Un sistema de bomba fotovoltaica con energía solar tiene tres partes:
Los paneles solares representan la mayor parte (hasta el 80%) del costo de los sistemas. El tamaño del sistema fotovoltaico depende directamente del tamaño de la bomba, la cantidad de agua requerida (m³ / d) y la irradiancia solar disponible.
El propósito del controlador es doble. En primer lugar, combina la potencia de salida que recibe la bomba con la potencia de entrada disponible de los paneles solares. En segundo lugar, un controlador generalmente proporciona una protección de bajo voltaje, por lo que el sistema se apaga, si el voltaje es demasiado bajo o demasiado alto para el rango de voltaje de operación de la bomba. Esto aumenta la vida útil de la bomba, reduciendo así la necesidad de mantenimiento.
El voltaje de los motores de la bomba solar puede ser AC (corriente alterna) o DC (corriente continua). Los motores de corriente continua se usan para aplicaciones pequeñas a medianas de hasta aproximadamente 3 kW de potencia, y son adecuados para aplicaciones como fuentes de jardín, paisajismo, agua potable para ganado o proyectos de riego pequeños. Dado que los sistemas de CC tienden a tener niveles de eficiencia más altos que las bombas de CA de un tamaño similar, los costos se reducen a medida que se pueden usar paneles solares más pequeños.
Finalmente, si se usa una bomba solar de corriente alterna, es necesario un inversor que cambie la corriente continua de los paneles solares a corriente alterna para la bomba. El rango de potencia admitido de los inversores se extiende desde 0,15 a 55 kW y se puede utilizar para sistemas de riego más grandes. Sin embargo, el panel y los inversores deben dimensionarse en consecuencia para adaptarse a la característica de irrupción de un motor de CA.
Las bombas de agua que funcionan con energía solar pueden suministrar agua potable y agua para el ganado o para fines de riego. Las bombas de agua solares pueden ser especialmente útiles en el riego a pequeña escala o en la comunidad, ya que el riego a gran escala requiere grandes volúmenes de agua que, a su vez, requieren una gran cantidad de paneles solares fotovoltaicos. Como el agua solo puede requerirse durante algunas partes del año, un gran campo fotovoltaico proporcionaría un exceso de energía que no es necesariamente necesario, lo que hace que el sistema sea ineficiente.
Los sistemas de bombeo de agua con energía solar fotovoltaica se utilizan para el riego y el agua potable en La India . La mayoría de las bombas están equipadas con un motor de 2000 vatios - 3,700 vatios que recibe energía de un conjunto fotovoltaico de 4,800 Wp. Los sistemas de 5 hp pueden entregar aproximadamente 124,000 litros de agua por día desde un total de 50 metros de altura de salida y 70 metros de altura dinámica. Hasta el 30 de agosto de 2016, se habían instalado un total de 1,20,000 sistemas de bombeo de agua con energía solar fotovoltaica en INDIA.
En lugar de generar electricidad para hacer girar un motor, la luz solar puede concentrarse en el intercambiador de calor de un motor Stirling y usarse para accionar una bomba mecánicamente. Esto prescinde del costo de los paneles solares y equipos eléctricos. En algunos casos, el motor Stirling puede ser adecuado para la fabricación local, eliminando la dificultad de importar equipo. Una forma de motor Stirling es el motor fluidyne que opera directamente sobre el fluido bombeado como un pistón. Las bombas solares Fluidyne se han estudiado desde 1987 [5] Al menos un fabricante ha realizado pruebas con una bomba de energía solar Stirling .