مبدأ مضخة المياه بالطاقة الشمسية هو تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، والتي تقوم بعد ذلك بتشغيل المضخة. المبادئ المحددة هي كما يلي:
1. توليد الطاقة الكهروضوئية: تقوم الألواح الشمسية (وتسمى أيضًا الألواح الكهروضوئية) بتحويل الضوء الشمسي إلى كهرباء ذات تيار مباشر (DC). تتكون اللوحة الكهروضوئية من وحدات خلايا شمسية متعددة، تتكون كل منها من طبقتين من مادة السيليكون. يتم تطعيم طبقة واحدة لتكوين شبه موصل من النوع P-، والطبقة الأخرى يتم تطعيمها لتكوين شبه موصل من النوع N-، مما يشكل وصلة PN.
عندما يسلط الضوء الشمسي على الوصلة PN، فإن طاقة الفوتون تثير الإلكترونات، وبالتالي توليد تيار كهربائي.
2. تخزين الطاقة: تحتاج كهرباء التيار المستمر الناتجة عن توليد الطاقة الكهروضوئية بشكل عام إلى تخزينها من خلال جهاز تخزين، وهو الأكثر شيوعًا بطارية يتم تخزينها باستخدام جهاز التحكم في الشحن.
وهذا يضمن توفير الطاقة الكافية لمضخة المياه حتى في الليل أو في الأيام الملبدة بالغيوم.
3. التحكم في الطاقة: يتطلب نظام ضخ المياه بالطاقة الشمسية التحكم في الطاقة وتنظيمها. تقوم وحدة التحكم بتنظيم إمداد الطاقة DC بين الألواح الكهروضوئية ومضخة المياه، مما يضمن أن المضخة تعمل بشكل طبيعي. ستقوم وحدة التحكم أيضًا بضبط حالة عمل مضخة المياه تلقائيًا بناءً على خرج الطاقة من الألواح الشمسية لتحسين كفاءة النظام.
4. تشغيل مضخة المياه: بعد ضبط الطاقة الكهربائية الناتجة عن توليد الطاقة الكهروضوئية على جهد مناسب لتشغيل مضخة المياه، تنتقل الطاقة الكهربائية إلى مضخة المياه. تستخدم مضخة المياه عادةً محركًا يعمل بالتيار المستمر، والذي يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية لتشغيل المضخة. تقوم مضخة المياه بسحب المياه من باطن الأرض أو من مصدر مائي ورفعها إلى الارتفاع المطلوب أو نقلها إلى المكان المطلوب عن طريق الأنابيب.