Hoe bouw je een off-grid zonne-pompsysteem?

Lange periodes van droogte en dan weer extra veel regen. Hoe kunnen we als agroecologische boeren slim omgaan met water? Jan-Jaap Scholten van De Nieuwe Akker in Schalkhaar bouwde zijn eigen off-grid pompsysteem en tijdens een Boerenwerkplaats liet hij zien hoe je er zelf een kan maken.

Hieronder vind je een instructie hoe je zelf een soortgelijk systeem kan bouwen. Mocht je dit systeem graag een keer bouwen met anderen boeren of de onderdelen in groepsverband bestellen? Stuur dan een mailtje naar info@toekomstboeren.nl. Het lijkt ons heel leuk om vanuit de Werkplaats Agroecologie meer gezamenlijke bouw- en knutselprojecten op te zetten.

De volgende onderwerpen komen hieronder aan bod:

  • Wat is een off-grid zonne pompsysteem?
  • Hoe werkt het?
  • Kosten
  • Opmerkingen
  • Extra: simpele electraoefening

Wat is een off-grid zonne pompsysteem?

Dit waterpompsysteem draait volledig op zonneenergie en kan worden gebruikt voor meerdere vormen van irrigatie zoals druppelslangen of een sproeiersysteem. Met dit systeem kan je dus volledig off-grid je tuin bewateren. Dit systeem is ontworpen en gebouwd op de Nieuwe Akker en wordt daar gebruikt om een tuin van 0,5 ha te irrigeren. Bij voldoende zon leveren de zonnepanelen genoeg stroom om continu te kunnen pompen. Zonder zon kan een volle accu ongeveer voor een half uur genoeg stroom voor de pomp leveren. De capaciteit van de pomp is ±3800L/uur. Dit pompsysteem is redelijk makkelijk zelf samen te stellen uit onderstaande onderdelen.

Hoe werkt het?

Het doel van dit pompsysteem is om zonne-energie om te zetten in bewegend water. Dit gebeurt door de 5 componenten aan elkaar te koppelen: een zonnepaneel, een laadregelaar, een accu, een omvormer en een pomp.

De zonnepanelen

Het zonnepaneel zet energie van de zon om in electriciteit. Bij de Nieuwe Akker zijn 2 zonnepanelen van elk 425W, parallel aan elkaar gekoppeld. Waardoor ze 850W aan vermogen kunnen leveren.

De laadregelaar

De laadregelaar reguleert de stroom, waardoor er niet teveel (overladen) of te weinig (onderladen) stroom naar de accu stroomt.

De Accu

De accu fungeert als een buffer door de energie die het zonnepaneel levert op te slaan. Zodat er (bij een opgeladen accu) altijd voldoende electrische energie beschikbaar is om een apparaat aan te drijven.

De accu op de foto is de lithium accu. Een stuk duurder dan de VMF Semi Tractie Accu 40Ah, die in de onderdelen lijst staat. 

De omvormer

De stroom die via het zonnepaneel en de accu geleverd word is gelijkspanning, maar apparaten die op 220v werken gebruiken  doorgaans wisselspanning. De omvormer zorgt ervoor dat de gelijkspanning van 12V omgezet wordt naar wisselspanning van 220V. De omvomer bij de Nieuwe Akker heeft een continu vermogen van 1500 watt met een korte piek naar 5000 watt. Dat de omvormer deze piek aankan is belangrijk omdat er extra stroom nodig is om de pomp aan de praat te krijgen. De keuze om de stroom om te vormen heeft te maken met de kosten en het vermogen. Een 12 volt pomp is ook een optie, maar deze pompen zijn echter veel duurder en hebben een lager pompvolume.

De pomp

De pomp bij de Nieuwe Akker is aangesloten op een zelfgeslagen waterput en kan gebruikt worden voor verschillende vormen van irrigatie zoals druppelslangen of een sproeiersysteem. Bij de Nieuwe Akker worden zonder probleem een tiental druppelslangen(driptape) van 60 meter tegelijkertijd bediend. Driptape werkt al bij een lage druk. Een buis met verneveldoppen of een flinke sectorsproeier vragen veel meer druk. Dit systeem kan een vernevelbuis met 20 verneveldoppen net aan.

Kosten

OnderdeelTypePrijs
2 zonnepanelenTiger Neo N-type 54HL4R-(V) 425 watt€85,- x2
1 Zonne-laadregelaarEcgsolax 60a Mppt Zonne-Energie Laadregelaar 12V 24V 36V 48V Auto€35,-
1 accu 40AhVMF Semi Tractie Accu 40Ah, 12 volt€65,-
Omvormer (12-220v)Fdik Omvormer 12V 220V Pure Sinus, Dc Naar Ac 5000W€137,-
Pomp 220v, 650WEinhell GC-GP 6538 Tuinpomp 3800l/uur, 3,6 bar€70,-
OverigKabels, klemmen, stekkers, etc€50,-
  €527,-

Opmerkingen

Vermogen(Watt) = Spanning(Volt) x Stroom(Ampere)
Bijvoorbeeld; 1 Zonnepaneel geeft max 425 watt en ongeveer 36 volt. Dan kan de stroom 425:36= 12 A per zonnepaneel zijn. Bij 2 zonnepanelen is dat 24 A. Dat moet je laadregelaar dus aankunnen. Ik heb in totaal 5 zonnepanelen. Vandaar dat de laadregelaar 5×12=60A aankan.

Een gewone auto accu is niet geschikt, want die is niet ontworpen om diep ontladen te worden. Die gaat snel kapot bij veel ontladingen. Semi-tractie en lithium accu’s zijn wel geschikt.

Bovenstaande omvomer heeft een continu vermogen van 1500 watt met een korte piek van 5000 watt. Dat de omvormer deze piek aankan is belangrijk omdat er extra stroom nodig is om de pomp aan de praat te krijgen. (piekvermogen= 8 x nominaal vermogen van de pomp. 8 x 600  =4800 watt)

Met een grotere accu kan je als er geen zon is langer pompen of de stroom voor andere doeleinden gebruiken

De accu ‘100 Ah 12V 100Ah Lifepo4 Batterij Pack Oplaadbare Lithium Ijzer’ heeft 60ah meer capaciteit dan de bovenstaande 40ah accu en kost € 160

Extra: simpele electraoefening

Een belangrijk uitgangspunt van de Boerenwerkplaatsen is dat het altijd toegankelijk is voor iedereen, ook als je nog geen (technische) voorkennis hebt. Daarom hebben we tijdens deze Boerenwerkplaats eerst een simpele miniversie gemaakt van een zonne-pompsysteem, zodat de basisprincipes van electrische circuits voor iedereen duidelijk waren. Dit systeem kan je met goedkope onderdelen ook thuis nabouwen om te oefenen of je kan er naar vragen als onze Mobiele Werkplaats bij jou in de buurt is. Wij hebben alle onderdeeltjes in huis om hiermee op schaal te oefenen.

Dit PDF bestand kan je downloaden en dubbelzijdig uitprinten. Deze kan je vervolgens tot een A5 boekje vouwen om zelf de oefening te doen.

Deze boerenwerkplaats wordt mede mogelijk gemaakt door: