلفة المعقولة والسعر المعقول
- لا تتطلب الصيانة المستمرة
- عمر خدمة طويل و ...
الميزة الأولى للمضخات الشمسية هي الموثوقية في المناطق النائية. القارة الأفريقية هي خير مثال على ذلك. تعد القارة الأفريقية من أفقر مناطق العالم، فهي غنية بالمياه ومشمسة على مدار السنة. تمتلك أفريقيا 9٪ من المياه العذبة في العالم، أي ما يعادل 4000 كيلومتر مكعب من المياه سنوياً. وبالتالي، يعد استخدام مضخات المياه بالطاقة الشمسية في إفريقيا بديلاً مناسباً لمصادر الطاقة الأخرى القائمة على الوقود. 
تكاليف تشغيل جميع أنواع مضخات المياه بالطاقة الشمسية منخفضة للغاية، وتوضح نسبة السعر إلى الأداء على المدى الطويل أن مضخات المياه بالطاقة الشمسية تعد حلاً جيداً للأيام والمناطق المشمسة. هناك الكثير من المياه في أرضهم. تتمثل إحدى الفوائد الرئيسية للمضخات الشمسية في انخفاض تكلفتها بشكل كبير خلال السنوات القليلة الماضية. أحد أسباب التوافر المحدود للألواح الشمسية هو احتمال سرقة الألواح والتكلفة الأولية العالية لشراء الألواح وتركيبها. على الرغم من انخفاض تكاليف التركيب الأولية وانخفاض تكاليف الصيانة والعمر الأطول، إلا أن هناك العديد من الأنظمة الفعالة والفوائد طويلة المدى. وفقاً لدراسة جديدة أجرتها الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA)، بحلول عام 2025، ستنخفض تكلفة الكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية بنسبة 59٪ مقارنة بأسعار عام 2015. إذا كنت في منطقة بها الكثير من أشعة الشمس والمياه الجوفية، فإننا نوصي باستخدام نظام مضخة مياه يعمل بالطاقة الشمسية. بالطبع، انخفض حجم الاستثمار المطلوب لشراء مضخة مياه تعمل بالطاقة الشمسية خلال السنوات القليلة الماضية، لكن يوصى بالاهتمام بالنقاط المذكورة أعلاه، مثل الاقتصاد والميزانية للتركيب والتشغيل والصيانة. قبل شراء مضخة مياه تعمل بالطاقة الشمسية. تذكر أنه سيكون من الخطأ التركيز كثيراً على سعر المضخة الشمسية مع تجاهل الميزات الأخرى وفعالية التكلفة على المدى الطويل. للمزید من المعلومات، والحصول علی الاستشارات، يرجى ملء الاستمارة الموجودة على الموقع ليتصل بكم زملاءنا.
0
0