Principe général :
Les système de pompage utilisés dans le développement des pays à fort ensoleillement sont du type dit "au fil du soleil". Ces système ne stockent pas d'énergie. Par-contre c'est l'eau qui est stockée dans un château avant d'être distribué par gravitation dans un réseau de fontaines publiques.
Dimensionnement d'un système :
La puissance d'un pompage solaire dépend de 2 facteurs essentiels : la quantité d'eau à pomper chaque jour et la hauteur manométrique à laquelle doit être relevée cette eau.
Quantité d'eau
- Distribution par borne fontaine : 35 L/pers/jour
- Adduction individuelle : 50 L/pers/jour
Hauteur manométrique (HMT)
Différence d'altitude entre le niveau auquel se stabilise la surface de l'eau dans le puits ou le forage au cours du pompage (niveau dynamique) et le point d'entrée au sommet du château-d'eau. Vient s'y ajouter les pertes de charge (on choisit des diamètres de canalisation qui limitent ces pertes à 10% maximum de la HMT).
Constitution d'un système de pompage solaire :
Champ solaire
- Sa puissance, exprimée en watt-crête, doit permettre de pomper chaque jour la quantité d'eau nécessaire pour la HMT donnée.
Moteur
- Plusieurs types de moteurs électriques sont fournis par les fabricants de pompe solaire : courant continu à aimant permanent, brushless, alternatif monophasé ou triphasé.
Chaque type de moteur correspond à une gamme de puissance, les moteurs triphasés étant réservés aux puissances les plus importantes.
Hydraulique
- A membrane (petit débit et faible hauteur),
- Volumétriques (hauteur et débit moyens)
- Centrifuges (hauteur et débit importants).
Électronique de pilotage
- Elle permet d'adapter le courant continu fourni par le champ solaire au type de moteur et d'assurer un rendement optimal du pompage. L'électronique gère également un certain nombre de sécurités : réservoir plein, manque d'eau dans le puits ou le forage, surchauffe, blocage moteur…
Durée de vie des installations :
Les panneaux solaires ont une garantie constructeur de 25 ans en moyenne. Ceci signifie que le constructeur certifie que le panneau ne verra pas son rendement baisser de plus de 2 à 3% sur ce laps de temps. Donc un champ solaire bien surveillé et bien entretenu devrait pouvoir continuer à fonctionner au-delà de 25 ans. En fait les seuls points problématiques résident dans l'abrasion du verre sous l'effet des vents de sable et l'opacification sous les rayonnements, des colles utilisées pour fixer le verre sur les cellules silicium.
Le moteur, l'hydraulique et l'électronique de puissance ont des durées de vie plus courtes, autour de 8 ans. Hydrauliques centrifuges et moteurs présentent des pièces d'usures et doivent être remplacés à terme, tout comme l'électronique de régulation qui, comme tout appareil de ce type, a une durée de vie limitée.
Quelques exemples de pompe :
Shurflo 9300
- Pompe courant continu à membrane
- Débit : 400 à 2400 L/jour - HMT : 10 à 70 m
- Puissance champ solaire : 40 à 130 Wc
Grundfos SQFlex + CU 200
- Moteur à courant alternatif et hydraulique volumétrique
- Débit : 1 à 120 m3/jour - HMT : 5 à 120 m
- Puissance champ solaire : 100 à 1200 Wc
Tenesol - TSP 2000 - 4000 - 6000
- Moteur à courant alternatif triphasé et hydraulique centrifuge
- Débit : 12 à 130 m3/jour - HMT : 10 à 120 m
- Puissance champ solaire 800 à 5600 Wc
BP Solar
- Moteur à courant alternatif triphasé et hydraulique centrifuge
- Débit : 1 à 390 m3/jour - HMT : 5 à 300 m
- Puissance champ solaire 60 à 9600 Wc.