طراحی سامانه پمپ فتوولتاییک برای آبیاری بصورت مشترک بین زمین‌های زراعی به منظور صرفه جویی درتامین هزینه ساخت و نگهداری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک - دانشگاه آزاد تهران شمال

2 گروه مهندسی مکانیک - دانشکده فنی و مهندسی - دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال - تهران - ایران

چکیده

در این مقاله ترکیب جدیدی از یک سامانه فتوولتاییک - پمپ خورشیدی که برای برطرف کردن آب مورد نیاز، آبیاری ثقلی زمین های زراعی طراحی شده است بررسی می گردد. در بررسی صورت گرفته شده تلاش شده است تا طراحی مقرون به صرفه تری با توجه به مفهوم مشارکت چندین باغ در راه اندازی سامانه ارائه گردد. این سامانه آبیاری برای مناطق و مزارعی که از شبکه برق رسانی شهری دور بوده و رساندن برق شبکه بسیار سخت و پر هزینه می باشد گزینه ای مناسب خواهد بود. مطالعه انجام گرفته شده با توجه به پارامترهای مختلفی مانند تغییرات ماهانه در توان مورد نیاز به علت تغییر تابش، تغییرات در ولتاژ کل سامانه در ماه های مختلف براساس کمترین دما و ولتاژ حداکثری در دمای موثر پنل ها در هر ماه، توسعه یافته است. این سامانه برای آبیاری ثقلی ۵ قطعه زمین هرکدام به وسعت ۲ هکتار در اطراف شهر اراک طراحی گردیده است، سپس با توجه به دوره آبیاری و مساحت زمین زراعی، میزان آب مورد نیاز در هر روز محاسبه و در قدم های بعدی توان پمپ مناسب پمپاژ، تعیین شده است و در نهایت با توجه به بخش های یک سامانه فتوولتائیک مقدار انرژی مورد نیاز جهت کار پمپ در هر فصل محاسبه و میزان سطح پنلهای فتوولتائیک لازم برای تامین انرژی مورد نیاز سامانه برآورده گردیده است. در نهایت طراحی ارائه شده با متداول ترین طراحی سامانه های فتوولتائیک برای یک باغ مقایسه شده که نشان دهنده عملکرد بهتر و هزینه کمتر برای سامانه پیشنهادی است.

کلیدواژه‌ها


منابع و مراجع
 [1] Boroumand Jazi G., Rismanchi B., Saider R, Technical Characteristic analysis of Wind energy Conversion system for sustainable development, Energy Conversion and Management, Vol. 69, pp.87-94.
]2 [س. شفیعی نژاد، ل. ابراهیمی قوام آبادی، ث. طهماسبی، انرژی خورشیدی در ایران، مشکلات و فرصت­ها، اولین همایش و نمایشگاه تخصصی محیط زیست، انرژی و صنعت پاک، تهران،11 و 12 آذر 1392.
[3] Belessiotis V., Delyannis E., Water shortage and renewable energies (RE) desalination – possible technological applications, presented at the European Conference on Desalination and Environment, May 2001.
[4]FAO Manua,. Localised Irrigation.No.36 Irrigation and Drainage. Rome: FAO, 1984.
]5[م. کاویانی، تنگناهای انرژی و ارزیابی پتانسیل انرژی خورشیدی در ایران، مجله علمی پژوهشی دانشکده ادبیات و علوم انسانی،ویژه نامه تاریخ، جغرافیا و علوم اجتماعی، شماره 30 و 31.
[6] Mirunalini T., Iniyan S., Goic R., A review of Solar thermal technologies, Journal of Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 14, pp.312-322, 2010.
[7] William Harlcrow, UNDP/Project GLO/80/003 Main Report, Small scale Solar Powered Pumping System: the technology, its economics and advancements, Intermediate Technology Power Ltd, UK, 1983.
[8] Duffie J. A., Beckman W. A., Solar Engineering of Thermal Processes, John Wiley&Son, New York, 2006.
]9 [م. جمالزاده، بررسی تکنولوژی ساخت سلول های خورشیدی در ایران، شرکت تولیدی فیبر نوری، مجموعه مقالات اولین سمینار نیروگاه­های خورشیدی، مهر 1372.
]10[ن. تقی زادگان کلانتری، ن. رجبی، ارائه روش جدید کلیدزنی برای مبدل های DC/AC سلول های خورشیدی، اولین همایش سراسری محیط زیست، انرژی و پدافند زیستی، تهران، موسسه­ی آموزشی عالی مهر اروند، گروه ترویجی دوستداران محیط زیست،10 دی 1392.
[11] Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P. Robbins, Power Electronics, Converters, applications and design, 3rd edition, USA ISBNO-471-22632-2, pp.61-62, 2003.
[12] P. H. Baker and L. H. Bannister, Electronic Power Converter, U.S. patent 3767643, Feb, 1975.
[13] P. W. Wheeler, L. Empringham, et al., Improved Output Waveform Quality fir Multi level H-Bridge Chain Converters Using Unequal Cell Voltag, IEE Power Electronics and Variable Speed Drives Conference, pp.536-540, 2000.
] 14 [م. خمسه، پ. السادات عالی، م. رجائی، طراحی و آزمایش پمپ های فتوولتائیک برای سیستم آبیاری قطره­ای، مجموعه مقالات دومین همایش ملی انرژی باد و خورشید، تهران، سوم اسفند 1392.
[15] Singh AK, Pande PC, Development of Solar Photovoltaic-based drip system, In Proceedings of the International Agricultural Engineering Conference, pp.8-308, 1996.
[16] Pande PC, Development of Photovoltaic System for arid zone of India, In: Sayigh AAM, Energy and the Environmental into the 1990s, Proceedings of the First World Renewable Energy Congress, VOL.1, Oxford: Program Press, pp.8-314, 1990.
[17] Cengel, Yunus. A, Cimbala, John. M, Fluid Mechanics: fundamentals and applications, 2nd edition, 2010.
[19] Pande PC, Effect of dust on the Performance of PV Panels, In: Dass BK, Singh SN, editors. Proceedings of the Sixth PVSEC International Conference on Photovoltaic Science and Engineering Conference,
New Delhi. New Delhi: Oxford and IBH Publishing Co. Ltd, pp.42-539, 1992.
]21[ ح. خراسانی زاده، س. م. مسچی، تعیین زاویه شیب بهینه ماهیانه، فصلی، شش ماه و سالانه کلکتورهای خورشیدی، نشریه علمی پژوهشی مهندسی و مدیریت انرژی، سال سوم شماره چهارم، صفحه 38-49، زمستان 1392.