LELABAPP
Praktijkvoorbeeld

Het water van een bron voor een dorp
op de hoogvlakte van Madagaskar

In Mahalavolona, op de Malagassische hoogvlakte, stroomt een gevatte bron onder aan het dorp. Het distributiereservoir ligt 18 meter hoger en 500 meter verderop. De studie behandelt een volledig solaire watervoorziening, zonder elektriciteitsnet en zonder generator.

Hoogvlakte, Madagaskar Gevatte bron: 1,2 tot 1,9 m³/u Behoefte: 32 m³/dag, het hele jaar Hoogteverschil 18 m · leiding 500 m Geen elektriciteitsnet, geen generator
Het project

De behoefte, zoals de gemeente ze verwoordt

Het dorp is gegroeid en de bestaande zwaartekrachtleiding houdt geen gelijke tred meer. Het goede nieuws is er al: de gevatte bron vult via zwaartekracht een buffertank van 32 m³ aan de voet van het dorp. Wat rest is de opvoer: elke dag 32 m³ naar het distributiereservoir brengen dat boven de woningen ligt, zodat het water daarna vanzelf terug naar de waterpunten stroomt.

32 m³/dagde waterbehoefte van het dorp, het hele jaar: het water van elke dag, geen seizoensirrigatie
1,2 tot 1,9 m³/uhet debiet van de bron naargelang het seizoen, oftewel 29 tot 46 m³ per dag, opgevangen in de buffertank van 32 m³
18 mhet hoogteverschil tussen de buffertank en het dorpsreservoir, op 500 m leiding daarvandaan
20 m³het hooggelegen distributiereservoir, dat het dorp via zwaartekracht voedt

Bijzonderheid van de site: geen boorput. De pomp wordt rechtstreeks in de buffertank gedompeld, 2 meter onder het oppervlak. En geen betrouwbare elektriciteit in de buurt: rechtstreeks pompen op zonne-energie, zonder batterijen, dringt zich vanzelf op.

Stap 1

De invoergegevens in LE LAB

Een paar minuten invoer. De referentiestad voor zoninstraling is Antananarivo, op zo'n honderd kilometer afstand, op dezelfde hoogvlakte en dezelfde hoogte als de site. De ingevoerde diepte is slechts 2 m, omdat de pomp in de tank wordt gedompeld; de opvoer van 21 m dekt het hoogteverschil en de hoogte van het reservoir. De totale opvoerhoogte wordt automatisch berekend: 38 m, waarvan 41% afkomstig is van de drukverliezen van de leiding. Over 500 meter weegt de leiding even zwaar als de helling: dat is precies wat een dimensionering moet meetellen.

Overzicht van de studie in LE LAB: Antananarivo, 32 m³ per dag het hele jaar, diepte 2 m, opvoer 21 m, 500 m leiding, berekende HMT 38 m, geen elektrische aanvulling, watervoorraad 20 m³

Het overzicht vóór de berekening: negen antwoorden volstaan, de totale opvoerhoogte wordt voor u berekend.

Stap 2

Wat LE LAB voorstelt

Vier panelen. Om het water van een heel dorp op te pompen, is de gekozen oplossing een LORENTZ PS2-1800 met de HRE-32-eindtrap, een schroefrotor, gevoed door 4 panelen van 515 Wp, oftewel 2060 Wp in één streng. Gemiddelde productie: 44,0 m³ per dag, van 38,1 m³ in juni tot 48,5 m³ in oktober. LE LAB beveelt krap drie panelen aan; de studie houdt er vier, via de pro-aanpassing van het zonneveld, om juni en juli boven de behoefte te tillen. Het veld blijft zo klein omdat de hoogte beperkt blijft en de zoninstraling van de hoogvlakte overvloedig en regelmatig is. Dat is de soberheid die eigen is aan goed gedimensioneerd rechtstreeks pompen op zonne-energie: geen batterijen, heel weinig panelen, geen brandstof.

Door LE LAB voorgestelde oplossing: pomp LORENTZ PS2-1800 HRE-32, zonneveld van 2060 Wp in 4 panelen van 515 Wp, gemiddelde productie 44,0 m³ per dag, met de vermelding zonneveld handmatig aangepast, aanbeveling 3 panelen

De oplossing in één oogopslag: pomp, zonneveld en gemiddelde productie.

Waarom een LORENTZ? LE LAB stelt ook een alternatief van een ander merk voor, maar dat vraagt vier panelen waar de aanbevolen LORENTZ er drie nodig heeft, voor een iets lagere gemiddelde productie. En voorbij het cijfer is er het terrein: LORENTZ is goed aanwezig op Madagaskar, met installateurs die deze pompen kennen en onderdelen die te vinden zijn. Voor een dorpssysteem dat jarenlang moet meegaan, ver van alles, telt de lokale onderhoudsketen even zwaar als het technische blad.
Stap 3

Bijna platliggende panelen, zonder iets te verliezen

Op deze breedtegraad bedraagt de berekende optimale hoek 21°, met panelen op het noorden gericht, aangezien we ons op het zuidelijk halfrond bevinden. Maar een laag en weinig hellend frame is eenvoudiger om lokaal te bouwen en biedt minder weerstand aan de wind, een echt aandachtspunt in een land dat aan cyclonen blootstaat. De hoekinstelling van LE LAB becijfert de afweging.

Instelling van de hellingshoek van de panelen op 11 graden in LE LAB: de jaarproductie blijft op 100% van het optimum van 21 graden

Bij 11° blijft de jaarproductie op 100% van het optimum: het eenvoudige frame kost niets, en deze helling volstaat om de regen de panelen te laten schoonspoelen.

Stap 4

De productie, maand per maand en uur per uur

De maandelijkse productie wordt afgelezen tegenover de behoefte, op basis van zestien jaar PVGIS-zoninstralingshistoriek van de regio. Het dieptepunt ligt in juni, de zuidelijke winter: 38,1 m³ per dag, boven de gevraagde 32 m³; juli volgt met 39,3 m³. De overige maanden schommelen tussen 40,4 en 48,5 m³. De weergegeven neerslagcurve vertelt de andere helft van het klimaat: van 475 mm in januari tot 46 mm in september is het lange droge seizoen precies de periode waarin het water van de bron kostbaar wordt.

Geraamde maandelijkse productie tegenover de behoefte van 32 m³ per dag, kritieke maand juni met 38,1 m³ per dag, neerslagcurve van 475 mm in januari tot 46 mm in september

Met het vierde paneel komen alle maanden boven de behoeftelijn uit, juni en juli inbegrepen. De kritieke maand wordt getoond, niet verborgen.

Dagelijkse opbrengst van een typische dag in augustus: debiet uur per uur, piek op 5,5 m³/u, 43,0 m³ geproduceerd, behoefte van 32 m³ gedekt met 34% marge

De typische dag van augustus, uur per uur: de pomp stijgt tot 5,5 m³/u tijdens de uren vol zon en produceert 43,0 m³, oftewel 34% marge op de behoefte.

Twee ritmes, één tank. De bron stroomt 24 uur per dag met minder dan 2 m³/u; de zonnepomp trekt tot 5,5 m³/u tijdens de zonuren. Het is de buffertank van 32 m³ die beide verzoent: hij vult zich langzaam op, dag en nacht, en de pomp ledigt hem op het ritme van de zon. Elk werkt op zijn eigen tempo, en de nacht laadt weer op wat de dag heeft opgepompt. De validatie is dus tweeledig: de pompenergie aan de ene kant, het laagwaterdebiet van de bron aan de andere; dat laatste wordt ter plaatse gemeten.
Stap 5

Het reservoir van 20 m³ op de testbank

LE LAB simuleert de watervoorraad dag na dag over zestien jaar PVGIS-weerhistoriek. Met alleen het reservoir van 20 m³ zijn 355 van de 365 dagen volledig gedekt. LE LAB meldt toch een ontoereikende dekking, want er blijven onvolledige dagen over: 10 per gemiddeld jaar, die nog altijd 73% van de behoefte leveren. Het tekort over het jaar blijft beperkt tot 83 m³ op 11.688, oftewel 0,7%. De ongunstigste episode van de zestien gesimuleerde jaren: van 2 tot 11 januari 2009, 10 dagen weinig zon.

Blok autonomie en watervoorraad: 355 van de 365 dagen gedekt met het reservoir van 20 m³, waarschuwing ontoereikende dekking, 10 onvolledige dagen die 73% van de behoefte leveren, ontbrekend volume 83 m³ op 11688 per jaar, richtwaarden 61 m³ en 91 m³

De richtwaarden becijferen het vervolg als de gemeente naar nul gebreken streeft: 61 m³ zou de onvolledige dagen terugbrengen tot hooguit één per jaar, 91 m³ zou elke dag van de zestien jaar dekken.

De marge die de berekening niet meetelt. LE LAB simuleert hier alleen het reservoir van 20 m³. Op het terrein blijft de buffertank van 32 m³ de hele nacht doorvullen en vormt een extra buffer: de werkelijke robuustheid is beter dan wat wordt getoond. De 10 onvolledige dagen wegen samen 83 m³ over het jaar, oftewel gemiddeld ongeveer 8 m³ per betrokken dag: een volume dat die buffertank in de praktijk opvangt. En voor het water van een dorp geldt: een "onvolledige" dag bij 73% wordt opgevangen door de verdeling enkele uren te rantsoeneren, niet door het water af te sluiten.
Stap 6

De fabriekscurven, op het werkelijke werkpunt

De Q/H-curven van de pomp, getekend op basis van de officiële LORENTZ-gegevens, met de hoogte van het project uitgelicht: 5,5 m³/u op de curve van 38 m, op het maximum van de pomp. De HRE-32 aanvaardt tot 5,8 m³/u en 50 m: de opvoerhoogte van het project blijft onder dat plafond, terwijl het debiet bovenaan het bereik zit.

Fabriekscurven van de pomp PS2-1800 HRE-32: debiet volgens het beschikbare vermogen per opvoerhoogte, werkpunt 5,5 m³/u bij 38 m

Debiet volgens het beschikbare vermogen, per opvoerhoogte. De gele curve is die van het project, bij 38 m.

Wat dit praktijkvoorbeeld laat zien

De tool schetst het kader, het vakmanschap geeft de doorslag

4 panelende soberheid van goed gedimensioneerd rechtstreeks pompen op zonne-energie: geen batterijen, geen brandstof, heel weinig materiaal
2 m³/ude echte beperking van het project is de bron, niet de zon: bij ernstige laagwaterstand levert ze amper 29 m³ per dag voor de gevraagde 32, en het meten van het debiet ter plaatse blijft de voorwaarde voor elke offerte
16 jaarde productie en het reservoir worden dag na dag getoetst aan zestien jaar PVGIS-zoninstralingshistoriek van de hoogvlakte
Eerlijkheidde 10 onvolledige dagen worden getoond, de niet-meegetelde marge van de buffertank wordt vermeld, en de pompkeuze steunt bewust op het argument van de lokale keten

Uw project verdient dezelfde studie

Doorloop deze studie met uw eigen cijfers: locatie, behoefte, bron of boorput. Gratis, zonder inschrijving, resultaat in enkele minuten.

Mijn project dimensioneren Bekijk de andere praktijkvoorbeelden