Ein Brunnen, kein Becken: die direkte
Bewässerung im Sonnenrhythmus im Senegal
In Pout, in der Region Thiès, bereitet eine Gemeinschaft von Gemüsebauern eine erste Solaranlage auf einer 5 Hektar großen Pilotparzelle vor. Vorgesehen ist eine Direktförderung aus einem 30 m tiefen Brunnen, ohne Pufferbecken, für einen Bedarf von 30 m³ pro Tag.
Der Bedarf, wie der Kunde ihn formuliert
Der erste Kunde eines gemeinschaftlichen Vorhabens: Überzeugt die Pilotparzelle, folgen die anderen Gemüsebauern. Das Lastenheft passt in drei Zeilen: aus dem 30 m tiefen Brunnen pumpen, direkt bewässern ohne Umweg über ein Becken, und 30 m³ pro Tag anstreben. Kein Zusatzsystem, kein Speicher: Das Feld trinkt im Rhythmus der Sonne.
Die Zahl, der man ins Auge sehen muss: 30 m³ pro Tag bewässern in der Trockenzeit keine 5 Hektar Gemüseanbau. Sie bewässern durchaus einen Teil davon, und das ist genau der Sinn einer Pilotparzelle: das Prinzip am ersten Block beweisen und das Solarfeld dann erweitern, wenn die Gemeinschaft mitzieht.
Die Eingabedaten in LE LAB
Wenige Minuten Eingabe genügen. Die Referenzstadt für die Sonneneinstrahlung ist Dakar, rund fünfzig Kilometer von Pout entfernt. Die Pumpe wird auf etwa 25 m im 30 m tiefen Brunnen gesetzt, die Förderhöhe zum Bewässerungsnetz ist gering und die Leitung zum Feldkopf wird mit 100 m angesetzt. Die Gesamtförderhöhe wird automatisch berechnet: 38 m. Und auf die Frage nach dem Wasserspeicher wird die Antwort des Kunden respektiert: keiner.
Die Zusammenfassung vor der Berechnung: Neun Antworten genügen, die Gesamtförderhöhe wird für Sie berechnet.
Was LE LAB vorschlägt
Eine LORENTZ PS2-1800 mit dem Pumpenende HRE-32, einem Schraubenrotor, versorgt von 3 Modulen zu 450 Wp, also 1.350 Wp in einem einzigen Strang. Durchschnittliche Produktion: 35,4 m³ pro Tag, von 29,8 im August bis 41,1 im Hochsommer der Trockenzeit. LE LAB ist markenübergreifend: Die Studie durchsucht den Katalog und wählt die Pumpe, deren Kennlinien zum Betriebspunkt des Projekts passen, hier eine LORENTZ; die knapp dahinter vorgeschlagene Alternative ist eine GRUNDFOS SQF 5A-7, die dafür 1.545 Wp Solarfeld für 33,7 m³ pro Tag verlangt.
Die Lösung auf einen Blick: Pumpe, Solarfeld und durchschnittliche Produktion.
Die Produktion, Monat für Monat: ein roter Balken, der gut passt
Die monatliche Produktion wird dem Bedarf gegenübergestellt, auf Basis von sechzehn Jahren PVGIS-Einstrahlungshistorie der Region. Elf Monate liegen über der Linie von 30 m³. Der einzige Monat, der das Ziel verfehlt, ist August: 29,8 m³ pro Tag, auf 1 % genau. Die Niederschlagskurve ordnet diesen Einbruch ein: August liegt mitten in der Regenzeit, 191 mm Niederschlag, der Moment, in dem der Bewässerungsbedarf am niedrigsten ist. Der wirksame Niederschlag und der tatsächliche Bedarf der Parzelle sind vor Ort zu bewerten. Der Gemüseanbau in Pout dagegen läuft in der Trockenzeit auf Hochtouren, wenn die Produktion zwischen 34 und 41 m³ liegt.
Der kritische Monat wird rot angezeigt, nicht verborgen: August, 29,8 m³/Tag für 30 geforderte, bei 191 mm Niederschlag. Die blaue Linie ist der monatliche Niederschlag.
Der typische Tag: bewässern im Rhythmus der Sonne
Ohne Becken wird der tägliche Ertrag zum Arbeitswerkzeug des Bauern: Er bestimmt, wann das Wasser fließt. Der typische Augusttag zeigt ein Plateau von 11 bis 14 Uhr um 4,5 m³/h, mit einer Spitze bei 4,6 m³/h: Die Bewässerungsrunden richten sich nach diesem Fenster, die Tröpfchenbewässerung erledigt den Rest. Im August, dem knappsten Monat, produziert der Tag 30,3 m³: Der Bedarf wird mit 1 % Marge gedeckt, ganz knapp.
Der typische Augusttag, Stunde für Stunde: Das Plateau in der Tagesmitte ist das Bewässerungsfenster.
Ohne Speicher: die Deckung, beziffert
Die Entscheidung für die Direktversorgung wird respektiert, und ihr Preis wird angezeigt. Ohne Wasserspeicher deckt die Anlage den Bedarf an 309 von 365 Tagen vollständig. An den übrigen 56 Tagen liefert die Pumpe dennoch im Durchschnitt 71 % des Bedarfs, und nur vier Tage pro Jahr fallen unter 20 %. Das Diagramm zeigt, wo sich diese Tage konzentrieren: Juli, August, September, die Regenzeit, genau dann, wenn der Bewässerungsbedarf sinkt.
Der Referenzwert wird ebenfalls angegeben: 33 % mehr Module würden die Deckung auf etwa 346 von 365 Tagen anheben. Und sollte eines Tages doch ein Becken ins Projekt kommen, simuliert LE LAB es auf Wunsch.
Die Herstellerkennlinien am realen Betriebspunkt
Die Q/H-Kennlinien der Pumpe, erstellt aus den offiziellen LORENTZ-Daten, mit hervorgehobener Förderhöhe des Projekts: 5,5 m³/h bei voller Leistung auf der Kurve der 38 m. Die Pumpe verträgt bis zu 5,8 m³/h und 50 m Förderhöhe: Bei 38 m liegt das Projekt am Maximum der Pumpe, und die Anwendung sagt es ausdrücklich.
Fördermenge nach verfügbarer Leistung, je Förderhöhe. Die gelbe Kurve ist die des Projekts, bei 38 m.
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