Öntözés, vízpótlás, szivattyúzás napelemes szivattyúval

A vízpótlás – legyen az egy horgásztó szinten tartása, vagy egy szántóföldi, kerti növénykultúra öntözése, vagy az állatok itatása – egyre nehezebben költségesebben megvalósítható, ugyanakkor az esetek jó részében elkerülhetetlen tevékenység.

Pénzbe kerül maga a víz is, helytől, mennyiségtől, víznyerési módszertől függően komoly összegeket kell vízdíjként fizetni.

Fizetni kell ugyanakkor azért az energiáért is, amivel magát a vízpótlást biztosítjuk: a szivattyúkat működtető elektromos energiáért, dieselolajért, benzinért, és fizetni kell legtöbbször a kezelő személyzetért is.

 

A vízszivattyúzás költség- és energiaproblémái

Nem kell sokat bizonygatni, hogy az öntözés mára meglehetősen költséges, ám a mind jobban érezhető klímaváltozás miatt egyre szükségesebb művelet, esetenként elengedhetetlen a sikeres termésbetakarításhoz.

Kézenfekvő módszerként jelentkezik mára a napenergia alkalmazása a jelenlegi energiahordozók helyett: mégpedig legegyszerűbben a villamos áramot termelő napelemekkel oldhatjuk meg energiagondjainkat.

Hozzátehetjük még, hogy a napelemes energiatermelés lehetősége kiválóan követi a vízigény változását: az esetek zömében akkor van szükség több vízpótlásra, ha süt a nap.

Nem igazán probléma, ha esős időben nem megy az öntözőberendezés, vagy kevesebb víz kerül a halastóba.

A napelemek árának csökkenésével már olcsóbban tudunk közepes vagy kis mennyiségű vizet kijuttatni hosszú távon egy adott vízpótláshoz, mint aggregátoros megoldásokkal.

Egy-egy ilyen kiépített rendszer élettartama 20-30 év, minimális javítási, karbantartási munkával.

A működtető elektromos áram korszerű, messzemenő automatizálást, távvezérelhetőséget is jelent.

 

 

Fontos tulajdonságok

Van azonban néhány nagyon fontos ismérv, amit szem előtt kell tartani, mielőtt egy ilyen, napenergiával táplált rendszert megvásárolunk, betervezünk.

A napenergiás szivattyúzás napi mennyiségi szivattyúzás, ez a mennyiség nyilván az „energiaforrás”, azaz a Nap járásához igazodik.

Nem lehet bármikor bekapcsolni, ám az jól számolható, hogy egy nap alatt mennyi víz kerül kiszivattyúzásra.

Tartály, tárolás szinte minden esetben szükséges a kiegyenlített(tebb) vízfelhasználáshoz.

Megfelelő szoftverrel jó közelítéssel kiszámolható a havi vízhozam.

Nem igazán alkalmas olyan berendezések közvetlen működtetésére, ahol a stabil, nagy nyomásnak (3-5 bar) alapvető szerepe van (pl. szórófejek üzemeltetésére), pedig sokszor elhangzik ez az igény.

Általában igaz, hogy régebbi, legtöbb esetben már vízpazarlónak minősülő itató- vagy öntözőrendszert nem rentábilis napelemes áramellátással üzemeltetni, túlzott teljesítményigényük miatt.

A rendszer újragondolása szükséges, legtöbbször szivattyúcserével.

Eseti kivételtől eltekintve speciális, napelemes célra készült szivattyú szükséges: még a kisebb 400-800 wattos hálózati áramról (230 V AC) működő szivattyúkat sem lehet napelemről működtetni drága és sokszor bizonytalanul működő átalakítók (inverterek) nélkül.

A napelemmel működő szivattyúberendezéseket úgy kell megtervezni, hogy ne legyen szükség akkumulátorra a tároláshoz: tárolni a vizet kell (éjjelre, másnapra, harmadnapra) nem pedig a villamos áramot, mert az akkumulátorok nagyon költséges és hamar elromló (2-4 év) elemei a rendszernek.

 

Ha van hálózati (230 V) áram, akkor egy úgynevezett szaldós hálózatra kapcsolt napelemes rendszer a legjobb megoldás, nullára hozva az addigi szivattyúzási költségeket.

 

A napelemes szivattyú felépítése, működése

Példaként a német LORENTZ cég szivattyúját vettem alapul, de hasonló funkciójú szivattyúkat gyárt a Grundfoss cég is.

Kétféle, precíziós kivitelű búvárszivattyúról beszélhetünk: helikális (csavar) szivattyút nagy (10-19 bar) nyomásra, kis vízhozamra (2-20 m³/nap) és a cenrifugál szivattyút alacsonyabb (2-6 bar) nyomásra, nagy vízhozamra (10-250 m³/nap(.

Mindkét szivattyúnak közös jellemzője a teljesen rozsdamentes, szerelhető, javítható fém kivitel.

Ezen belül külön figyelmet érdemel a szivattyú lelke, a működtető motor, amit kifejezetten napelemes célra fejlesztettek ki.

Állandó, ritkaföldfém mágneses, kiöntött háromfázisú tekercsekkel rendelkezik.

Csapágyazása különleges: vízkenésű bronz siklócsapágyak és kerámia talpcsapágy.

A motor víztöltésű, 10-14 fokos vízbe merült, túlmelegedés kizárt. Itt is megemlítjük: mivel a motorban némi vízcirkuláció van, nagyon fontos a víz tisztasága, homokmentessége.

Már kismértékű homokszennyeződés is csapágybemaródást okoz, jelentősen csökkentve az élettartamot.

Ez az élettartam általában 6-8 év, de találhatók már 10 év óta üzemszerűen használt példányok is.

A napelemekkel kialakított szivattyúrendszer biztonságosan, teljesen automatikusan működik, hosszabb időre magára hagyható. Ez azonban nem ellenőrzésmentes üzemet jelent!

Egy „beállt” rendszert is érdemes szemrevételezéssel ellenőrizni 3-4 hetente.

 

A napelemes energiatermelő rendszer

A napelemeket stabil vagy forgatható állványzatra kell elhelyezni, déli irányban, jól benapozott, árnyékmentes területen.

Lehetőleg a kút közelében legyenek, bár 100-200 méteres távolságból is lehetséges az áramellátás.

A felnövekvő növényzet, az állatok kártevését jelentősen csökkenthetjük, ha a napelemek alsó szélét legalább 1 méteres magasságban szereljük.

Erdőben, vagy legelőn ajánlatos a legalább 4-5 méter magas 3”-os vasoszlop, vagy ennek megfelelő erősségű fa tartószerkezet.

A napelemek tartószerkezet rögzítéséhez mára szabványos alumínium és rozsdamentes rögzítő elemeket fejlesztettek ki.

Ezek garantálják az akár 25-30 éves élettartamot, és egyben, – ha szükséges – a problémamentes átszerelés átalakítás lehetőségét is.

 

Forgatható, napkövető napelem rendszerek

Meglepően hangzik, de nyáridőben (a fő öntözési idényben) a napelem forgatóval akár 80%-kal növelhető ugyanazon szivattyúval kivett vízmennyiség!

Tehát érdemes ebben gondolkodni, különösen, ha amúgy is napi munka van a gyümölcsösben, üvegházban, az öntözött területen.

Egy egyszerű, de automatikus „háromlábú” napkövető rendszer rövid idő alatt behozza az árát, mivel majdnem duplán tudjuk kihasználni a szivattyút.

 

A kút

Pontosabban a víznyerési lehetőség, hiszen tóból, patakból is szivattyúzhatunk vizet.

A szivattyúk csak tiszta víz szivattyúzására alkalmasak, melynek hőmérséklete ne haladja meg (csavarszivattyú) eseten a 20 ^oC-ot.

Ha fúrt kútról van szó, ennek átmérője 110 milliméteres legyen, maga a szivattyú 98 mm.

A kút vize ne legyen homokos, megfelelő technológiával még az alföldi talajokon is biztosítható ez.

A szivattyút soha nem szabad a kút aljára helyezni, legjobb helyen ott van, ahol legalább 1 méter vízréteg mindig marad felette, és ez a hely nem esik egybe az úgynevezett szűrőkosár helyével, magyarán nem ott jön be a víz a kútcsőbe oldalról.

A kút paraméterei az évek folyamán változnak. Jellemző ma Magyarországon az 1-2 méteres vízszintsüllyedés az 5-6 évvel ezelőtti állapotokhoz képest.

Nem alkalmasak az Alföldön nagy számban található 60 mm átmérőjű, műanyag béléscsöves kutak ezekhez a szivattyúkhoz.

5-6 méteres vízszintjük pár éve még jó volt a lábszelepes, egyszerű szivattyúkhoz, a lesüllyedt vízszint már csak búvárszivattyúval érhető el.

 

Csepegtető rendszer kialakítása

Olcsó, szinte ingyenes működési költségű csepegtető rendszert lehet kialakítani napenergiás működtetéssel.

Sajnos az eddigi „fojtásos” nyomásbeállítás itt nem működik: a napelemes  szivattyú nyomása ezen a módon nem stabilizálható.

A legjobb  hosszútávú megoldás a magas (7-10 m) tartály kiépítése,  melyből aztán pontosan beállított nyomással érkezik az  öntözővíz, akár szűrve, tápanyaggal dúsítva.

A tartály feltöltése,  utántöltése – nyilván a nap járásától függő vízmennyiséggel megfelelő méretezéssel nagy biztonsággal megoldható.

Nagyobb  területet több tartállyal, a nyomás miatt több, rövidebb öntözőfürttel, alacsony nyomáson is működő csepegtető fejekkel.

Elég nagy tartállyal még az éjjeli öntözés is megoldható, több  napos, esős időben pedig nincs szükség öntözésre.

A rendszer  kialakításához egy csomó számítás szükséges, így számításba  kell venni: a kút vízhozamát, a szükséges szivattyú teljesítményét, a szükséges napelemes teljesítményt, a tartály térfogatát, magasságát, a csepegtető rendszer hidraulikai jellemzőit.

A felsoroltak összhangja esetén tulajdonképp beavatkozás nélkül működik a rendszer, ha lehetőség van a talaj víztelítettségének mérésére, akár automatikusan indul és le is áll.

 

Tófeltöltő, vízpótló rendszerek

Kifejezetten jó megtérülési értékkel rendelkezik a halastavak, élménytavak vízpótlásának biztosítása.

Egyszeri beruházással évtizedekre megoldható a szükséges vízszint, stabilizálása.

Ezek a szivattyúk általában nagy (80-250 m³/nap) teljesítményűek, akár több kilowattos napelemes rendszer tartozik hozzájuk.

Ha a tóba egy vízszintmérőt építünk, a szivattyúállomás teljesen automatikusan dolgozik.

Még télen is működik, ha egyébként a csövek fagyvédelmét biztosítjuk.

 

Állatok itatása, vaditatók, dagonyák

A magyarországi napelemes szivattyúk zöme ilyen célt  szolgál: a felhasználás helyén vízre nagy szükség van, energiacsatlakozási lehetőség pedig egyáltalán nincs.

Például erdőben, vagy nagy kiterjedésű legelőn.

Kút fúrására  általában mindenütt jó lehetőség nyílik, a napelemmel  táplált, akár mobilan telepíthető szivattyú pedig végső  megoldást ad a nem egyszer mesterséges forrásnak álcázott víznyerésre.

A traktoros lajtos kocsi, vagy az aggregátor  helyett egyértelműen rentábilisabb megoldás.

Állatok itatásával, tanyák vízellátásával kapcsolatban már jóval szigorúbban jelentkezik a vízellátás biztonságának kérdése.

Itt borús, esős időben is szükség van ivóvízre.

Mindenképp szükség van egy megfelelő tároló tartályra, amiben több napra való ivóvíz mennyiséget lehet elhelyezni, ehhez kell a szivattyúrendszert megtervezni.

Tárolónak jól bevált a megfelelően kimosott 1 m3-es IBC műanyagtartály, akár 4-5 egymáshoz köthető.

Az itt tárolt víz gravitációs úton kerül a felhasználási helyre.

Megfelelő magasságban (domboldal, földhányás, állvány) elhelyezett tároló ad akkora nyomást, hogy az önitatók, automata öblítőrendszerek, gázbojlerek problémamentesen üzemelnek róla.

A tartályokat – vízállásjelző úszó beépítése mellett praktikusan 1-2 méter szalmaburkolattal szigetelhetjük fagyás és melegedés ellen.

Ha napfény híján (december) végképp nem tudnánk feltölteni tartályunkat, van áthidaló megoldás: akár egy szivattyú mellé állt autó akkumulátoráról megoldható a „vészüzem”, de egy aggregátor is kisegíthet pár napra.

Ezt az opciót minden esetben érdemes kiépíteni a biztonság kedvéért.

 

Telepítési költségek, megtérülés

A napelemes vízszivattyúzás kialakítása nyilván költségesebb feladat, mint egy multinál megvásárolt – olcsó 230 voltos búvárszivattyú letelepítése.

Megterülésének számítása is nagyon függ attól, hogy milyen más alternatíva áll rendelkezésünkre.

Egy vaditató, külterületi csepegtető rendszer esetén akár 1-2 év alatt megtérül, megint más a helyzet, ha az elektromos energia rendelkezésre áll, ám csökkenteni akarjuk költségeinket, vagy akár teljesen hálózatfüggetlen rendszert akarunk létrehozni.

Itt bizony akár 10-12 évre is saccolhatjuk a megtérülést – ám utána még 10-15 évi biztosan ingyen van a rendszer.

Nagyon sok minden önerőből is megoldható, odafigyeléssel, megfelelő karbantartással egy biztosan üzemelő rendszerünk lesz.

Cikkünk átfogó ismertetést adott a napelemekkel üzemeltetett szivattyúk felépítéséről, javasolt felhasználási módjairól.

Energiaínséges, melegedő világunkban a víznek, a vízpótlásnak központi szerepe lesz az élet fenntartásában.

Nem mindegy, mennyiért. Erre próbáltunk útmutatást adni.

 

Szálkai Antal

napelem szakértő

[email protected]