Batería de respaldo para pozo de agua de 240 V (EE. UU.)

Tengo una bomba de pozo. Quiero construir una batería de respaldo (y, eventualmente, cargar las baterías con energía solar y, más eventualmente, pasar a la energía solar a tiempo completo).

Es 1/2 caballo de fuerza en un circuito de 240v. Es un Webtrol WS1005L con un motor Franklin Electric. Según la documentación del fabricante, consume un máximo de 6 amperios en los dos cables con una carga máxima de 960 vatios y solo necesita un disyuntor de 15 amperios.

especificaciones del fabricante

El fabricante también dice que puede funcionar con un generador de 2000 vatios.

especificaciones del generador

Tiene un cable fornido con un enchufe de cuatro clavijas.

enchufe de cuatro puntas

Estoy tratando de averiguar qué combinación de inversor y baterías necesito para alimentarlo.

Para el inversor... No puedo encontrar un inversor que tenga una salida como esa. ¿Hay uno? ¿Esos enchufes universales de aspecto funky funcionan para eso? ¿Puedo usar un adaptador para llegar a un enchufe más "normal"?

Para las baterías... Supongo que necesito una cantidad de baterías AGM selladas de 100 Ah, y si mis cálculos son correctos, una batería me dará unos... 8 segundos de tiempo de funcionamiento. ¿Cuántos debo tener? ¿Debo conectarlos juntos como 24V o dejarlos como 12V?

¡Cualquier ayuda sería apreciada!

Si finalmente va a usar energía solar completa, ¿por qué no buscar una batería para "toda la casa", como un Tesla Powerwall? Eso debería marcar todas sus casillas, aunque no mencionó el presupuesto.
que parece más grande que un 15 amperios, debería haber algunos números como L15-20 o L14-20 posiblemente 30 pero parece más grande que un 15a. Supongo que es un enchufe de 30 amperios, se debe usar el enchufe correcto, ¿hay un inversor? He visto que se usó el bloqueo giratorio incorrecto, los números lo dirán. En cuanto a las baterías, depende del voltaje solar que desee configurar. Pero para darles una idea, las baterías de la serie 10 proporcionarían 120v, necesita más de 240 pérdidas y realmente no puede descargar las baterías más allá del 50%, por lo que puede ver que se está quedando sin energía rápidamente con 10 baterías. 4 horas de estadio de béisbol completamente cargadas.
¿Cuántos cables van de la bomba al enchufe? También mencioné el tipo de enchufe en los comentarios. Si tiene un control de 3 cables con conexión a tierra a la bomba, es posible que tenga tapas de arranque y esté usando todos los cables, por eso mencioné la fase 3. enchufe si se usa este método, ese es el enchufe adecuado, no el L14; no en ambos casos, el 30 a no cumpliría con el código.
¿Qué tan importante es poder extender este sistema a otras cargas en el futuro? ¿Quieres poder sustentarlo con un generador además de paneles solares?
@ThreePhaseEel No anticipo agregar otras cargas ya que está bastante lejos de la casa. Un generador sería una buena opción para tener.
@AndrewKvochick: supongo que el cabezal del pozo está sentado en/al lado de una casa de bombas (o una choza de algún tipo), ¿no?
@ThreePhaseEel sí
@AndrewKvochick, una pregunta más, ¿el revestimiento de su pozo es de metal o de plástico?

Respuestas (3)

La oleada de arranque del motor será el mayor problema. Probablemente necesitará un inversor de 2000 W para esto.

El motor seguramente será de 240V. Los motores de las bombas funcionan con el voltaje más alto practicable para reducir la caída de voltaje. Por lo general, un motor se encuentra en el fondo de un pozo potencialmente profundo, por lo que el recorrido desde la casa hasta el cabezal del pozo y luego hacia el pozo mismo puede ser de 600 pies en algunos casos. Ejecutar eso en 120V sería totalmente inviable.

En cuanto al consumo, 6A x 240V es 1440 VA. VA es la "forma de onda completa", "vatios" es la parte de la forma de onda que la bomba realmente usa. Afortunadamente el inversor solo tiene que hacer la pieza. Entonces puede calcular el consumo de 960W de las baterías. Eso será

  • 80A a 12V
  • 40A a 24V
  • 27A a 36V
  • 20A a 48V

No vale la pena subir más porque la alimentación de CC comienza a volverse peligrosa por encima de los 48 V, y Code requiere que la maneje con mucho más cuidado.

El voltaje se decide realmente por el costo y la disponibilidad de los aparatos que se conectan al banco de baterías. También tenga en cuenta que la caída de voltaje en el cableado es mucho peor con voltajes más bajos. ¡El cable "debería" de aluminio fornido es tu amigo!

Para hacer funcionar la bomba durante una hora se necesitarían 960 vatios-hora. Para hacerlo funcionar durante un minuto se necesitarían 16 vatios-hora.

Capacidad de la batería

Su batería de 100 AH puede suministrar 100 A durante 1 hora, pero solo unas pocas veces. Una descarga profunda como esta daña y reduce la vida útil de una batería de plomo-ácido. Si necesita descargar profundamente una batería con regularidad, utilice una de tipo níquel o litio. Una mejor regla general para un plomo-ácido de ciclo profundo de calidad es calcular el uso diario del 30% de su capacidad, así que cuente con 30AH @ 12V para un solo ciclo profundo. Eso también es 360 vatios-hora.

Entonces, si tiene un sistema de 2 baterías, eso es 30AH @ 24V, o 720 vatios-hora.

Sorteo vs capacidad

Como se dijo, la bomba consume 16 vatios-hora por minuto de funcionamiento. Un sistema de 2 baterías le brinda 720 vatios-hora (razonablemente, diariamente)... así que hará funcionar la bomba durante 45 minutos.

Para recargar eso, debe poner, agregar un factor de fudge allí para la eficiencia de carga, 1000 vatios-hora del panel solar. Suponiendo 5 horas de sol respetable, eso es 200 vatios de panel solar.

Eso sí, una fuga realmente te arruinaría. Porque haría que la bomba arranque periódicamente a medida que la presión del agua baja. Simplemente no tendría la bomba energizada las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Tendría un botón en cada grifo de agua que activa la bomba durante 15 minutos.

No haga funcionar el inversor a menos que el interruptor de presión de la bomba se active.

Tener un inversor "girando" las 24 horas del día, los 7 días de la semana esperando una carga intermitente como un motor de bomba o un refrigerador, es un desperdicio de electricidad, porque el inversor tiene una "carga de reserva". La carga en espera no es terrible en papel , pero la carga está activa las 24 horas del día, los 7 días de la semana, por lo que realmente suma . Es similar a las "cargas de vampiros" de las cajas de televisión por cable y las verrugas de la pared. Como tal, debe armar el sistema de la bomba para que el interruptor de activación de la bomba realmente encienda el inversor. Luego, el inversor debe apagarse cuando el consumo de corriente de la bomba haya bajado a cero durante unos minutos.

Si puede, no almacene electricidad, almacene agua en lugares altos

Si tiene el terreno para lograrlo, concéntrese en su objetivo final: la presión y el flujo de agua cuando abre un grifo. ¡Puedes hacer eso con un tanque grande, en lo alto! Este es un sistema pasivo que funcionará mientras dure el agua. Es mucho mejor almacenar agua en un tanque que electricidad en baterías.

El tanque solo necesita ser rellenado de vez en cuando, y su sistema solar puede hacerlo con energía de "descarga": el exceso de energía sobrante se desecharía porque todas las cargas están satisfechas y las baterías están llenas. En resumen, cuando el sistema vea que la batería está al 100 % y el tanque no está lleno, haga funcionar la bomba durante 5 minutos. Si esto no está a la altura de la demanda de agua, agregue paneles al sistema.

Esto es bueno y me hace cuestionar mi estrategia. Ahora me pregunto si debería hacer una minitorre de agua y construir dos generadores solares de una sola batería que pueda combinar en caso de emergencia. Entonces los usaría para rematar la torre de agua. ¿Qué piensas sobre conectar físicamente a este chico malo a un inversor? ¿Hay inversores de 2000 W con un enchufe que me permitan ponerme en marcha? ¿Con un adaptador?
@AndrewKvochick Propongo el cableado porque instalar cables de extensión como una instalación permanente viola NEC 400.10 y 110.12. Si desea hacerlo de esa manera, la primera parada es determinar YTH esta bomba tiene un enchufe NEMA L14-30 cuando solo necesita un 6-15. Entonces es solo cuestión de identificar un "generador solar" (léase: batería + inversor + ruedas/mango + 300% de margen de beneficio) con un enchufe de 6-15. No necesita ponerlos en paralelo, solo puede usar uno hasta un nivel de descarga prudente y luego mover el enchufe al otro.
Parece que tendría razón para llamar al electricista para que lo rehaga con un enchufe/receptáculo de 6-15. ¿No?
@Andrew Ciertamente vale la pena conversar con el electricista sobre por qué ese conector en particular. Honestamente, se está poniendo en una seria desventaja al tratar de hacer algo tan especializado con energía eléctrica, pero sin las habilidades/chuletas/confianza para hacer bricolaje, incluso algo simple como un cambio de enchufe. Se trata menos de la llamada de servicio de $100... y más del tiempo necesario para programarla y esperarla. Por eso cambio mi propio aceite jajaja... significa no tener que entregar el auto.

Si aún no ha comprado la bomba, es posible que desee reconsiderarlo. Si compra una bomba trifásica, puede usar un VFD para alimentarla. Use un VFD que acepte una entrada de CC directamente, entonces no necesita el inversor (ES un inversor). Eso evitará el aumento de corriente de arranque del motor, porque VFD controla eso. Las desventajas: su voltaje de CC para una bomba de 230 V deberá ser de alrededor de 330 V CC, por lo que son 28 baterías de 12 voltios en serie (yo iría a 30 para darle algo de espacio libre a medida que las baterías envejecen). También va a ser caro.

Alternativa #2; obtenga una bomba de pozo alimentada por energía solar, básicamente un motor de bomba de CC de imán permanente, no se necesita ningún inversor. También caro, pero MUCHO más simple.

Todavía tiene corrientes de arranque, el vfd puede tardar más en arrancar Con un voltaje reducido, pero la carga en el sistema durará más. Pero si el vfd es capaz de una alimentación de CC directa que eliminaría algunas pérdidas, también hay VFD monofásicos. Los he usado para variar las velocidades de bombeo monofásicas, no tan eficientes como las trifásicas, pero existen.

Hay muchas preguntas en su pregunta, responderé la relacionada con el enchufe. Parece un enchufe tipo L14-30 (L14-30P es el enchufe, L14-30R es el receptáculo). Son un enchufe de tipo de bloqueo (bloqueado por torsión).

Estos son bastante comunes en los generadores. Si no puede encontrar un inversor con este tipo de receptáculo, puede obtener fácilmente un adaptador prefabricado o hacer uno propio; hay extremos de cable disponibles en la mayoría de las tiendas de mejoras para el hogar o en línea.

Pero como señaló Ed Beal en su comentario, este no parece ser el enchufe correcto para el amperaje de su bomba de todos modos. Debe cambiarlo por uno que coincida con el consumo de corriente de su bomba y el interruptor que protege este circuito. Los detalles de las reglas sobre esto se pueden encontrar en las respuestas a esta pregunta .

¡Gracias! Para el enchufe, supongo que mi pregunta era más básica. He visto adaptadores que lo convertirán al estilo de tres clavijas y un enchufe de estilo doméstico normal de 15 amperios. ¿Está bien mientras el cable sea lo suficientemente grueso? No quiero enchufar positivo en neutral o algo así.
No, también vi ese y no es aceptable usarlo. Necesita un adaptador NEMA 14-30P a L14-30R, como este (casualmente es el primero que encontré, no es una recomendación específica): homedepot.com/p/…
En realidad, 30 amperios en una bomba de 6 amperios es una violación del código.
Aunque eso es lo que trae la bomba de fábrica? O tal vez no deberíamos asumir que este enchufe se instaló de fábrica.
No vino de fábrica. Le pedí a un electricista que le pusiera un enchufe y eso fue lo que obtuve. ¿Cuál es el enchufe correcto @EdBeal?
Batería de respaldo para pozo de agua de 240 V (EE. UU.)
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