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Calculateur de pompage solaire

Saisissez la hauteur de chute et le volume d'eau journalier pour dimensionner la pompe, le champ PV et le réservoir tampon. Le stockage d'eau remplace la batterie — le cœur du pompage PV direct — avec une comparaison sans batterie vs avec batterie.

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Comment le pompage solaire est dimensionné

La pompe élève le volume journalier pendant les heures d'ensoleillement maximal. La puissance hydraulique est P = ρ·g·Q·H ; la capacité PV = puissance de la pompe ÷ (rendement de l'onduleur × facteur de désadaptation) × marge de sécurité de 1,2. Le surpompage dans un réservoir tampon stocke l'énergie sous forme d'eau, éliminant la batterie.

Pompage solaire de 100 m³/jour (hauteur 30 m, sans batterie)

Exemple détaillé 1 — Pompage solaire de 100 m³/jour (hauteur 30 m, sans batterie)
Pompage solaire · 100 m³/jour
3.5 kWp PV
hauteur de chute 30 m · pompe 2.5 kW · 5.5 heures de plein soleil
Réservoir tampon
150 m³
Alimentation journalière
100 m³/jour
Nomenclature estimée (FOB)
POA
📦 Nomenclature
ÉquipementModèleSpécificationQté
Modules solaires PV6 × 550 Wpmono PERC · 3.5 kWp DC (marge de sécurité 1.2)1
Variateur de pompe solaire (MPPT VFD)2.5 kWvariateur dédié à la pompe à eau · MPPT large · protection contre la marche à sec1
Régulateur de charge MPPTMPPTRégulateur de charge MPPT pour la variante avec batterie (kit variante batterie)1
Pompe submersible2.5 kWpompe submersible de forage · hauteur de chute 30 m · source : puits1
Structure de montage PV3.5 kWpmontage au sol / sur poteau (support) · source : puits1
Réservoir d'eau tampon150 m³stockage surélevé / au sol · le stockage d'eau remplace la batterie (100 m³/jour × 1.5)1
Capteur de niveau d'eau et de débitcapteurNiveau de réservoir + marche à sec / capteur de débit (capteur de niveau d'eau)1
Conduite principale d'aspiration et de refoulement50 mtuyau principal (tuyau principal) · tronçon d'aspiration + de refoulement1
Tuyaux de dérivation et vannesdistributiontuyaux de dérivation + vannes d'isolement/à opercule (tuyaux et vannes de dérivation)1
Clapet / vanne de retenuevanneclapet de pied + anti-retour (clapet anti-retour)1
Protection contre la foudre et mise à la terremise à la terreSPD du champ + piquets de terre + liaison équipotentielle (mise à la terre foudre)1
Câbles CCDCChaîne PV → coffret de regroupement → câblage CC de l'onduleur (sections de câble CC)1
Câbles ACAConduleur → câblage CA de la pompe (sections de câble CA)1
Résumé
Total estimé (FOB Qingdao, EXW) — équipements chiffrésPOA
📐 Schéma unifilaire (niveau circuit)
Schéma unifilaire modulaire10 kV / 0.4 kV · 3 phases · 100 kVA · source unique · schémaPVPV 3.5 kWpJEU DE BARRRES MT 10 kVTRANSFORMATEUR100 kVAJEU DE BARRRES BT 0.4 kVVARIATEUR DE POMPE2.4772727272727275 kW MPPT VFDPompe à eau · 20 ADistribution 1 · 10 ADistribution 2 · 10 ADistribution 3 · 10 ADistribution 4 · 10 ADistribution 5 · 10 ADistribution 6 · 10 ADistribution 7 · 10 ALÉGENDEQFdisjoncteurCTtransformateur de courantTtransformateurSPDparafoudrePFCCorrection du facteur de puissanceDonnées de conceptionarrivée 10 kVjeu de barres 0.4 kVAppareillage BT 2.477272727...sans PFCdéparts 8SECONDAIREBASIC · MODBUSSchémas / plans de construction au niveau de faisabilité par un bureau d'études agréé.
⚙️ Schéma de principe du pompage solaire (champ PV → onduleur → pompe → conduite)
SYSTÈME DE POMPAGE SOLAIREChamp PV -> variateur de pompe -> pompe immergée -> conduite -> réservoir (schéma)Champ photovoltaïque3.5 kWp DCVariateur de pompeMPPT VFD · 2.48 kWPompe30 m de hauteur de chuteRéservoir d'eau100 m³/jour · tampon 150 m³stockage d'eau = stockage d'énergie
LÉGENDEDisjoncteur CCSPD (protection contre les surtensions)kWhCapteur de débit / niveauMise à la terre
🗄 Disposition des rangées (indicative)
IMPLANTATION DU CHAMP PV AU SOL (INDICATIVE)plan d'ensemble simplifié - dimensions indicativesLOCAL / PLATEFORME DE POSTE (schéma)CHAMP PVINV POMPETÊTE DE PUITSRÉSERVOIR D'EAU3.5 kWp champ · source : puitschamp photovoltaïque au sol / sur poteaudimensions indicatives
LÉGENDEDisjoncteur CCSPD (protection contre les surtensions)kWhCapteur de débit / niveauMise à la terre
💧 Réseau de conduites de refoulement (pompe → clapet/vanne → réservoir sous pression → conduite principale → branches)
SYSTÈME DE TUYAUTERIE D'ADDUCTION D'EAUsortie de pompe -> clapet anti-retour -> vanne à opercule -> réservoir sous pression -> conduite principale -> conduites secondaires -> parcelle (schéma)SOURCEpuitsniveau d'eauPOMPE2.4772727272727275 kWconduite de refoulementclapet anti-retourvanne à operculeRÉSERVOIR SOUS PRESSIONsurtension + réserveCONDUITE PRINCIPALE (refoulement)CHÂTEAU D'EAU150 m3téGRAPHIQUEchamp 1GRAPHIQUEchamp 2GRAPHIQUEchamp 3GRAPHIQUEchamp 4PARCELLE D'IRRIGATION (distribution par branches)RÉPARTITION DE LA HAUTEUR DE CHUTE (statique + frottement)Hauteur manométrique totale H = 30 m (élévation statique 26 m + pertes de charge 4 m, indicatif)Volume journalier 100 m3/jour · conduite 50 m · réservoir tampon 150 m3 · source puitsLe réseau de tuyauterie est schématique / les diamètres de tuyaux, la classe de vanne et l'analyse des coups de bélier sont indicatifs et à définir par projet.
🌩 Système de protection contre la foudre (capteur / conducteur de descente / terre + SPD DC et AC)
SYSTÈME DE PROTECTION CONTRE LA FOUDRE (LPS)capteur aérien / conducteurs de descente / prise de terre + SPD côté DC et AC (schéma)1) TERMINAISON AÉRIENNE (tiges)CHAMP PV3.5 kWp2) CONDUCTEURS DE DESCENTE (amenées)descente de terre3) RÉSEAU DE TERMINAISON DE TERRE (anneau)piquetpiquetpiquetélectrode de terre en anneauPOINTS DE CONFIGURATION SPDCOFFRET DE RACCORDEMENT CCentrées de stringsParafoudre CC (Type 2)INV POMPE2.4772727272727275 kWSPD AC (Type 2)NOTES LPS + SPD- Paratonnerres au-dessus du champ (méthode de la sphère fictive)- Les conducteurs de descente relient le cadre du champ au réseau de terre- SPD DC au coffret de raccordement, SPD AC à l'onduleur de pompe- Liaison équipotentielle des modules, des structures et des réservoirs- Norme : IEC 62305 / GB 50057L'implantation LPS est schématique / l'évaluation indicative des risques et la résistivité du sol déterminent le nombre final de piquets.
🎚 Régulation de niveau d'eau (capteurs source + château → régulateur → verrouillage marche/arrêt VFD)
CONTRÔLE DU NIVEAU D'EAU (INTERVERROUILLAGE MARCHE/ARRÊT)capteurs de niveau source + niveau tour -> automate -> démarrage/arrêt VFD (logique de verrouillage, schéma)SOURCEpuitsniveau d'eau de la sourceLSniveau bas (marche à sec)CHÂTEAU D'EAU150 m3niveau d'eau du château d'eauLSniveau haut (plein)LSniveau bas (remplissage)AUTOMATE (PLC)logique de niveau + marche à secVFD / ONDULEUR2.4772727272727275 kWPOMPE30 m de hauteur de chuteniveau de la sourcechâteau d'eau niveau hautchâteau d'eau niveau basdémarrage/arrêtVariateur VFDLOGIQUE DE VERROUILLAGEDémarrage : niveau bas du château d'eau ET source haute (pas de marche à sec) -> le contrôleur active le VFD -> la pompe tourneArrêt : niveau haut du château d'eau (plein) OU niveau bas de la source (marche à sec) -> le contrôleur désactive le VFD -> la pompe s'arrêteLa protection contre la marche à sec bloque le démarrage de la pompe lorsque le niveau de la source descend sous le capteur.Le schéma de régulation de niveau est typique / indicatif ; les consignes finales et le type de capteur sont définis par projet.
💧 Calcul de la hauteur de pompage (hydraulique → arbre → électrique)
ParamètreValeur
Débit pendant les heures d'ensoleillement0.00505 m³/s
Puissance hydraulique = 9.81 × Q × H1.49 kW
Puissance à l'arbre de la pompe = P_hyd ÷ η_pompe2.48 kW
Puissance PV (÷0.95 ÷0.90 ×1.2)3.5 kWp
🔋 Analyse d'adaptation PV (fenêtre de tension MPPT)
ParamètreValeur
Module Vmp (550 Wp)≈40 V
Fenêtre MPPT du variateur de pompe200–800 V DC (typique)
Dimensionnement des chaînesmodules en série pour placer le Vmp du champ au milieu de la plage
Marge de température≈15 % pour le coefficient de température du module
💧 Comparaison sans batterie vs avec batterie
ParamètreValeur
Sans batterie (recommandé)Réservoir d'eau 150 m³ (stockage d'eau = stockage d'énergie) · maintenance quasi nulle
Avec batterie37 kWh LFP (pompage nocturne) · remplacement 5–10 ans
Recommandationréservoir privilégié ; batterie uniquement si le terrain est rare
📅 Courbe d'approvisionnement journalier et saisonnier
ParamètreValeur
Point de dimensionnement100 m³/jour @ 5.5 PSH
Été (≈6.3 PSH)115 m³/jour
Hiver (≈4.7 PSH)85 m³/jour
Tampon1.2× marge PV + 1.5× volume du réservoir
🔧 Essentiels de l'exploitation et de la maintenance
ParamètreValeur
Modulesnettoyage périodique (l'encrassement réduit la production)
Clapets / vannes de retenueinspecter les fuites
Pompecontrôle de protection contre la marche à sec
Mise à la terrevérification de continuité
Réservoirnettoyage annuel
📏 Base normative (normes de référence)
SujetNorme
Pompage solaireIEC 62253 — systèmes de pompage photovoltaïque (qualification de conception)
Pompage solaireGB/T 37552 — systèmes de pompage solaire photovoltaïque
Alimentation en eauGB/T 50801 — code de conception des réseaux d'alimentation en eau et d'assainissement
🧮 Méthode de calcul
1. Débit pendant les heures d'ensoleillement = 100 m³ ÷ (5.5 h × 3600 s) = 0.00505 m³/s
2. Puissance hydraulique = 9.81 × 0.00505 × 30 = 1.49 kW
3. Puissance à l'arbre de la pompe = 1.49 ÷ η_pompe 0.60 = 2.48 kW
4. Puissance PV = 2.48 ÷ (0.95 × 0.90) × 1.2 = 3.5 kWp
5. Réservoir tampon = 100 m³/jour × 1.5 = 150 m³ (le stockage d'eau remplace la batterie — stockage d'eau = stockage d'énergie)
6. Saisonnier : été 115 m³/jour (~6.3 PSH) vs hiver 85 m³/jour (~4.7 PSH)
7. La conception sans batterie stocke l'énergie sous forme d'eau ; une batterie optionnelle (37 kWh) n'est nécessaire que pour le pompage nocturne ou par temps couvert.
📋 Notes de conception
Stockage d'eau = stockage d'énergie : Le principe du pompage solaire direct consiste à surpomper pendant l'ensoleillement vers un réservoir surélevé ou au sol, l'eau elle-même servant de « batterie ». Cela élimine le CAPEX des batteries, leur remplacement et les pertes de cycle — l'avantage clé par rapport au pompage avec batteries tampon.
Adaptation PV (plage MPPT) : La tension Vmp du champ (≈40 V par module de 550 Wc, chaînes en série) doit se situer dans la plage MPPT de l'onduleur de pompe (200–800 V DC (onduleur de pompe typique)) avec une marge d'environ 15 % pour le coefficient de température des modules.
Sans batterie vs avec batterie : Sans batterie : un réservoir de 150 m³ (~1.5 jours) fournit l'eau pendant la nuit et pendant 1–2 jours nuageux. L'option batterie (≈37 kWh) ferait fonctionner la pompe la nuit à la place, mais coûte plus cher et ajoute de la maintenance — recommandée uniquement lorsqu'un réservoir est irréalisable ou que le terrain est rare.
Base de tarification : Les modules PV, le variateur de pompe et la structure de montage sont tarifés au catalogue. La pompe immergée, le réservoir tampon, la tuyauterie et les capteurs sont chiffrés par projet (POA) — le prix de la pompe dépend fortement de la hauteur de chute, du matériau du corps et de la profondeur.
Alimentation journalière et courbe saisonnière : Le système fournit 100 m³/jour à 5.5 PSH ; en saison, il varie de ≈85 m³/jour (hiver) à ≈115 m³/jour (été). La marge PV de 1.2× et le tampon de réservoir de 1.5× absorbent la variabilité typique.
Exploitation et maintenance : Exploitation et maintenance de routine : nettoyer les modules (l'encrassement réduit la production), inspecter les clapets de pied/anti-retour, vérifier la protection contre la marche à sec de la pompe, contrôler la continuité de la mise à la terre et nettoyer le réservoir annuellement. Les pompes fonctionnent généralement sans entretien pendant 5–10 ans en eau propre.
Revue de conception : Ceci est un dimensionnement préliminaire. Vérifier le débit du forage, le niveau d'eau statique/dynamique, la hauteur manométrique totale (y compris les pertes de charge) et la teneur en sable avant de sélectionner la pompe.

Comment cela a été calculé

Formules de base

Débit Q = volume journalier ÷ (heures d'ensoleillement × 3600). Puissance hydraulique = 9,81 × Q × hauteur de chute. Puissance de la pompe = puissance hydraulique ÷ η_pompe. PV = puissance de la pompe ÷ (0,95 × 0,90) × 1,2.

Normes applicables

IEC 62253 (systèmes de pompage PV), GB/T 37552 (pompage solaire PV), GB/T 50801 (conception d'approvisionnement en eau).

Questions fréquentes

Pourquoi le stockage d'eau remplace-t-il la batterie ?

Le pompage PV direct surpompe dans un réservoir surélevé ou au sol pendant l'ensoleillement, de sorte que l'eau elle-même constitue le stockage d'énergie. Cela supprime le CAPEX de la batterie, son remplacement et les pertes de cycle — le stockage d'eau est l'avantage clé de cette approche.

Quand ajouter une batterie ?

Uniquement lorsqu'un réservoir est peu pratique ou que le terrain est rare, pour faire fonctionner la pompe la nuit ou pendant de longues périodes couvertes. Le calculateur présente côte à côte les options sans batterie et avec batterie.

Comment la capacité PV est-elle calculée ?

À partir de la puissance à l'arbre de la pompe divisée par le rendement de l'onduleur (0,95) et un facteur de désadaptation (0,90), puis ×1,2 de marge de sécurité pour absorber la variabilité de l'irradiation.

Qu'est-ce qui guide le choix de la pompe ?

La hauteur de chute, le volume journalier et la source d'eau (puits/rivière/réservoir) — les puits plus profonds nécessitent des pompes immergées multi-étages et plus de hauteur. La pompe et la tuyauterie sont chiffrées par projet.

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Les résultats sont des estimations d'ingénierie à titre indicatif. La conception finale doit être confirmée par un ingénieur local agréé en fonction des conditions du site et des codes applicables. Les prix sont FOB Qingdao (EXW) et n'incluent pas le fret, les droits de douane ou l'installation.

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