Introdução: Em um sistema de irrigação por gotejamento movido a energia solar, eletricidade é gerada por painéis solares fotovoltaicos (PV) e usada para operar bombas para a abstração, elevação, e distribuição de água de irrigação.

O aumento da população e sua demanda por água e energia têm causado grande estresse nos recursos hídricos e energéticos do mundo. Consequentemente, tornou-se essencial substituir as fontes convencionais de energia por energias renováveis ​​e métodos convencionais de irrigação com irrigação de alta eficiência para garantir energia global, Comida, e segurança ambiental.

Um guia para os benefícios do sistema de irrigação por gotejamento solar

Como novo tecnologia de irrigação torna-se cada vez mais comum, os fabricantes desejarão ficar atentos a essas tendências e atualizar seus equipamentos para atender à demanda dos clientes. O tubo de irrigação por gotejamento ainda deve ser produzido de forma eficiente e precisará operar com sistemas inteligentes.

Aumentar a produção de várias safras e, ao mesmo tempo, minimizar o uso de água é a chave para operações que desejam ter custos eficazes e não prejudicar o meio ambiente. A água é um recurso crítico e sua preservação requer sistemas de irrigação para otimizar sua abordagem. O projeto do sistema de irrigação inteligente deve levar em consideração não apenas as plantas sendo tratadas e a quantidade de água e fertilizante de que precisam. Mas também o clima da região, os requisitos meteorológicos atuais e previstos, níveis do lençol freático, o estágio atual de crescimento das plantas, e mais.

UMA sistema de irrigação por gotejamento movido a energia solar foi projetado e desenvolvido tecno-economicamente para citros, Oliva, e uvas. Os resultados com economia de água e redução de fertilizantes em mais de 50% e 40%, respectivamente, em comparação com a irrigação convencional. Avançar, o sistema é considerado econômico ao longo dos anos e requer custos operacionais e de manutenção mínimos.

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Componentes do sistema de irrigação por gotejamento movido a energia solar

Um sistema de irrigação por gotejamento movido a energia solar pode ser aplicado em uma ampla gama de escalas, desde uma horta individual ou comunitária até grandes sistemas de irrigação. o componentes do sistema de irrigação por gotejamento movido a energia solar pode ser fornecido abaixo;

Os sensores de umidade do solo podem ser usados ​​para coleta em tempo real do conteúdo de umidade da raiz da cultura e do solo. E convertendo-o em um sinal na faixa de 0 - 1 V; e o sinal será transformado em conhecimento da necessidade de água da cultura. O teor de umidade do solo na zona da raiz de várias culturas é coletado usando o sensor de umidade do solo. O limite para a condição da água para uma cultura específica foi alimentado pelo sistema que, por sua vez, controla a operação do sistema de controle. A energia necessária para a operação do sistema de controle foi atendida com o uso de um painel solar e o display receberá o sinal de controle e exibirá os dados armazenados usando o sensor do campo.

O essencial componentes do sistema de irrigação por gotejamento movido a energia solar estão;

• Um gerador solar, ou seja, um painel fotovoltaico ou matriz de painéis para gerar eletricidade,
• Um arranjo de montagem para painéis fotovoltaicos, fixo ou equipado com um sistema de rastreamento solar para maximizar o rendimento de energia solar,
• Um controlador de bomba,
• Uma bomba de água de superfície ou submersível (geralmente integrada em uma unidade com um
• motor elétrico), e
• Um sistema de distribuição e tanque de armazenamento de água de irrigação.

Modelo de irrigação por gotejamento movido a energia solar

O gotejamento é o método agrícola solar de irrigação no qual a água é aplicada diretamente na zona da raiz das plantas usando aplicadores que são orifícios, emissores, e tubo perfurado, etc. operado sob baixa pressão com os aplicadores localizados na superfície do solo ou abaixo dela. Embora a irrigação por gotejamento solar agrícola possa ser o método mais caro de irrigação, é também o processo mais avançado e eficiente no que diz respeito ao uso eficaz da água.

Esse agricultura método de gotejamento solar do sistema de irrigação contém tubos perfurados localizados em fileiras de plantações ou enterrados ao longo de suas raízes e emite água diretamente nas plantações que precisam dela. Como resultado, a evaporação é drasticamente reduzida e 25% da água de irrigação é conservada em comparação com os sistemas de irrigação por inundação. Agricultura A irrigação por gotejamento solar permite que o agricultor personalize um programa de irrigação mais benéfico para cada cultura. Com a dada crise de energia, a energia na Índia com 4 a 6 horas de energia pode ser obtida para a agricultura. Solar é energia gratuita com algum investimento inicial. A energia solar será um dos métodos mais fáceis para os agricultores produzirem energia. Este modelo representa como funciona a irrigação usando energia solar. Isso usa energia fotovoltaica do que a energia normal da rede.

Vantagens do uso de irrigação por gotejamento movida a energia solar

• O sistema de irrigação por gotejamento solar é totalmente automático e é um controlador de irrigação inteligente - a irrigação é controlada pelas condições climáticas prevalecentes ao invés de um programa.
• Você também pode ajustar o uso de água ajustando o gotejador de controle.
• A irrigação começa ao pôr do sol quando há menos perdas por evaporação e pode ser usada tanto para alimentação por gravidade quanto para irrigação pressurizada.
• O uso de água é diretamente proporcional à taxa de evaporação líquida.
• Se houver uma onda de calor inesperada, então a irrigação responderá apropriadamente.
• Quando chove, a água entra no evaporador e retarda o início do próximo sistema de irrigação.
• Utiliza muito menos água sem afetar o rendimento da cultura.
• Este sistema é simples e de baixa tecnologia e, portanto, há menos coisas que podem dar errado.

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Princípios do sistema de irrigação por gotejamento movido a energia solar

O princípio de operação deste sistema é simples. Um gerador solar pode fornecer eletricidade para uma bomba de motor elétrico, que fornece água diretamente para a irrigação ou para um reservatório elevado. O módulo de controle com dados do sensor disponíveis para o sistema de irrigação sobre a diferença do limite de umidade do solo das culturas irrigadas, e a umidade do solo em tempo real. Quando o teor de umidade do solo de uma cultura específica está abaixo do limite permitido, os sensores enviarão uma mensagem ao sistema de controle e ao sistema de irrigação para iniciar o processo de irrigação até que o teor de umidade do solo atinja o limite desejado.

Os critérios fundamentais de projeto para o sistema incluem manutenção mínima, confiabilidade máxima, bem como eficiência de recursos. Uma característica específica deste sistema é o fato de que geralmente não é necessário um back-up de bateria. Isso é uma vantagem, pois as baterias exigem muita manutenção, caro e precisa ser substituído regularmente.

Energia solar

É a alteração da energia da luz solar em eletricidade, diretamente usando energia fotovoltaica (PV), ou indiretamente por intensa energia solar. A energia solar é uma fonte abundante de energia no mundo. Fotovoltaica é uma abordagem eficiente para o uso de energia solar. Irrigação movida a energia solar pode ser uma alternativa apropriada para os agricultores no estado atual de sistema automático de desastre de energia usando energia solar. O principal objetivo deste sistema é fazer avançar um sistema de irrigação no campo da agricultura usando a energia solar.

Sistema de irrigação solar por gotejamento funcionando

As bombas utilizadas para o transporte da água estão equipadas com células solares. A energia solar absorvida pelas células é então convertida em energia elétrica. A maioria dos sistemas de bombas tradicionais funciona principalmente com um motor a diesel ou com a rede elétrica local. Contudo, dois modos de operação apresentam desvantagens em comparação com as bombas solares.

Em muitas áreas rurais, particularmente em países em desenvolvimento e emergentes, o acesso à rede elétrica nem sempre é garantido. Nesse caso, os agricultores não podem confiar nos métodos tradicionais de irrigação. Usar energia independente e alternativa pode ser uma solução para o agricultor garantir uma fonte de energia segura e para a rede pública evitar a saturação.

As bombas a diesel são mais eficientes do que as bombas movidas a CA, pois permitem maior flexibilidade. Contudo, uma das principais limitações é que este sistema depende da disponibilidade de combustível, adicionado a um maior impacto sobre o meio ambiente. As bombas movidas a diesel são mais baratas do que as bombas movidas a energia solar, mas os custos operacionais são altos e dependem muito do preço do diesel. No sistemas movidos a energia solar , funciona ao contrário, isso é, embora este sistema seja caro, a fonte de energia é gratuita. Então, após o período de amortização, não há mais custos operacionais (apenas os custos de manutenção devem ser considerados). Então, as bombas solares revelaram-se um investimento viável a longo prazo.

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Procedimento de trabalho para componentes do sistema de irrigação por gotejamento movido a energia solar

Sistema de irrigação por gotejamento movido a energia solar fornecido pelos seguintes componentes;

Controlador de bomba - Existem basicamente dois tipos de controladores de bomba. Eles são um inversor e um conversor de frequência (VFD). Se uma bomba solar AC for usada, um inversor torna-se essencial para alterar o DC dos painéis solares em AC. A faixa de potência suportada de um inversor típico se estende de 0,15kW a 55kW, com o inversor de maior potência usado para sistemas de irrigação maiores.

O painel solar e o inversor devem ser dimensionados de acordo para acomodar a característica de energização de um motor CA. Uma vez que a bomba AC deseja alta potência no início, o inversor deve ser capaz de lidar com essa carga extra de inicialização. Às vezes, um controlador VFD é usado para garantir que o motor da bomba obtenha a tensão e a corrente adequadas.

Muitas bombas solares DC precisam de um controlador especial se forem alimentadas diretamente por módulos fotovoltaicos (sem baterias). O controlador ou impulsionador de corrente linear (rastreador de ponto de potência máxima) permite que a bomba dê partida e funcione com pouca luz durante um dia nublado, ou de manhã cedo e à noite. Com uma fonte de energia de bateria, o controlador não poderia ser necessário para uma bomba DC.

Painel solar - O painel solar tem como objetivo gerar energia para fazer funcionar a bomba d'água e o painel tem garantia limitada de 25 anos. Uma verificação manual trimestral do módulo solar é recomendada para eliminar a poeira e outras substâncias para garantir a potência máxima do módulo.

As bombas são equipadas com motores que obtêm energia de painéis solares fotovoltaicos e a potência nominal de um módulo solar é expressa em watts de pico (Wp). A potência dos painéis solares depende dos requisitos e motores usados. Na Índia, os painéis fotovoltaicos solares com capacidade na faixa de 200W a 5kWp são recomendados pelo governo.

Bomba de água - Esta é uma bomba especialmente projetada para operar mesmo com intensidade de luz muito baixa. Em um dia normal, a bomba pode fornecer 6.500 a 7.000 litros de água / dia durante um período de oito horas.

Rastreador de Ponto de Potência Máxima (MPPT) - A unidade MPPT ajusta a variação da tensão no painel solar para maximizar a geração de energia. MPPT é um algoritmo incluído nos controladores de carga usados ​​para extrair a potência máxima que pode ser obtida do módulo fotovoltaico sob certas condições. A tensão na qual o módulo fotovoltaico (PV) pode gerar potência máxima é chamada de ponto de potência máxima (ou tensão de pico de potência).

Filtros - Um filtro de disco é instalado entre a bomba e os tubos de irrigação para remover os sólidos na água e evitar que os gotejadores entupam. O filtro é fácil de limpar e não precisa de cartuchos de substituição.

Tanque fertigador - O tanque Fertigator consiste em um tanque de aço de cinco litros para dispensar fertilizantes ou produtos químicos por gotejamento para as plantações.

Sistema de gotejamento - Cada sistema particular foi fornecido com 4000 pontos de gotejamento e os gotejadores são colocados em intervalos de 30 cm. A linha de gotejamento consistia em um dispositivo de autolimpeza para evitar o entupimento dos gotejadores.

Além dos componentes acima, cada sistema é equipado com estruturas de montagem para painéis solares, e bomba de água, caixas de bomba de água, Linha de sucção de 12 m de comprimento, Válvula de pé de plástico de 1,25 ", estruturas de suporte de aço para tanque fertigador e base de concreto para estruturas de montagem em poste de painel solar, bomba solar de água, tanque fertigador, e filtro

O sucesso da tecnologia de irrigação por gotejamento movida a energia solar

Para aumentar a área cultivada, depois, a tecnologia de irrigação por gotejamento movida a energia solar. A análise dos dados meteorológicos mensais e a média de horas de sol brilhante (BSH) durante a temporada de Rabi é de 7 a 9 horas por dia, o que é suficiente para aproveitar a energia solar para uso na agricultura.

Sob este sistema, painéis solares foram instalados perto da lagoa e uma nano bomba (0,1 hp) foi usada para elevar a água da lagoa da fazenda em um tanque (1, Capacidade de 000 litros) colocado a 2,5 m de altura em uma plataforma. Durante o dia, a água é aplicada em plantações de vegetais de alto valor por meio de irrigação por gotejamento pelo método de gravidade. A taxa de descarga do sistema de gotejamento foi de 2,4 litros por hora. O campo foi dividido principalmente em parcelas diferentes; cada parcela foi controlada por uma válvula, o que facilitou a diversificação das culturas.

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