Ein Hektar gelbe Kiwis
solar bewässert in Südwestfrankreich
Diese Studie behandelt einen Hektar gelbe Kiwis, rund fünfhundert Pflanzen, aus einem Fluss versorgt und bereits mit einem Netz der Mikrobewässerung ausgestattet. Das heutige Pumpen läuft über die Zapfwelle des Traktors und deckt die saisonale Bewässerung wie auch die Frostschutzberegnung ab. Das Vorhaben verlagert die tägliche Bewässerung auf eine Solarpumpe und behält zugleich die thermische Einrichtung für den nächtlichen Bedarf.
Standortdaten und bestehende Anlage
Die Parzelle umfasst einen Hektar gelbe Kiwis an Spalieren, im Tropfverfahren bewässert. Der Fluss liegt am Fuß einer rund drei Meter hohen Uferböschung. Netz und Filtration sind bereits vorhanden; ihre Weiterverwendung setzt die Prüfung der zulässigen Fördermenge, der Druckverluste und der erforderlichen Filterfeinheit voraus. Das Vorhaben behält die thermische Anlage für die Frostschutzberegnung und weist die tägliche Bewässerung dem neuen Solarsystem zu.
Die Eingabedaten in der Anwendung
Die klimatische Referenzstadt ist Toulouse. Als Nutzung wird die Bewässerung gewählt, mit der nächstliegenden verfügbaren Kategorie, „Zitrus- und andere Obstbäume“, angewandt auf eine Fläche von 1 Hektar, also ein Referenzbedarf von 40 m³ am Tag. Diese Wahl dient als Bedarfsgrundlage in der Anwendung; sie stellt keine agronomische Einordnung der Kiwi dar. Der Pumpzeitraum reicht von April bis Oktober, und die Bewässerungsart ist die Tropfbewässerung. Für die Wasserentnahme setzt die Studie 3 m Höhe zwischen Wasser und Uferböschung an, 2 m Förderhöhe bis zum Übergabepunkt und 120 m Leitung. Weder eine elektrische Zusatzversorgung noch ein Wasserspeicher sind angegeben. Aus diesen Daten ermittelt die Anwendung eine Gesamtförderhöhe von 20 m.
Die Zusammenfassung vor der Berechnung. Die Gesamtförderhöhe wird für Sie berechnet, sie ist nicht einzugeben.
Die von der Studie gewählte Lösung
LE LAB wählt eine GRUNDFOS SQF 5A-7, eine 4-Zoll-Tauchpumpe mit integrierter Elektronik, deren Kennfeld 9,0 m³/h und 50 m Höhe abdeckt. Das Feld zählt 3 Module zu 630 Wp in einem einzigen Strang, also 1 890 Wp. Über den Zeitraum April bis Oktober liegt die mittlere Produktion bei 58,9 m³ am Tag bei 40 geforderten. Die empfohlene Leitung ist PEHD Ø 50 mm PN 10, Innendurchmesser 44,1 mm, in der das Wasser bei maximaler Fördermenge der Pumpe mit 1,46 m/s fließt — und im tatsächlichen Betriebspunkt langsamer —, im von der Anwendung empfohlenen Fenster.
Die Lösung auf einen Blick: die Pumpe, das Feld und die mittlere Produktion über den angegebenen Zeitraum.
Monatsproduktion und typischer Tag
Die geschätzte mittlere Produktion erreicht 65,5 m³ am Tag im Juli und 45,8 m³ im Oktober, dem ungünstigsten Monat des angegebenen Zeitraums und dem Auslegungsmonat der Saison. Jeder Monatsmittelwert von April bis Oktober bleibt über dem Bedarf von 40 m³ am Tag. Diese Lesart ist keine Tagesgarantie: Eine stark bedeckte Wetterlage kann weniger liefern als der Bedarf. Ohne Wasserspeicher und ohne Zusatzversorgung muss die Organisation der Bewässerung daher die nötige Beweglichkeit für den Betrieb im Takt der Ressource behalten. Die Wintermonate bleiben im Diagramm sichtbar, auch wenn die Auslegung allein auf den angegebenen Zeitraum abstellt.
Die geschätzte Monatsproduktion gegenüber der Linie des Bedarfs. Der ungünstigste Monat des Zeitraums wird unter dem Diagramm genannt.
Der typische Julitag zeigt einen Beginn der Förderung gegen 7 Uhr, ein Maximum von 7,4 m³/h um den solaren Mittag und ein geschätztes Tagesvolumen von 63,0 m³. Der Abstand von 58 % zum Bedarf zeigt für diesen typischen Tag eine zusätzliche mittlere Kapazität an; er definiert für sich allein weder ein freies Bewässerungsfenster noch die Deckung aller Tage des Monats.
Der typische Tag des gewählten Monats, Stunde für Stunde, mit der Spitzenfördermenge und dem geförderten Volumen.
Bedingungen einer Wasserentnahme aus dem Fluss
Das Schema der Studie zeigt das Feld, den Schaltschrank, die auf 3 m eingebaute Tauchpumpe, die 120 m Leitung und den Übergabepunkt. Im Oberflächenwasser kann die Pumpe in einem vom Fluss gespeisten Pumpensumpf oder in einem geeigneten Siebgehäuse eingebaut werden, sofern die Vorgaben des Herstellers eingehalten werden. Ein getaucht eingebautes Aggregat bleibt unter Zulauf und braucht keine tägliche hydraulische Wiederbefüllung; sein Anlauf hängt danach von der Steuerung, vom Wasserstand und von der verfügbaren Leistung ab.
Das Installationsschema der Studie. Der Ankunftspunkt ist als hochgelegter Speicher gezeichnet: Hier ist es der Kopf des Mikrobewässerungsnetzes, 2 m über der Pumpe.
Die vorhandene Filtration kann nicht ohne Prüfung übernommen werden. Ihre zulässige Fördermenge, ihre Feinheit, ihr Zustand und ihre Druckverluste müssen mit der neuen Pumpe und mit den Tropfern verträglich bleiben. Der tatsächlich erforderliche Druck am Filtereingang und am Kopf der Tropfsektoren muss ebenfalls bestätigt werden: das am Lieferpunkt reservierte Bar ist eine Studienannahme, kein gemessener Sollwert. Der Schutz der Ansaugung gegen Grobstoffe ergänzt diese Filtration. Das Vorhaben muss außerdem den Niedrigwasserstand, die Schwankungen des Flusses, den Schutz vor Hochwasser und die für die Wasserentnahme geltenden Vorschriften prüfen.
Die Frostschutzberegnung bleibt beim bestehenden System
Die Frostschutzberegnung setzt vor allem nachts und im Morgengrauen ein, außerhalb des Zeitraums der Photovoltaikproduktion. Sie verlangt außerdem eine ohne Unterbrechung verfügbare Fördermenge für die Dauer des Frostereignisses. Das hier vorgestellte Solarsystem im Takt der Sonne ist daher der täglichen Bewässerung vorbehalten; die vorhandene thermische Pumpe behält die Frostschutzfunktion.
Die Trennung der Nutzungen vermeidet, dem Solarsystem eine Funktion zuzuschreiben, die es allein nicht erfüllen kann. Die thermische Pumpe bleibt für Frostereignisse verfügbar, während die Solarpumpe die saisonale Bewässerung unter den von der Studie beschriebenen Produktionsbedingungen abdeckt.
Vom angegebenen Bedarf zur technischen Lösung
Die Anwendung ermittelt den Tagesbedarf aus Kultur und Fläche, berücksichtigt den Pumpzeitraum und berechnet die Gesamtförderhöhe aus den eingegebenen hydraulischen Daten. Sie schlägt anschließend eine Leitung, eine Pumpe und ein dazu passendes Photovoltaikfeld vor und zeigt dann die Monatsproduktion und einen typischen Tag für den untersuchten Standort.
Eine vergleichbare Konfiguration untersuchen
Mit der Anwendung lässt sich dieser Weg mit den Daten eines anderen Projekts wiederholen: Kultur, Fläche, Wasserressource, Pumpzeitraum und Eigenschaften der Leitung.