Sechs Module für 470 Tiere:
die solare Tränke auf der Sommerweide
In den bearnesischen Pyrenäen treibt eine Weidegenossenschaft jeden Sommer 470 Tiere auf ihre Sommerweide. Die gefasste Quelle liegt im Talgrund, 45 Meter unter den Tränken. Ohne Stromleitung und ohne Zufahrtsweg muss die Anlage den Bedarf der Herde mit einer Ausrüstung decken, die zu Fuß hinaufgetragen werden kann.
Der Bedarf, wie der Hirte ihn erlebt
Jeden Sommer verlässt die Herde der Genossenschaft die Ställe für die Weiden in der Höhe. An Wasser fehlt es an der Quelle unten im Tal nicht; es fehlt dort, wo die Tiere weiden. In trockenen Sommern wird das Wasserholen zur täglichen Plackerei: hinabsteigen, füllen, wieder hinauf. Das Ziel lässt sich in einem Satz zusammenfassen: dass die Quelle von selbst, im Rhythmus der Sonne, den Wassertank und die Tränken auf der Hochebene füllt.
Ein Generator würde verlangen, den ganzen Sommer über Kraftstoff hinaufzutragen. Das Pumpen im Sonnenrhythmus, ohne Batterien, ist wie geschaffen für solche Situationen: ein paar Module, eine 3,5-Zoll-Pumpe, und niemand mehr, der mit Kanistern dort hinaufgeschickt werden muss.
Der aus dem Viehbestand berechnete Bedarf
Kein Volumen zu erraten: LE LAB fragt nach der Herde, nicht nach Kubikmetern. 60 Rinder, 10 Pferde, 400 Kleinwiederkäuer, auf Basis der FAO-Richtwerte pro Tier und Tag, und die Anwendung berechnet: 4,7 m³ pro Tag. Diese Richtwerte pro Tier sind eine Ausgangsannahme, die mit dem Betrieb nach Art, Gewicht und Jahreszeit zu bestätigen ist. Die Saisonalität wird an derselben Stelle angegeben: Das Pumpen läuft von Juni bis September, die gesamte Studie richtet sich nach der Sommerweidesaison.
Der Schritt Viehbestand: Man gibt Tierzahlen ein, die Anwendung berechnet die Kubikmeter, und die Saison wird mit einem Klick angegeben.
Die Geländedaten
Die Referenzstadt für die Sonneneinstrahlung ist Pau, am Fuß der bearnesischen Täler. Die Pumpe taucht 3 m tief in das Becken der Quellfassung ein; 45 m Förderhöhe zu den Tränken, 300 m Leitung entlang des Hangs: Die Gesamtförderhöhe wird automatisch berechnet, 52 m. Keine Stromreserve dort oben möglich, und der 10 m³ Tank wird als bestehender Wasserspeicher angegeben.
Die Zusammenfassung vor der Berechnung: Neun Antworten genügen, die Gesamtförderhöhe wird für Sie berechnet.
Was LE LAB vorschlägt: das kleinste System der Reihe
Eine LORENTZ PS2-150 AHR-04S, eine 3,5-Zoll-Pumpe mit Spiralrotor, versorgt von sechs Modulen zu 95 W in drei Strängen zu zwei, also 570 Wp bei 24 V. Produktion über die Saison: 5,2 bis 5,8 m³ pro Tag für 4,7 geforderte. Am anderen Ende unserer Fallstudienreihe erreicht die hybride Wasserversorgung im Tschad 8.755 Wp, fünfzehnmal so viel: dieselbe Anwendung dimensioniert beide.
Die Lösung auf einen Blick. Die durchschnittliche Produktion der Kachel, 5,6 m³ pro Tag, ist die der Almsaison: von 5,2 m³ pro Tag im September bis 5,8 im Juli (Schritt 4).
Die Produktion, abgestimmt auf die Sommerweidesaison
Über sechzehn Jahre PVGIS-Einstrahlungshistorie des pyrenäischen Vorgebirges liegen die vier Monate der Sommerweide über der Bedarfslinie: 5,7 m³ pro Tag im Juni, 5,8 im Juli, 5,6 im August, 5,2 im September, der angezeigte kritische Monat. Die Wintermonate liegen außerhalb des Pumpzeitraums: Die Herde ist wieder im Tal, die Studie ist für den angegebenen Zeitraum dimensioniert, nicht für einen Januar ohne Tiere.
Dimensioniert für den Pumpzeitraum: Der Referenzmonat ist September, der knappste der Saison, kein unpassender Wintermonat.
Der typische Augusttag: ein Plateau bei 0,6 m³/h von 9 bis 15 Uhr, 5,8 m³ zu den Tränken hinaufgefördert. Während die Herde weidet, füllt sich der Tank.
Der 10 m³ Tank auf dem Prüfstand
LE LAB simuliert den Wasserspeicher Tag für Tag, über die sechzehn Sommerweidesaisons der sechzehn Jahre PVGIS-Wetterhistorie. Mit dem 10 m³ Tank sind 121 der 122 Saisontage vollständig gedeckt. Der eine unvollständige Tag einer durchschnittlichen Saison liefert dennoch 70 % des Bedarfs, und das Defizit summiert sich auf 2 m³ von 573, also 0,3 %. Die ungünstigste Phase zeigt das wahre Risiko des Gebirges: neun Tage schwacher Sonne vom 11. bis 19. Juni 2010, ein trüber Sommerbeginn, wie ihn das Béarn kennt.
Die Referenzwerte beziffern die Fortsetzung: 11 m³ würden die unvollständigen Tage auf höchstens einen pro Saison begrenzen, 19 m³ würden jeden Tag der sechzehn Jahre decken. Ein zusätzlicher Tank genügt, falls die Genossenschaft null Plackerei anstrebt.
Die Herstellerkennlinien am realen Betriebspunkt
Die Q/H-Kennlinien der Pumpe, erstellt aus den offiziellen LORENTZ-Daten, Förderhöhe des Projekts hervorgehoben: 0,6 m³/h bei 52 m, am Maximum der Pumpe, und LE LAB schreibt es so. Die AHR-04S verträgt bis zu 0,8 m³/h und 60 m: Der kleine Rotor arbeitet voll ausgelastet, es ist das Feld von 570 Wp, das ganz knapp bemessen wurde.
Fördermenge nach verfügbarer Leistung, je Förderhöhe. Die gelbe Kurve ist die des Projekts, bei 52 m.
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