Dimensionierung eines Solarpumpensystems in Mafinga
Derzeit stehen wir in engem Austausch mit unserer Partnerorganisation Rural Development Organization (RDO) Tanzania.
Gemeinsam arbeiten wir an der Dimensionierung und Planung von Photovoltaikanlagen für Wasserpumpen in ländlichen Regionen.
Ziel ist es, eine zuverlässige und nachhaltige Energieversorgung zu schaffen, die Bildung und lokale Entwicklung unterstützt.
Auf dieser Grundlage wird derzeit ein bedarfsgerecht ausgelegtes Solarpumpensystem konzipiert, das zwei Anwendungsfälle abdeckt: die Bewässerung eines landwirtschaftlich genutzten Feldes sowie die Wasserversorgung eines von der RDO betriebenen Hotels in Mafinga (Tansania). Beide Verbraucher weisen unterschiedliche Lastprofile auf, die bei der Systemauslegung gezielt berücksichtigt werden.
Die Auslegung erfolgt standortspezifisch und basiert auf dem täglichen Wasserbedarf, den erforderlichen Förderhöhen sowie den hydraulischen Randbedingungen des Brunnens. Für die Bewässerung steht insbesondere der saisonale Wasserbedarf im Vordergrund, während für das Hotel eine kontinuierliche und zuverlässige Versorgung mit Brauch- und Trinkwasser erforderlich ist. Daraus ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an Volumenstrom, Betriebszeiten und Versorgungssicherheit.
In enger Zusammenarbeit mit unserer Partnerorganisation Rural Development Organization (RDO) Tanzania erfolgt die Dimensionierung der Photovoltaikanlage, der Pumpenleistung sowie der elektrischen Komponenten. Ziel ist ein technisch robustes und wirtschaftlich optimiertes System, das beide Nutzungen zuverlässig versorgt, ohne unnötige Überdimensionierung.
Die Planung umfasst zudem die Bewertung geeigneter Pumpentypen (DC- und AC-Systeme), die Auswahl passender Pumpencontroller bzw. Wechselrichter sowie die Entscheidung über eine direkte solare Versorgung oder die Einbindung von Zwischenspeichern. Besonderes Augenmerk liegt auf der Betriebssicherheit, dem Wartungsaufwand und der langfristigen Verfügbarkeit von Ersatzteilen vor Ort.
Durch den Einsatz solarbetriebener Pumpensysteme kann vollständig auf dieselbetriebene Aggregate verzichtet werden. Dies senkt die laufenden Betriebskosten, reduziert Emissionen und erhöht die Unabhängigkeit von externer Energieversorgung. Gleichzeitig wird eine verlässliche Wasserverfügbarkeit für Landwirtschaft und touristische Infrastruktur geschaffen – zwei zentrale Faktoren für lokale Wertschöpfung und nachhaltige Entwicklung.
Entwicklung eines Tools für die Dimensionierung eines Solarpumpensystems
Damit solche Dimensionierungen wie beispielsweise jene in Mafinga in Zukunft einfacher durchgeführt werden können und auch vor Ort von der Organisation eigenständig durchgeführt werden können, entwickeln wir derzeit ein Auslegungstool für Solarpumpensysteme. Das Tool soll es ermöglichen, technische Dimensionierungen standortspezifisch vorzunehmen.
Kern des Tools ist eine strukturierte Eingabe der Systemanforderungen, darunter Wasserbedarf, Förderhöhe, gewünschte Betriebszeiten sowie Nutzungsart (z. B. Bewässerung oder kontinuierliche Versorgung). Auf dieser Basis werden die hydraulisch erforderliche Pumpenleistung sowie der tägliche Energiebedarf berechnet.
Ein zentraler Bestandteil ist zudem die Einbindung standortabhängiger Solarstrahlungsdaten, beispielsweise aus frei verfügbaren Datensätzen. Auf Grundlage der solaren Einstrahlung werden Ertragsprofile für die PV-Anlage erstellt und mit dem Lastprofil der Pumpe abgeglichen. So kann überprüft werden, ob der Wasserbedarf auch unter ungünstigen Einstrahlungsbedingungen zuverlässig gedeckt wird.
Zur technischen Auslegung greift das Tool auf eine integrierte Datenbank mit handelsüblichen und in Tansania erhältlichen Pumpen, Batterien und Photovoltaikmodulen zurück.
Das Tool erlaubt außerdem den Vergleich verschiedener Systemkonfigurationen, etwa mit oder ohne Batteriespeicher, unterschiedlichen PV-Leistungen oder alternativen Pumpentypen. Die Ergebnisse werden in übersichtlicher Form ausgegeben und dienen als Entscheidungsgrundlage für Planung, Umsetzung und Kostenabschätzung.
Mit diesem Ansatz entsteht ein praxisnahes Werkzeug, das die Organisation langfristig dabei unterstützt, Solarpumpensysteme eigenständig zu planen, an neue Standorte anzupassen und fundierte technische Entscheidungen zu treffen.