EN
Су шашу қажеттілігін есептеу: GPM және жалпы динамикалық биіктік (TDH)
Тамақ өсімдіктерінің түріне, егістік аумағына және жергілікті булану-біріккен тыныс алу деректеріне негізделген күндік су қажеттілігінің бағалануы
Дұрыс су шашу жоспарлауының бірінші қадамы — күндік су қажеттілігіңізді анықтау. Қолданылатын формула мынадай:
GPM (минутына галлон) = Жалпы су қажеттілігі (ЖСҚ) ÷ Су шашу жұмыс уақыты (СШУ), сағатпен × 60
Жалпы су қажеттілігі (ЖСҚ) негізінен үш параметр бойынша анықталады: егістік дақылдарының түрі, жер учаскесінің көлемі және жергілікті нақты булану-бұталану (НББ) деңгейі. НББ — бұл атмосфераға шығатын су мөлшерін (өсімдіктердің тұтынатын суын қоса алғанда) сипаттайтын көрсеткіш. Мысалы, кукуруздың белсенді өсу кезеңінде оған тәулігіне шамамен 0,25 дюйм су қажет. Бұл бес акрлық учаскеге тәулігіне шамамен 33 000 галлон суға сәйкес келеді (себебі бір акр-дюйм шамамен 27 000 галлонға тең). Бұл жағдайда тәулігіне төрт сағат су беру үшін 140 галлон/минут (Г/М) ағыс жылдамдығы қажет болады. АҚШ Ауыл шаруашылығы департаментінің Табиғи ресурстарды сақтау қызметі (USDA NRCS), аудандық кеңестік бюролары және т.б. дереккөздерінен НББ деректерін алу орнына орташа бағалауларға сүйенетіндер жиі егістіктерді артық немесе жеткіліксіз суландырады, нәтижесінде өсімдіктер стресске ұшырайды және су ресурстары шығындалады.
Жалпы динамикалық басын анықтау үшін: статикалық көтерілу, труба ішіндегі үйкеліс жоғалтуы және қажетті шығыс қысымы
Жалпы динамикалық басы (ЖДБ) — суыңызды жүйе бойымен тасымалдау үшін сорғыға қажетті жалпы энергияны анықтайды және келесі компоненттерден тұрады:
Статикалық көтерілу — су көзінен шығару нүктесінің ең жоғарғы нүктесіне дейінгі вертикаль қашықтық (футпен)
Үйкеліс жоғалтуы — құбырдың ұзындығы, диаметрі және материалы мен ағыс жылдамдығына байланысты пайда болатын кедергі; оны Хазен-Уильямс стандартты кестелері немесе PVC құбыры үшін үйкеліс жоғалтуын есептеуге арналған басқа онлайн ресурстар арқылы есептеуге болады
Шығару қысымы — шашыратқыштарда (яғни, булану типті су шашыратқыштары үшін 15–60 PSI, ал тамшылату шашыратқыштары үшін 10–30 PSI) қажетті ең төменгі қысым (PSI); бұл қысым PSI × 2,31 теңдеуін қолданып футқа аударылады
Жалпы динамикалық басы (ЖДБ) футпен есептеледі: Статикалық көтерілу + (Үйкеліс жоғалтуы футпен) + (Шығыс қысымы psi-мен × 2,31). Мысалы: статикалық көтерілуі 50 фут, 2-дюймдық ПВХ түтіктің 200 футы (141 галлон/мин ағыс жылдамдығында үйкеліс жоғалтуы шамамен 8 фут) және шығыс қысымы 20 psi болатын жүйе үшін ЖДБ = 50 + 8 + (20 × 2,31) = шамамен 104 фут. Сораптардың ЖДБ параметрлерін реттеу үшін көп уақыт пен күш керек. Егер ЖДБ төмен бағаланса, сораптар қосымша жұмыс істеуге мәжбүр болады және нәтижесінде көп ұзамай тозып, бұзылады. Бұл сораптың қызмет ету мерзімін АҚШ Энергетикалық Департаментінің күн энергиясымен жұмыс істейтін сорап жүйелері туралы нұсқаулығында көрсетілген қалыпты қызмет ету мерзімінің жартысына дейін қысқартуы мүмкін.
Demax күн энергиясымен жұмыс істейтін су сораптарын тиімді таңдау үшін сипаттамалық қисықтар мен қолданыс сәйкестігі
Беткейлік және су асты сораптары: Құдық тереңдігіне, су кестесіне және алаңның жоспарлануына қарай дұрыс сорапты таңдау
Сорғыны таңдауға су көзінің тереңдігі ғана әсер етпейді. Беткі сорғылар жер бетінде орналасады және тереңдігі 20 футтан (6,1 м) аспайтын көлдер мен өзендер сияқты беткі су көздері үшін ең қолайлы. Олардың тиімділігі жазық аумақта және вертикаль кедергілері аз болған кезде артады. Су асты сорғылары су көзінің деңгейінен төмен жатқан суды тартуға мүмкіндік беретіндіктен, тереңдігі 20 футтан асатын құдықтар үшін идеалды. Бұл сорғылар жер асты суы деңгейінің маусымдық тербелістері байқалатын аймақтарда ерекше пайдалы. Сонымен қатар, рельеф сорғыны таңдауға да әсер етеді. Беткі сорғылар 10%-дан асатын көлбеулікте аз тиімді. Ал су асты сорғылары су көзіне жақын орналасқандықтан, таулы немесе тегіс емес аумақтарға орнатылуы мүмкін. Орнатудың алдында су көзінің қазіргі және тарихи ең төменгі деңгейлерін өлшеу өте маңызды. Demax мамандарының зерттеулері бойынша, ерте сорғылардың шамамен 66%-ын осы негізгі түсіністікпен болашақта болдырмауға болар еді.
Демакс күн энергиясымен қозғалтатын су сорғысының шығысын жалпы динамикалық басы мен ағыс талаптарыңызға сәйкестендіру үшін GPM–басы қисықтарын түсіну
Демакс күн энергиясымен қозғалтатын сорғылардың ағыс қисықтары жалпы динамикалық басына (ЖДБ) қатысты қол жетімді ағыс (GPM) көрсетеді. Бұл қисықтар әрбір Демакс модельі үшін қолжетімді болып, аппараттық құрылғыңызды нақты әлемдегі сұранысқа дәл келтіру үшін маңызды. Оны дәл орындау үшін:
Есептелген ЖДБ-ңызды тік осьте белгілеңіз
Орындалатын қисыққа оңға қарай жылжыңыз
Горизонталь осьте GPM мәнін оқыңыз
Модельді таңдаған кезде, берілген шарттарда (мысалы, 104 FT TDH кезінде шамамен 141 GPM) сіздің талаптарыңыздан жоғары өнімділік көрсететін қисығы бар нұсқаны қарастырыңыз. Сорғының қызуын болдырмау үшін қондырғыдағы нақты әлемдегі мәселелерді ескеру үшін, мысалы, трубалардағы шаң-тозаң, панельдердегі лас, электр кернеуінің төмендеуі сияқты факторларға қосымша 10–15 пайызға артық өнімділікке ұмтылыңыз. Оң жоғарғы бұрыштағы жұмыс режимінен аулақ болыңыз, себебі бұл төмен өнімділікті сорғыны, сондай-ақ маңызды электр қозғалтқыш пен өнімділік мәселелерін көрсетеді. Demax өнімділік кестелері әртүрлі температура мен күн сәулесі шарттарын, сонымен қатар дәлірек өлшемдеу үшін зертханалық сынақ деректеріне қарағанда маңыздырақ болатын қосымша нақты әлемдегі реттеулерді ескереді.
Сенімділік пен тиімділік үшін күн энергиясы жүйесіңізді дұрыс өлшемдеу
Фотоэлектрлік массивтің өлшемі үш нақты сценарийді ескеруі тиіс:
1. Бастапқы лездік жүктеме — бұл әдетте жоғары инерциялы су асты сорғы қозғалтқыштарында кездесетін, жұмыс істеу қуатын 2–3 есе көбейтетін көпфакторлы құбылыс;
2. Күндік энергиялық сұраныс сорғының ватты мен күндік жұмыс уақытына көбейтілген мәні бойынша бағаланады. Мысалы, 1,5 кВт сорғы төрт сағат ішінде жұмыс істеген кезде оған күніне 6 кВт·сағ қажет.
3. Шынайы жағдайдағы шығындар: панельдің қызуы, тозаң, сымдар және айнымалы ток (АТ) жүйелерінде инвертордың тиімсіздігі салдарынан 15–25%.
Күн энергиясын қолданатын жүйелердің өлшемін аз етіп таңдау күнсіз күндерде немесе күн шығып тұрғанымен оның сәулесі шектеулі болған сағаттарда (мысалы, таңғы сағаттарда) кейбір сорғылардың жұмыс істемеуіне әкелуі мүмкін. Керісінше, жүйенің өлшемін артық етіп таңдау функционалды шығысқа незілдік өсуіне қарамастан, пайдалану шығындарын арттырады. Пайдалы стратегия — күндік пайдалану кезіндегі энергия сұранысын кВт·сағ-пен алып, оны жүйедегі шығындарды ескеретін 1,25 коэффициентіне көбейту. Содан кейін нәтижені орналасқан жердегі тәуліктік ең жоғары күн сағаттарының санына бөлу арқылы жүйенің өлшемін анықтауға болады. Мысалы, 2 ат күші (шамамен 1,5 кВт) қуаты бар және күндік энергия сұранысы 6 кВт·сағ құрайтын сорғы үшін 5 ең жоғары күн сағатын ескере отырып, қарапайым есептеулер: 1,5 × 1,25 ÷ 5 = 0,375 кВт қажеттілігін көрсетеді. Сондықтан, 600 Вт қуатты панельдің қажеттілігін болжауға болады. Әрқашан жабдықтың өндірушісінің нұсқаулығын тексеріңіз, себебі олар жүйенің өлшемін анықтау бойынша қосымша көрсетулер мен нұсқаулар беруі мүмкін.
Demax сипаттамалық сандары тұрақты жүктеме жағдайында жұмыс істеу үшін тұрақты ток (DC) кіріс қуатының минимум 1,3 есе артуы қажет екенін көрсетеді.
Тұрақты ток (DC), айнымалы ток (AC) және гибридтік жүйелер: Қай күн энергиясымен жұмыс істейтін су сорғысы жүйесі конфигурациясы ең тиімді?
Жүйе архитектурасын анықтау кезінде қажетті сенімділік деңгейі, қолжетімді инфрақұрылым мен климаттық үлгілерге өте нақты назар аудару қажет.
Жүйе түрі | Қолданылуы | Негізгі артықшылықтары
DC | Алыста орналасқан, желіден тыс шағын немесе орташа көлемді суару үшін | Жалпы тиімділіктің ең жоғары деңгейі (инвертордың шығындары болмайды); орнату қарапайым
AC | Электр желісіне қосылған фермалар үшін резервті немесе бірлескен инфрақұрылым қажет болған кезде | Бар электр жүйелерімен үздіксіз интеграция; масштабтау оңай
айнымалы жылдамдықтық қозғалтқыштармен
Гибридтік | Жиі бұлтты ауа райы немесе муссондық ауытқулар бар аймақтар үшін | Аккумуляторлық буфер төмен сәулелену кезеңдерінде тұрақты жұмыс істеуді қамтамасыз етеді — бұл сезімтал дақылдар үшін өте маңызды
Әрбір ватт шаруашылық үшін маңызды болған кезде тұрақты ток (DC) жүйелері дербес қолданысқа арналған. Егер шаруашылықта бұрыннан бар желілік қосылулар болса, олар болашақта гибридті интеграцияға ыңғайлы болғандықтан айнымалы ток (AC) жүйесін таңдауы керек. Гибридті жүйелер бастапқыда қымбат тұрады, бірақ суғару кестесі икемді емес фермерлер үшін олар ең құнды болып табылады. Мысалы, түнде бақтарды тоңнан қорғау мен құнды дақылдардың ылғалдылығын сақтау — бұл маңызды операциялық қажеттілік. Сонымен қатар, ұзақ мерзімді бұлтты ауа райы кезінде гибридті жүйелерді суғару үшін қолданған шаруашылықтар өнімдерінің 28%-ын ғана жоғалтқан, ал тек тұрақты ток жүйелерін қолданған шаруашылықтар әлдеқайда көп жоғалтқан, бұл жүйелердің құндылығын көрсетеді. Бұл ақпарат 2023 жылы Калифорния университетінің Дэвис кампусында жарияланған және осындай айырмашылықтар тез қосылып отырады.
Ең жоғары ROI пен ең ұзақ жұмыс істеу мерзімі үшін дұрыс таңдау жасаңыз
Дұрыс емес күн энергиясымен жұмыс істейтін су сорғысын таңдау – жұмсалған ақшаға көп пайда келтірмейді, бұл тек ақаулар, тиімсіз жұмыс істеу және өмірлік цикл бойынша шығындардың анықталмауына байланысты емес. Мысалдары:
Энергия тиімділігімен, жөндеу жиілігімен, ұзақ мерзімді кепілдікпен, пайдалану өмірімен байланысты шығындарды ескермей, бастапқы құны ең төмен болатын сорғыларды таңдау.
Қоршаған ортаға сай емес сорғыларды таңдау. Мысалы, көптеген сорғылар 25°C ауа температурасы үшін ғана реттелген, сондықтан олар жылулық төмендету немесе IP68 дәрежелі корпус болмаған жағдайда шөл немесе тропиктік климатта күтілгеннен ерте істен шығады.
Қажетті сәйкестік талаптары мен су сапасын ескермеу. Мысалы, темір мазмұны жоғары немесе тұзды су стандартты шойын лопатка мен корпусқа тез әсер етіп, олардың коррозияға ұшырауына әкеледі, сондықтан лопаткалар үшін шойыннан басқа – мысалы, шойыннан басқа – тұрақты болат немесе басқа арнайы материалдар қолданылуы қажет.
Салаада техникалық сипаттамаларды жақсартатын жағдайлар бар. Мысалы, сорғыларды қарастырайық. Бір модель 100 фут (30,48 м) жалпы динамикалық басында минутына 150 галлон (567,8 литр) су көтеретінін көрсетуі мүмкін… Бірақ күн энергиясын қолданатын панельдер 65 °C температурада қызады. Сондай-ақ, кіріс сүзгісі биологиялық өсулермен тұңғиықталған да болуы мүмкін. Demax компаниясы әлем бойынша мыңдаған орнатылымдарда жұмыс істейтін өзіндік алаңдық сынақ әдісін әзірledі. Бұл процеске жабдықтың жұмыс істеу көрсеткіштерін жергілікті күн сәулесінің режимі, судың құрамын талдау және биіктік өзгерістеріне байланысты қысым талаптарын реттеу сияқты нақты объектілік факторлармен салыстыру кіреді. Орнатушылар бұл тексерулерді өткізбей қалса, олар немесе өте кішкентай жүйелер алады, нәтижесінде суғару мәселелері тұрақты түрде туындайды, немесе өте үлкен жүйелер алады, бұл кавитациялық зақымдану мен жылдамдықпен қолданылатын подшипниктердің ерте тозуы сияқты проблемаларға әкеледі. Сала бойынша зерттеулер бұл кемшіліктің барлық орнатылымдардың жартысынан астамын қамтитын өлшем қателеріне әкелетінін көрсетеді.
Жиі қойылатын сұрақтар (ЖҚС)
Жалпы динамикалық бас дегеніміз не?
TDH — бұл сумен жабдықталған жүйеде суды көтеруге қажетті жалпы энергияның өлшемі. Ол статикалық көтерілу, түтіктердегі үйкеліс жоғалтуы және шығыс қысымынан тұрады.
Неліктен суару сұранысын дәл есептеу маңызды?
Бұл артық суарудың нәтижесінде ресурстардың шығынын болдырмауға көмектеседі.
Күн энергиясымен жұмыс істейтін су насосын таңдаған кезде қандай факторларды ескеру керек?
Насос қоршаған ортаға үйлесімділігін, иелікке алу жалпы құнын және қолданыстағы нормативтік құжаттарды ескеріңіз.
Күн энергиясымен жұмыс істейтін насос өнімділігінің қисықтарының қызметі қандай?
Олар ағыс пен TDH арасындағы қатынасты көрсетеді, сондықтан сіз өзіңізге сәйкес насосты таңдай аласыз.