11:52 ص
الري و المياه -
كتب الزراعة
كتاب : دراسة الجدوى الفنية و الاقتصادية لإستخدام الطاقات المتجددة ( طاقة الرياح و الطاقة الشمسية ) للضخ من الابار على مستوى المزارع
غالبًا ما تستخدم الرياح كمصدر للطاقة لتشغيل المضخات وتزويد الماشية بالمياه. بسبب الكمية الكبيرة من المياه اللازمة للمحاصيل ، نادرًا ما تستخدم طاقة الرياح في الري. مع تطوير توربينات الرياح الأكبر و / أو الأكثر كفاءة ، من المتوقع أن تكون مجموعات توربينات الرياح (أو توربينات الرياح الفردية) قادرة على توليد ما يكفي من الكهرباء لاستخدامها في مشاريع الري. كما تستخدم مولدات الرياح لشحن البطاريات ولتوفير الكهرباء للمجتمعات الصغيرة. أكثر أجهزة الرياح شيوعًا المستخدمة هي طاحونة المزرعة والمزرعة الأمريكية . طواحين الهواء هذه شائعة في السهول الكبرى بأمريكا الشمالية وعبر الجنوب الغربي.
تتكون الطاحونة الهوائية من:
مروحة كبيرة جدًا من 15 إلى 40 ريش فولاذية أو مجلفنة آلية علبة تروس مدفوعة بالشفرات. تعمل هذه الآلية على تحويل الحركة الدورانية للشفرات إلى حركة لأعلى ولأسفل مضخة مكبس ، والتي يتم تشغيلها بواسطة الحركة لأعلى ولأسفل التي تنتجها آلية علبة التروس قضيب ضخ ينزل من الطاحونة إلى البئر أسطوانة مضخة يتم وضعها في الماء بالقرب من قاع البئر ويتم تشغيلها بواسطة قضيب المضخة يجب أن تحتوي المروحة على العديد من الشفرات لتطوير عزم دوران مرتفع لبدء تشغيل مضخة المكبس. بشكل عام ، تبدأ طواحين الهواء بالعمل عندما تتجاوز سرعة الرياح 7 ميل في الساعة.
الطاقة الشمسية
تستخدم الطاقة الشمسية بشكل أساسي لضخ المياه للماشية أو للاستخدام المنزلي. نادرا ما تستخدم للري بسبب كمية المياه اللازمة للمحاصيل. ومع ذلك ، فإن المضخات الشمسية مجدية اقتصاديًا للري الذي يستخدم رؤوسًا منخفضة جدًا أو تتطلب متطلبات رفع منخفضة جدًا ، مثل الري بالتنقيط ، والذي يستخدم مياهًا أقل من الأنواع الأخرى.
تعمل المضخات الشمسية عن طريق تحويل الإشعاع الشمسي إلى كهرباء من خلال استخدام الخلايا الضوئية المصنوعة من السيليكون ، والتي تسمى عادةً الخلايا الكهروضوئية. الخلايا الكهروضوئية محاطة بإطار زجاجي يشكل الوحدة الشمسية.
في بعض الأحيان تكون هناك حاجة إلى مجموعة من الوحدات الشمسية لإنتاج طاقة كافية للمضخة. يتم تركيب الوحدات على إطار في مجموعة تسمى مجموعة الخلايا الكهروضوئية (PV). يتم توصيل المصفوفة الكهروضوئية بوحدة تحكم ثم بكبل طاقة كهربائية إلى النظام الفرعي للمحرك / المضخة في البئر .
عادة ما تستخدم المضخات الغاطسة محرك تيار مباشر (DC). يجب أن تحتوي المحركات التي تستخدم التيار البديل (AC) على عاكس تيار مستمر إلى تيار متردد. يوصى باستخدام محركات التيار المستمر لأن استخدام العاكس يكلف أكثر ، ويتم فقدان الطاقة في التحويل من التيار المباشر إلى التيار المتردد. تعمل محركات التيار المستمر الأكثر شيوعًا بجهد اسمي يبلغ 24 و 36 و 48 فولت ، والتي يمكن أن تعمل عند 32 و 42 و 64 فولت. كانت إحدى المشكلات المتعلقة بمحركات التيار المستمر في الماضي هي أنها كانت بحاجة إلى فرش كربونية ، والتي تلفت وتحتاج إلى استبدال منتظم. تم مؤخرًا تطوير محركات تيار مستمر جديدة لا تحتاج إلى صيانة تستخدم الدوائر الإلكترونية لتؤدي نفس وظيفة الفرشاة. اليوم ، تستخدم معظم المضخات الغاطسة محركات DC بدون فرش أو محركات التيار المتردد مع العاكس.
يعتمد مصدر الطاقة - إما الرياح لمضخة الرياح أو أشعة الشمس للمضخة الشمسية - على الظروف الجوية لمكان معين. ومع ذلك ، فإن هذه الظروف بشكل عام ثابتة في مكان معين من سنة إلى أخرى وتختلف مع الموسم. على سبيل المثال: تنتج الطاقة الشمسية المزيد من المياه في الصيف ، عندما يكون استهلاك المياه مرتفعًا. بالنسبة لطاقة الرياح ، تهب الرياح أكثر خلال فصل الربيع ، عندما يتراوح متوسط سرعة الرياح الشهرية من 11.5 إلى 13.4 ميل في الساعة على ارتفاع 33 قدمًا في غرب وشمال غرب تكساس. في الصيف ينخفض متوسط سرعة الرياح ، حيث يتراوح من 9.8 إلى 11.5 ميل في الساعة. في الخريف ، يزداد بشكل طفيف من 11.5 إلى 12.5 ، خاصة في الجزء الشمالي الغربي من تكساس. في الشتاء ، تتراوح سرعة الرياح من 11.5 إلى 12.5 ميل في الساعة.
على الرغم من أن متوسط سرعات الرياح هذه يبدو متماثلًا تقريبًا ، إلا أن الزيادة الطفيفة في الرياح ستزيد بشكل كبير من طاقة الرياح. في الواقع ، تزداد طاقة الرياح بمقدار مكعب (قوة 3) من سرعة الرياح. على سبيل المثال ، تبلغ سرعة الرياح 12.6 ميلاً في الساعة ضعف قوة سرعة الرياح البالغة 10 ميل في الساعة. يتم تخزين المياه التي يتم ضخها من أنظمة الرياح والطاقة الشمسية بشكل عام في خزانات. ضع في اعتبارك أن خزان التخزين يجب أن يكون كبيرًا بما يكفي لتخزين إمداد المياه لعدة أيام في حالة الأعطال أو ظروف الضخ السيئة (الطقس غير الملائم). عندما يكون خزان المياه ممتلئًا ، يمكن تخزين الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح الإضافية المتولدة في بطاريات حمض الرصاص. ومع ذلك ، هناك عدة عيوب لتخزين الطاقة في البطاريات:
انه غالي.
يمكن تخزين كميات صغيرة فقط من الطاقة (في بعض الحالات ، أقل من 1000 أو 2000 واط في الساعة ، حسب كمية البطاريات وسعتها).
يجب استبدال البطاريات كل 5 سنوات على الأقل.
ترفع بطاريات التخزين التكلفة الأولية للنظام الإجمالي أعلى بكثير......
--------------------
---------------------------
ليست هناك تعليقات: