Слънчеви водни помпи

Надеждното и чисто водоснабдяване е съществена необходимост, но в момента голям брой хора нямат това основно снабдяване. Слънчевите водни помпи са социално и екологично привлекателна технология за водоснабдяване. Особено ако нуждата от вода е на отдалечени места, които са извън обсега на електропроводи, слънчевата енергия често е икономически предпочитаната технология.

Въвеждане на технологията за слънчеви водни помпи

Соларните водни помпи могат да доставят вода на места, които са извън обсега на електропроводи. Обикновено такива места разчитат на човешка или животинска енергия или на дизелови двигатели за водоснабдяването си (Omer, 2001). Слънчевите водни помпи могат да заменят настоящите помпени системи и да доведат както до социално-икономически ползи, така и до ползи, свързани с климата. Водата, доставена от соларната водна помпа, може да се използва за напояване на култури, поене на добитък или за осигуряване на питейна вода.

Слънчевата водна помпена система е по същество електрическа помпена система, в която електричеството се осигурява от един или няколко фотоволтаични ( PV ) панела. Типична помпена система със слънчево захранване се състои от масив от слънчеви панели, който захранва електрически мотор, който от своя страна захранва сондажна или повърхностна помпа. Водата често се изпомпва от земята или се стича в резервоар за съхранение, който осигурява гравитационно захранване, така че съхранението на енергия не е необходимо за тези системи. Типична инсталация е илюстрирана на фигура 1.

 

Осъществимост на технологията и оперативните нужди на технологията за слънчеви водни помпи

Има два основни вида технологии за соларни водни помпи: а) центробежна помпа, която използва високоскоростно въртене, за да засмуква вода през средата на помпата. Повечето конвенционални помпи с променлив ток (AC) използват такова центробежно работно колело. Въпреки това, когато работи на ниска мощност, производителността на помпата пада драстично. Това прави центробежните помпи по-малко подходящи за соларни приложения, тъй като трябва да се очаква ниска мощност поради облачно време; и б) обемна помпа, която обикновено използва бутало за пренос на вода (Short & Thompson, 2003). Много слънчеви водни помпи използват помпа с положително изместване, която вкарва вода в камера и след това я изтласква навън с помощта на бутало или спирален винт. Тези типове обикновено изпомпват по-бавно от другите типове помпи, но имат добра производителност при условия на ниска мощност и могат да постигнат високо повдигане. Тъй като PV е скъпо и е прекъсващ източник на енергия, соларните помпи трябва да бъдат възможно най-ефективни. Ефективността на помпата се измерва в количеството изпомпана вода на ват използвана електроенергия.

Съществуват два вида помпи: потопяеми помпи и повърхностни помпи. Зависи от водоизточника кой тип помпа е по-подходящ. В случай на кладенец, помпата трябва да бъде поставена под вода. Повърхностните помпи могат да бъдат поставени на брега на езеро или, в случай на плаваща помпа, върху водата. Повърхностните помпи са по-евтини от потопяемите помпи, но не са много подходящи за засмукване и могат да изтеглят вода само от около 6,5 вертикални метра. Повърхностните помпи са отлични за изтласкване на вода на големи разстояния.

Съществуват и други възможности за дистанционно поливане. В таблица 1 опцията за слънчево изпомпване на вода е сравнена с няколко други опции за дистанционно поливане.

Помпена технология Предимства и Недостатъци

• Ниска поддръжка
• Без разходи за гориво или разливи
• Лесен за монтаж
• Просто и надеждно
• Работа без надзор
• Системата може да се направи мобилна

• Потенциално високи първоначални разходи
• По-ниска мощност при облачно време
• Трябва да имате добро излагане на слънце между 9 сутринта и 3 следобед

Дизел или газ

• Умерени капиталови разходи
• Може да бъде преносим
• Наличен богат опит
• Лесен за монтаж

• Нуждае се от поддръжка и подмяна
• Поддръжката често е неадекватна, намалявайки живота на системата
• Горивото често е скъпо и доставките са прекъсващи
• Проблеми с шума, мръсотията и дима
• Необходими посещения на място

Вятърна мелница

• Потенциално дълготраен
• Работи добре на ветровито място

• Висока поддръжка и скъп ремонт
• Трудно намиране на части
• Сезонни недостатъци
• Необходими са специални инструменти за монтаж
• Трудоемък
• Без вятър, без сила

Земно притегляне

• Много ниска цена
• Ниска поддръжка
• Без разходи за гориво или разливи
• Лесен за монтаж
• Просто и надеждно

• Възможно е само на малък брой места

Рам

• Много ниска цена
• Ниска поддръжка
• Без разходи за гориво или разливи
• Лесен за монтаж
• Просто и надеждно

• Изисква движение на вода като оперативна необходимост

Теглене

• Най-ниски първоначални разходи
• Отлична мобилност

• Много трудоемко
• PV изпомпването на вода се превърна в широко разпространена технология за слънчева енергия през последните две десетилетия (Firatoglu & Yesilata, 2004). Десет хиляди фотоволтаични водни помпени системи са инсталирани по целия свят до 1993 г. (Barlow et al., 1993). Това нарасна с над шестдесет хиляди системи до 1998 г. (Short and Orlach, 2003)През последните две десетилетия настъпи бърза експанзия на глобалния слънчев фотоволтаичен пазар със среден годишен темп на растеж от 40 % (IEA, 2010) и 60 % между 2004 и 2009 г. (REN21, 2010). Рекордните 7GW нов свързан към мрежата капацитет бяха добавени през 2009 г., довеждайки общия свързан към мрежата капацитет до 21GW, като фотоволтаиците извън мрежата отчитат допълнителни 3 до 4GW. Кристалният силиций и тънкослойните слънчеви системи са в ранните фази на бързо внедряване на пазара, а третото поколение и концентрираните слънчеви фотоволтаични системи в момента са във фаза на научноизследователска и развойна дейност и демонстрация.Въпреки че слънчевите водни помпи са много по-дребномащабни приложения в сравнение с фотоволтаичните технологии като концентрирана слънчева фотоволтаична енергия, бързото разширяване на фотоволтаичните технологии като цяло ще бъде от полза за степента на разгръщане на слънчевите водни помпи. Тъй като основната бариера пред широкомащабното внедряване на слънчеви водни помпи са високите първоначални капиталови разходи, дължащи се на фотоволтаичните масиви, а бързото разрастване на фотоволтаичните технологии води до намалени цени за фотоволтаични системи, очаква се технологията за слънчеви водни помпи да достигат по-високи нива на проникване.

  IEA (2010) прогнозира среден годишен пазарен растеж от 17% през следващото десетилетие, което води до глобален кумулативен инсталиран фотоволтаичен мощностен капацитет от 200 GW до 2020 г. и 3000 GW до 2040 г. (с повторно захранване на по-стари системи). Това би представлявало приблизително 11 процента от световното търсене на енергия, ако този сценарий се осъществи. От гледна точка на технологията, пазарният дял на тънките филми се очаква да нарасне до 35% до 2013 г., поради ограниченията в наличността на висококачествен силиций.

  Принос на технологията на соларната водна помпа за социалното развитие на развиващите се страни

  Соларните водни помпи допринасят за социалното развитие по няколко начина. Тъй като другите системи за дистанционно водоснабдяване са по-малко надеждни от слънчевите водни помпи. Следователно използването на соларни водни помпи осигурява надеждно, безопасно и адекватно водоснабдяване, което подобрява здравето на общността. Други ползи за социалното развитие са подобряването на социалното сближаване в рамките на общността, намалената миграция извън общността и повишеното взаимодействие на общността в социални събития поради увеличеното наличност на време (Short & Thompson, 2003).

  Освен това в много развиващи се страни има силна връзка между пола и водата. В много развиващи се страни жените са отговорни за водоснабдяването, като прекарват голяма част от времето си, за да събират вода. Използването на соларни водни помпи може да има значителни положителни ефекти за жените в тези общности (Short & Thompson, 2003). Обхватът на тези предимства е много широк. Например, адекватното водоснабдяване подобрява личната хигиена на жените, но също така им позволява да отделят повече от времето си за други дейности (Short & Thompson, 2003). След инсталирането на слънчеви водни помпи жените в тези общности може да отделят повече време за дейности като образование или събиране на храна (WaterAid, 2001).

  Принос на технологията за опазване на околната среда

  Слънчевите фотоволтаични системи, веднъж произведени, са затворени системи; по време на работа и производство на електроенергия те не изискват входове като горива, нито генерират никакви изходи като твърди вещества, течности или газове (освен електричество). Те са безшумни и без вибрации и като цяло могат да се считат, особено когато са инсталирани на изоставени индустриални обекти, като безвредни за околната среда по време на работа. Основните въздействия върху околната среда на слънчевите клетки са свързани с тяхното производство и извеждане от експлоатация. По отношение на замърсителите, отделяни по време на производството, IPCC (2010) обобщава литературата, която показва, че слънчевите фотоволтаици имат много ниска цена на замърсяване за киловатчас през жизнения цикъл (в сравнение с други технологии). Освен това те прогнозират, че над 80% от насипния материал в слънчевите панели ще може да се рециклира; рециклирането на слънчеви панели вече е икономически изгодно. Въпреки това, определени стъпки в производствената верига на слънчеви фотоволтаични системи включват използването на токсични материали, например производството на полисилиций, и следователно изискват усърдие при спазване на указанията за опазване на околната среда и безопасност. Внимателното извеждане от експлоатация и рециклиране на фотоволтаичната система е особено важно за тънкослойни слънчеви клетки на базата на кадмиев телурид, тъй като некапсулираният кадмиев телурид е токсичен при поглъщане или вдишване на прах от него, или като цяло материалът се борави неправилно. По отношение на използването на земята, площта, необходима за PV, е по-малка от тази на традиционните цикли на изкопаеми горива и не включва никакво смущение на земята, транспорт на гориво или замърсяване на водата (IPCC, 2010 г.). и следователно изискват усърдие в спазването на указанията за околната среда и безопасността. Внимателното извеждане от експлоатация и рециклиране на фотоволтаичната система е особено важно за тънкослойни слънчеви клетки на базата на кадмиев телурид, тъй като некапсулираният кадмиев телурид е токсичен при поглъщане или вдишване на прах от него, или като цяло материалът се борави неправилно. По отношение на използването на земята, площта, необходима за PV, е по-малка от тази на традиционните цикли на изкопаеми горива и не включва никакво смущение на земята, транспорт на гориво или замърсяване на водата (IPCC, 2010 г.). и следователно изискват усърдие в спазването на указанията за околната среда и безопасността. Внимателното извеждане от експлоатация и рециклиране на фотоволтаичната система е особено важно за тънкослойни слънчеви клетки на базата на кадмиев телурид, тъй като некапсулираният кадмиев телурид е токсичен при поглъщане или вдишване на прах от него, или като цяло материалът се борави неправилно. По отношение на използването на земята, площта, необходима за PV, е по-малка от тази на традиционните цикли на изкопаеми горива и не включва никакво смущение на земята, транспорт на гориво или замърсяване на водата (IPCC, 2010 г.).

  Въпреки че използването на фотоволтаична технология осигурява няколко ползи за околната среда в сравнение с традиционните технологии, трябва да се внимава инсталирането на слънчева водна помпа да не увеличи използването на подземни води, така че запасите да бъдат изчерпани. Особено в случай, че първоначалните капиталови разходи са покрити от безвъзмездна помощ или друго финансово споразумение, доставяната вода е по-икономична за потребителите в сравнение с първоначалната ситуация. Това може да увеличи потреблението на вода. Един подход за намаляване на този възможен проблем е да се поддържа цената на водата за потребителите на първоначалното ниво и да се инвестират допълнителните пари във фонд за развитие на общността. Например проект за слънчева водна помпа в Тайланд използва фонда за развитие на общността, за да инвестира в соларни осветителни системи.

  Слънчева водна помпа Ползи за климата

  Когато слънчевите водни помпи заменят електричеството, генерирано от дизел, или електричеството, базирано на мрежата, има определени ползи, свързани с климата. Дизеловият генератор отделя CO2 по време на работа, а електроенергията, базирана на мрежата, обикновено се генерира с въглища, нефт или природен газ, които също отделят значителни количества CO2. За разлика. базирана на слънчева енергия водна помпена система не води до емисии на парникови газове. Следователно широкото използване на слънчеви водни помпи би довело до значително намаляване на емисиите на парникови газове.

  Финансови изисквания и разходи за соларна водна помпа

  Няколко аспекта на фотоволтаичната помпена система са ключови при определяне на разходите за системата:

  а) размер на системата. Високите първоначални капиталови разходи за фотоволтаичните масиви са основната пречка за високите нива на навлизане на използването на соларни водни помпи (Firatogly & Yesilata, 2004). Фотоволтаичната матрица е най-скъпата част от системата. Размерът и капацитетът на фотоволтаичната матрица оказват значително влияние върху първоначалните разходи на системата. Следователно е важно да се използва възможно най-малкият размер на системата, който все още отговаря на всички критерии за това конкретно местоположение. Правителствени субсидии или субсидии от агенции за подпомагане, които покриват високите първоначални капиталови разходи, са необходими на много места за реализиране на фотоволтаични водни помпени системи (Short и Oldach, 2003). Високата надеждност на слънчевите водни помпи може да компенсира по-високите им първоначални разходи в сравнение с дизеловите помпени системи (Barlow et al., 2003).

  б) нива на слънчева светлина. Това е пряко свързано с необходимия размер на системата. Интензитетът и броят часове слънчево греене определят изискванията за капацитет и по този начин изискванията за размера на фотоволтаичната матрица. Колкото повече слънце, толкова по-малки са системните изисквания.

  в) изпомпваща глава. Напорът на помпата е разстоянието, на което трябва да се премести водата. Разходите за единица обем вода са пропорционални на помпената височина. Odeh et al., очертават, че плитък кладенец с дълбочина само 20 метра в сравнение с дълбок кладенец с дълбочина 100 метра намалява единичните разходи за обем вода около пет пъти (Odeh, Yohanis, & Norton, 2006).

  Докато размерът на системата и нивата на слънчева светлина влияят значително върху капиталовите разходи на фотоволтаичната водна помпа, оперативните разходи на системата обикновено са много ниски поради ниските разходи за труд и поддръжка. Обратно, евтините дизелови или газови генератори имат ниски първоначални капиталови разходи, но изискват постоянна поддръжка и частите имат по-кратък живот, което увеличава оперативните разходи. Това дългосрочно икономическо предимство прави слънчевото изпомпване на вода по-рентабилно в сравнение с конвенционалните помпени системи, като помпи с дизелово гориво (NYSERDA, 2004). Например проучване, изследващо икономиката на слънчевите водни помпи, показва, че в седем държави (Аржентина, Бразилия, Индонезия, Йордания, Филипините, Тунис и Зимбабве) слънчевите водни помпени системи имат предимство в цените пред дизеловите помпени системи в диапазона на мощността до 4 kWp (Posorski & Haars, 1994; Posorski, 1996). Проучване на Бюрото за управление на земята в Батъл Маунтин, Невада, САЩ, показа, че някои фотоволтаични системи струват само 64% ​​за двадесет години в сравнение със сравнима дизел генераторна система за десет години (NYSERDA, 2004). Освен това фотоволтаичната система изискваше само 14 % от работните часове, необходими за дизеловата генераторна система. Проучването на Odeh et al. установено, че фотоволтаичните водни помпени системи са по-рентабилни от дизеловите помпени системи за еквивалентна хидравлична енергия под 5750 m⁴ /ден и 21,6 MJ/m2 среднодневна инсолация. На свой ред изпомпването на дизел става по-икономично за по-големи приложения (Odeh, Yohanis, & Norton, 2006). Тази разлика в разходите в дългосрочен план е ясно илюстрирана в таблица 2.

  Фотоволтаичните системи са особено полезни на места, до които не е практично да се разшири мрежата. Дори на места, където може да се направи връзка с мрежата, комуналните услуги са намерили за по-жизнеспособно да използват фотоволтаични помпи, отколкото да разширяват и поддържат електрическата мрежа (Kou et al., 1998).

• Състояние на технологията за слънчева водна помпа и нейния бъдещ пазарен потенциал

  PV изпомпването на вода се превърна в широко разпространена технология за слънчева енергия през последните две десетилетия (Firatoglu & Yesilata, 2004). Десет хиляди фотоволтаични водни помпени системи са инсталирани по целия свят до 1993 г. (Barlow et al., 1993). Това нарасна с над шестдесет хиляди системи до 1998 г. (Short and Orlach, 2003)

  През последните две десетилетия настъпи бърза експанзия на глобалния слънчев фотоволтаичен пазар със среден годишен темп на растеж от 40 % (IEA, 2010) и 60 % между 2004 и 2009 г. (REN21, 2010). Рекордните 7GW нов свързан към мрежата капацитет бяха добавени през 2009 г., довеждайки общия свързан към мрежата капацитет до 21GW, като фотоволтаиците извън мрежата отчитат допълнителни 3 до 4GW. Кристалният силиций и тънкослойните слънчеви системи са в ранните фази на бързо внедряване на пазара, а третото поколение и концентрираните слънчеви фотоволтаични системи в момента са във фаза на научноизследователска и развойна дейност и демонстрация.

  Въпреки че слънчевите водни помпи са много по-дребномащабни приложения в сравнение с фотоволтаичните технологии като концентрирана слънчева фотоволтаична енергия, бързото разширяване на фотоволтаичните технологии като цяло ще бъде от полза за степента на разгръщане на слънчевите водни помпи. Тъй като основната бариера пред широкомащабното внедряване на слънчеви водни помпи са високите първоначални капиталови разходи, дължащи се на фотоволтаичните масиви, а бързото разрастване на фотоволтаичните технологии води до намалени цени за фотоволтаични системи, очаква се технологията за слънчеви водни помпи да достигат по-високи нива на проникване.

  IEA (2010) прогнозира среден годишен пазарен растеж от 17% през следващото десетилетие, което води до глобален кумулативен инсталиран фотоволтаичен мощностен капацитет от 200 GW до 2020 г. и 3000 GW до 2040 г. (с повторно захранване на по-стари системи). Това би представлявало приблизително 11 процента от световното търсене на енергия, ако този сценарий се осъществи. От гледна точка на технологията, пазарният дял на тънките филми се очаква да нарасне до 35% до 2013 г., поради ограниченията в наличността на висококачествен силиций.

  Принос на технологията на соларната водна помпа за социалното развитие на развиващите се страни

  Соларните водни помпи допринасят за социалното развитие по няколко начина. Тъй като другите системи за дистанционно водоснабдяване са по-малко надеждни от слънчевите водни помпи. Следователно използването на соларни водни помпи осигурява надеждно, безопасно и адекватно водоснабдяване, което подобрява здравето на общността. Други ползи за социалното развитие са подобряването на социалното сближаване в рамките на общността, намалената миграция извън общността и повишеното взаимодействие на общността в социални събития поради увеличеното наличност на време (Short & Thompson, 2003).

  Освен това в много развиващи се страни има силна връзка между пола и водата. В много развиващи се страни жените са отговорни за водоснабдяването, като прекарват голяма част от времето си, за да събират вода. Използването на соларни водни помпи може да има значителни положителни ефекти за жените в тези общности (Short & Thompson, 2003). Обхватът на тези предимства е много широк. Например, адекватното водоснабдяване подобрява личната хигиена на жените, но също така им позволява да отделят повече от времето си за други дейности (Short & Thompson, 2003). След инсталирането на слънчеви водни помпи жените в тези общности може да отделят повече време за дейности като образование или събиране на храна (WaterAid, 2001).

  Принос на технологията за опазване на околната среда

  Слънчевите фотоволтаични системи, веднъж произведени, са затворени системи; по време на работа и производство на електроенергия те не изискват входове като горива, нито генерират никакви изходи като твърди вещества, течности или газове (освен електричество). Те са безшумни и без вибрации и като цяло могат да се считат, особено когато са инсталирани на изоставени индустриални обекти, като безвредни за околната среда по време на работа. Основните въздействия върху околната среда на слънчевите клетки са свързани с тяхното производство и извеждане от експлоатация. По отношение на замърсителите, отделяни по време на производството, IPCC (2010) обобщава литературата, която показва, че слънчевите фотоволтаици имат много ниска цена на замърсяване за киловатчас през жизнения цикъл (в сравнение с други технологии). Освен това те прогнозират, че над 80% от насипния материал в слънчевите панели ще може да се рециклира; рециклирането на слънчеви панели вече е икономически изгодно. Въпреки това, определени стъпки в производствената верига на слънчеви фотоволтаични системи включват използването на токсични материали, например производството на полисилиций, и следователно изискват усърдие при спазване на указанията за опазване на околната среда и безопасност. Внимателното извеждане от експлоатация и рециклиране на фотоволтаичната система е особено важно за тънкослойни слънчеви клетки на базата на кадмиев телурид, тъй като некапсулираният кадмиев телурид е токсичен при поглъщане или вдишване на прах от него, или като цяло материалът се борави неправилно. По отношение на използването на земята, площта, необходима за PV, е по-малка от тази на традиционните цикли на изкопаеми горива и не включва никакво смущение на земята, транспорт на гориво или замърсяване на водата (IPCC, 2010 г.). и следователно изискват усърдие в спазването на указанията за околната среда и безопасността. Внимателното извеждане от експлоатация и рециклиране на фотоволтаичната система е особено важно за тънкослойни слънчеви клетки на базата на кадмиев телурид, тъй като некапсулираният кадмиев телурид е токсичен при поглъщане или вдишване на прах от него, или като цяло материалът се борави неправилно. По отношение на използването на земята, площта, необходима за PV, е по-малка от тази на традиционните цикли на изкопаеми горива и не включва никакво смущение на земята, транспорт на гориво или замърсяване на водата (IPCC, 2010 г.). и следователно изискват усърдие в спазването на указанията за околната среда и безопасността. Внимателното извеждане от експлоатация и рециклиране на фотоволтаичната система е особено важно за тънкослойни слънчеви клетки на базата на кадмиев телурид, тъй като некапсулираният кадмиев телурид е токсичен при поглъщане или вдишване на прах от него, или като цяло материалът се борави неправилно. По отношение на използването на земята, площта, необходима за PV, е по-малка от тази на традиционните цикли на изкопаеми горива и не включва никакво смущение на земята, транспорт на гориво или замърсяване на водата (IPCC, 2010 г.).

  Въпреки че използването на фотоволтаична технология осигурява няколко ползи за околната среда в сравнение с традиционните технологии, трябва да се внимава инсталирането на слънчева водна помпа да не увеличи използването на подземни води, така че запасите да бъдат изчерпани. Особено в случай, че първоначалните капиталови разходи са покрити от безвъзмездна помощ или друго финансово споразумение, доставяната вода е по-икономична за потребителите в сравнение с първоначалната ситуация. Това може да увеличи потреблението на вода. Един подход за намаляване на този възможен проблем е да се поддържа цената на водата за потребителите на първоначалното ниво и да се инвестират допълнителните пари във фонд за развитие на общността. Например проект за слънчева водна помпа в Тайланд използва фонда за развитие на общността, за да инвестира в соларни осветителни системи.

  Слънчева водна помпа Ползи за климата

  Когато слънчевите водни помпи заменят електричеството, генерирано от дизел, или електричеството, базирано на мрежата, има определени ползи, свързани с климата. Дизеловият генератор отделя CO2 по време на работа, а електроенергията, базирана на мрежата, обикновено се генерира с въглища, нефт или природен газ, които също отделят значителни количества CO2. За разлика. базирана на слънчева енергия водна помпена система не води до емисии на парникови газове. Следователно широкото използване на слънчеви водни помпи би довело до значително намаляване на емисиите на парникови газове.

  Финансови изисквания и разходи за соларна водна помпа

  Няколко аспекта на фотоволтаичната помпена система са ключови при определяне на разходите за системата:

  а) размер на системата. Високите първоначални капиталови разходи за фотоволтаичните масиви са основната пречка за високите нива на навлизане на използването на соларни водни помпи (Firatogly & Yesilata, 2004). Фотоволтаичната матрица е най-скъпата част от системата. Размерът и капацитетът на фотоволтаичната матрица оказват значително влияние върху първоначалните разходи на системата. Следователно е важно да се използва възможно най-малкият размер на системата, който все още отговаря на всички критерии за това конкретно местоположение. Правителствени субсидии или субсидии от агенции за подпомагане, които покриват високите първоначални капиталови разходи, са необходими на много места за реализиране на фотоволтаични водни помпени системи (Short и Oldach, 2003). Високата надеждност на слънчевите водни помпи може да компенсира по-високите им първоначални разходи в сравнение с дизеловите помпени системи (Barlow et al., 2003).

  б) нива на слънчева светлина. Това е пряко свързано с необходимия размер на системата. Интензитетът и броят часове слънчево греене определят изискванията за капацитет и по този начин изискванията за размера на фотоволтаичната матрица. Колкото повече слънце, толкова по-малки са системните изисквания.

  в) изпомпваща глава. Напорът на помпата е разстоянието, на което трябва да се премести водата. Разходите за единица обем вода са пропорционални на помпената височина. Odeh et al., очертават, че плитък кладенец с дълбочина само 20 метра в сравнение с дълбок кладенец с дълбочина 100 метра намалява единичните разходи за обем вода около пет пъти (Odeh, Yohanis, & Norton, 2006).

  Докато размерът на системата и нивата на слънчева светлина влияят значително върху капиталовите разходи на фотоволтаичната водна помпа, оперативните разходи на системата обикновено са много ниски поради ниските разходи за труд и поддръжка. Обратно, евтините дизелови или газови генератори имат ниски първоначални капиталови разходи, но изискват постоянна поддръжка и частите имат по-кратък живот, което увеличава оперативните разходи. Това дългосрочно икономическо предимство прави слънчевото изпомпване на вода по-рентабилно в сравнение с конвенционалните помпени системи, като помпи с дизелово гориво (NYSERDA, 2004). Например проучване, изследващо икономиката на слънчевите водни помпи, показва, че в седем държави (Аржентина, Бразилия, Индонезия, Йордания, Филипините, Тунис и Зимбабве) слънчевите водни помпени системи имат предимство в цените пред дизеловите помпени системи в диапазона на мощността до 4 kWp (Posorski & Haars, 1994; Posorski, 1996). Проучване на Бюрото за управление на земята в Батъл Маунтин, Невада, САЩ, показа, че някои фотоволтаични системи струват само 64% ​​за двадесет години в сравнение със сравнима дизел генераторна система за десет години (NYSERDA, 2004). Освен това фотоволтаичната система изискваше само 14 % от работните часове, необходими за дизеловата генераторна система. Проучването на Odeh et al. установено, че фотоволтаичните водни помпени системи са по-рентабилни от дизеловите помпени системи за еквивалентна хидравлична енергия под 5750 m⁴ /ден и 21,6 MJ/m2 среднодневна инсолация. На свой ред изпомпването на дизел става по-икономично за по-големи приложения (Odeh, Yohanis, & Norton, 2006). Тази разлика в разходите в дългосрочен план е ясно илюстрирана в таблица 2.

  Фотоволтаичните системи са особено полезни на места, до които не е практично да се разшири мрежата. Дори на места, където може да се направи връзка с мрежата, комуналните услуги са намерили за по-жизнеспособно да използват фотоволтаични помпи, отколкото да разширяват и поддържат електрическата мрежа (Kou et al., 1998).