Wie funktioniert eine solarbetriebene Pumpenanlage für die landwirtschaftliche Bewässerung?

Aus welchen Teilen besteht das System?

Eine solarbetriebene Bewässerungsanlage auf dem Feld besteht im Kern aus vier Teilen. Die Module wandeln Sonnenlicht in Gleichstrom um. Der Pumpenumrichter (Solar-Pumpenwechselrichter) bringt diesen Strom in die Form, die die Pumpe braucht, und senkt die Drehzahl der Pumpe, wenn die Sonne nachlässt, damit sie weiterläuft. Die Pumpe fördert das Wasser aus dem Brunnen oder aus dem Kanal. Schließlich halten Tragkonstruktion, Verkabelung und Schutzelemente die Anlage zusammen.

Der Unterschied zu einer Pumpe am Stromnetz liegt darin, dass sich die Leistung im Tagesverlauf ändert. Morgens und am späten Nachmittag, wenn die Sonne schwach ist, dreht die Pumpe langsam und fördert weniger Wasser; zur Mittagszeit läuft sie mit voller Leistung. Der Umrichter regelt diese Veränderung automatisch, Sie müssen keinen Knopf drücken.

Der Umrichter schützt zugleich die Pumpe. Sinkt der Wasserstand im Brunnen, erkennt er den Trockenlauf und kann die Pumpe anhalten; bei Überstrom oder Spannungsproblemen unterbricht er den Stromkreis. Damit diese Schutzfunktionen richtig arbeiten, muss im Brunnen ein Füllstandssensor installiert und der Umrichter nach den Typenschildwerten der Pumpe eingestellt werden. Ein falsch eingestellter Umrichter kann die Pumpe überlasten, statt sie zu schützen.

Ist eine Batterie nötig?

Bei den meisten Bewässerungsanlagen nicht. Wasser zu speichern ist einfacher und wartungsärmer als Strom zu speichern. Das Wasser, das die Pumpe tagsüber fördert, wird in ein Becken, einen Teich oder einen höher stehenden Tank geleitet; von dort wird bewässert, im freien Gefälle oder mit einer kleinen Druckpumpe.

Eine Batterie kommt meist dann in Frage, wenn nachts bewässert werden muss, bei Tropfbewässerung ein gleichbleibender Druck nötig ist und kein Platz für einen Tank vorhanden ist. Mit einer Batterie ändert sich der Umfang der Anlage: Ladeüberwachung, Schutz der Batterie vor Hitze und ihr Austausch in bestimmten Abständen müssen eingeplant werden. Im Sommer in Şanlıurfa verkürzt es die Lebensdauer der Batterie, wenn sie in einem Schaltschrank in der Sonne steht.

Expertenhinweis: Wenn ein Becken oder Tank möglich ist, prüfen Sie zuerst diese Option. Ein Wassertank kann jahrelang ohne Wartung stehen, eine Batterie nicht.

Wonach richten sich die Modulanzahl und die Pumpenleistung?

Die Berechnung beginnt bei der Pumpe, die Module kommen danach. Die Pumpenleistung hängt vor allem davon ab, wie hoch und wie weit Sie das Wasser fördern müssen. Fachsprachlich heißt das die gesamte Förderhöhe: Die Tiefe vom Wasserspiegel im Brunnen bis zur Oberfläche, die Reibungsverluste in der Leitung und der vom Bewässerungssystem geforderte Druck werden addiert.

Nach der Wahl der Pumpe werden die Module so dimensioniert, dass die Pumpe in den ertragreichen Stunden des Tages mit voller Leistung laufen kann. Die Modulleistung wird im Verhältnis zur Pumpe etwas höher angesetzt, damit morgens und abends ebenfalls Wasser gefördert wird. Dieses Verhältnis wird projektbezogen berechnet; für dieselbe Pumpe kann sich auf zwei Feldern eine unterschiedliche Modulanzahl ergeben.

• Brunnentiefe sowie Wasserstand in Ruhe und beim Pumpen
• Wassermenge, die der Brunnen liefern kann
• Täglicher Wasserbedarf und zu bewässernde Fläche
• Bewässerungsmethode: Überflutung, Beregnung oder Tropfbewässerung
• Entfernung und Höhenunterschied zwischen Pumpe und Becken bzw. Feld
• Art und Zustand der vorhandenen Pumpe

Kann die vorhandene Pumpe weiterverwendet werden?

Meistens ja. Eine elektrisch betriebene Tauchpumpe in gutem Zustand kann mit einem passenden Umrichter an die Sonne angeschlossen werden. Dafür müssen die Typenschilddaten, die Motorleistung und die Phasenart der Pumpe bekannt sein. Eine Pumpe, deren Typenschild nicht lesbar ist oder die häufig ausfällt, an die Sonne anzuschließen, bedeutet, das Problem in die neue Anlage mitzunehmen.

Für Landwirte, die eine Dieselmotorpumpe nutzen, sieht es anders aus. An die Stelle der Motorpumpe treten eine elektrische Pumpe und ein Umrichter. Bei diesem Wechsel wird auch der Brunnendurchmesser geprüft, denn die Tauchpumpe muss in den Brunnen passen.

Worauf in der Harran-Ebene zu achten ist

In der Ebene können die Brunnen tief sein, und der Wasserstand kann im Laufe des Sommers sinken. Wird die Berechnung von Pumpe und Modulen nicht auf den Wasserstand in der schwierigsten Zeit der Saison ausgelegt, fördert die Pumpe im August nicht die erwartete Wassermenge. Es ist ein guter Anfang, die Brunnendaten durch die Sommermessungen des Vorjahres zu stützen.

Staub ist das zweite Thema. In der Ernte- und Pflugzeit verstauben die Module schnell, und der Ertrag sinkt. Die Module werden nicht mitten im Feld aufgestellt, sondern möglichst abseits des Wegrands und in der Nähe von Wasser für die Reinigung. Die Modulfläche wird mit einem Zaun oder Maschendraht umgeben; wenn auf dem Feld Tier- und Maschinenverkehr herrscht, werden die Kabel durch einen geschützten Kanal geführt.

Auch Diebstahl darf nicht außer Acht gelassen werden. Da Module und Umrichter wertvolle Ausrüstung sind, kommen ein abschließbarer Schaltschrank, Sicherungsschrauben und an geeigneten Stellen eine Kamera in Betracht.

Wie wird die Anlage während der Saison gewartet?

Eine solarbetriebene Pumpenanlage braucht wenig Wartung, aber sie ist nicht wartungsfrei. Zu Saisonbeginn werden die Modulflächen, die Tragschrauben, die Kabelverbindungen und die Lüftungsöffnungen des Umrichters kontrolliert. Insekten, Staub oder Feuchtigkeit, die im Winter in den Schaltschrank gelangen, kehren am ersten warmen Tag als Störung zurück.

Die häufigste Arbeit während der Saison ist die Modulreinigung. Statt einer harten Bürste und Reinigungsmittel verwendet man ein weiches Tuch oder einen Schwamm mit sauberem Wasser; statt in der Mittagshitze mit kaltem Wasser zu waschen, ist früh am Morgen oder am späten Nachmittag besser. Wenn Sie die Fehlercodes notieren, die im Display des Umrichters erscheinen, hilft das dem Service, das Problem schnell zu finden.

Wenn die geförderte Wassermenge zu denselben Tageszeiten deutlich zurückgegangen ist, können verstaubte Module, ein sinkender Brunnenwasserstand oder eine verschlissene Pumpe die Ursache sein. Um herauszufinden, welche es ist, reinigen Sie zuerst die Module und beobachten Sie einen Tag lang; ändert sich nichts, informieren Sie den Service.

Was muss vor der Installation geklärt sein?

Bei Anlagen für die landwirtschaftliche Bewässerung hängen die Genehmigungs- und Registrierungsanforderungen davon ab, ob die Anlage ans Netz angeschlossen ist, und von den aktuellen Vorschriften. Eine netzunabhängige Pumpenanlage und eine Anlage, die Energie ins Netz einspeist, durchlaufen nicht dasselbe Verfahren. Welche Unterlagen verlangt werden, wird bei der Antragstellung anhand der aktuellen Vorschriften geprüft.

Auch die Brunnenlizenz und die Wassernutzungsgenehmigung müssen unabhängig von der Anlage gültig sein. Eine Solaranlage macht einen nicht genehmigten Brunnen nicht legal. Wenn Sie Ihre Brunnenunterlagen vor der Vor-Ort-Besichtigung bereithalten, läuft der Prozess geordneter ab. Für rechtliche Einzelheiten wenden Sie sich an die zuständigen Behörden und an eine Fachperson.

Häufige Fragen