المشاهدات: 121 المؤلف: محرر الموقع وقت النشر: 2020-12-26 الأصل: موقع
المضخات الكهربائية لديها الكثير من الاستخدامات في الوقت الحاضر. وهي شائعة في ضخ المياه من الآبار العميقة، وتصفية أحواض السمك، وتصفية الأحواض، والتهوية. عندما يتعلق الأمر بمضخات المياه، فإن الاستخدام الرئيسي لهذا الجهاز هو تبادل السوائل مثل الماء.
من الزراعة إلى صناعة الطاقة، توجد المضخات في مجموعة واسعة من التطبيقات. يعتمد مبدأ العمل الرئيسي لمضخة المياه بشكل أساسي على مبدأ الإزاحة الإيجابية والطاقة الحركية التي تساعد على دفع الماء.
تعتبر مضخة المياه بالطاقة الشمسية مفهومًا جديدًا نسبيًا في الميكانيكا. أ يُستخدم نظام ضخ المياه بالطاقة الشمسية بشكل شائع في الاستخدامات السكنية والتجارية، وكذلك لري الأراضي الزراعية. ومن خلال الألواح الشمسية، يمكن للمضخة التخلص من تكلفة الطاقة وتوفير خيار أكثر جدوى يستخدم الطاقة من الشمس (وليس آليات حرق الوقود) لضخ المياه.
في الأوقات التي يتحول فيها العالم بأكمله إلى الطاقة الشمسية، فإن استخدام طاقة الشمس في أنظمة ضخ المياه يمكن أن يساعد بشكل كبير ويسرع تنمية الزراعة في البلدان الأفريقية والعديد من المناطق النائية الفقيرة الأخرى. ويعرف هذا المفهوم بالري بالطاقة الشمسية ويستخدم في العديد من المناطق في الوقت الحاضر.
والحقيقة هي أن الطاقة الشمسية قد تكون الطريقة الأسهل للمزارعين لإنتاج الطاقة، وخاصة بالنسبة لأولئك الذين يعيشون خارج شبكات الكهرباء مع ضعف البنية التحتية حول منازلهم. ولذلك، أصبح استخدام مضخات المياه بالطاقة الشمسية في الزراعة شائعًا بشكل متزايد. يمثل مفهوم الري بالطاقة الشمسية حلقة حميدة – فعندما تشرق الشمس، فإنها تغذي نظام الري وتغذي المحاصيل التي تعتمد على المياه في الطقس المشمس. ولذلك، يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة في الوقت الذي تشتد الحاجة إليها.
الري بالطاقة الشمسية هو مفهوم يعمل من خلال مضخات المياه بالطاقة الشمسية. وفيما يلي وصف لهم بالتفصيل.
كما ناقشنا من قبل، تقدم المضخات الشمسية بديلاً نظيفًا وبسيطًا وموفرًا للطاقة لمجموعات المضخات الكهربائية التقليدية والمضخات التي تعمل بالوقود. إنها جزء من نهج صديق للبيئة في الزراعة ويمكن استخدامها لاستغلال كل منطقة، سواء كانت متقدمة أو فقيرة.
ونظرًا لإمكاناتها الهائلة للاستخدام الإنتاجي والإنتاجية الزراعية، تعمل مضخات المياه بالطاقة الشمسية الآن على تشغيل المزيد والمزيد من المشاريع الزراعية. مع العلم أن 40% من سكان العالم يعتمدون على الزراعة كمصدر رئيسي للدخل، فإن الوصول إلى المياه لا يزال يمثل صراعًا مستمرًا للعديد من الناس. وهذا هو ما تهدف الطاقة الشمسية إلى تغييره وتقديم مستقبل فعال من حيث التكلفة لحوالي 500 مليون مزارع صغير في جميع أنحاء العالم.
تشمل المكونات الرئيسية في نظام الضخ الشمسي مجموعة الخلايا الكهروضوئية (PV)، ومحركًا كهربائيًا ومضخة. من ناحية أخرى، يتم تصنيف أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية إما على أنها أنظمة تيار مباشر (DC) أو أنظمة تيار متناوب (AC) بناءً على قدرة محركها. في الآونة الأخيرة، تم تقديم مفهوم محركات DC (BLDC) بدون فرش لتطبيقات ضخ المياه بالطاقة الشمسية بواسطة MASTRA أيضًا.
عندما يتعلق الأمر من MASTRA ، وتشمل الأنواع الرئيسية المضخات اللولبية والمكرهة. أنظمة ضخ الطاقة الشمسية المستقلة مضخات الطرد المركزي هي الخيار الشائع للدوران وهي مصممة لتطبيقات الرأس الثابتة. يزداد إنتاجها بما يتناسب مع سرعة دورانها.
بالإضافة إلى ذلك، يتم تصنيف المضخات أيضًا على أنها مضخات غاطسة ومضخات سطحية، بناءً على موضعها (تحت الماء وفوق خط الماء).
أ تعتبر مضخة المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية مفهومًا صديقًا للبيئة. والأهم من ذلك أنه مفهوم يتخلص من أي شبكات كهرباء أو وقود أحفوري يستخدم لضخ المياه من الأرض. أدناه، ندرج مزايا وعيوب استخدامها.
الميزة الأولى للمضخات الشمسية هي أنها يمكن الاعتماد عليها في المناطق الإقليمية والنائية. وخير مثال على ذلك هو أفريقيا، التي تعد واحدة من أفقر المناطق النائية في العالم مع وفرة المياه، ولكنها أيضًا المنطقة الأكثر هيمنة عندما يتعلق الأمر بمعظم أيام الشمس في العام. وعلى الجانب الآخر، يُعتقد أن أفريقيا تمتلك 9% من موارد المياه العذبة في العالم، وهو ما يعادل حوالي 4000 كيلومتر مكعب من المياه سنويًا. ولذلك فإن نشر مضخات المياه بالطاقة الشمسية في أفريقيا هو البديل الأمثل لأي مصادر أخرى تعتمد على الوقود، وهو بديل يمكن أن يحفز الحياة في كل جزء من هذه القارة.
يمكن تنظيم مضخات المياه بالطاقة الشمسية بسهولة النقل والنقل وفقًا لاحتياجات المزرعة وتكون تكاليف تشغيلها منخفضة للغاية. كل من هذه المزايا الرئيسية، مقترنة بفعاليتها من حيث التكلفة على المدى الطويل، تظهر أن نظام ضخ المياه بالطاقة الشمسية هو الحل الأمثل للمناطق ذات الأيام المشمسة والكثير من المياه في أراضيها.
أحد الأشياء المهمة التي يجب ملاحظتها عندما يتعلق الأمر بمضخات الطاقة الشمسية وأنظمة الري هو حقيقة أن تكاليفها قد انخفضت بشكل كبير في السنوات القليلة الماضية. وفقاً لبحث جديد أجرته الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA)، سيتم تخفيض تكلفة الكهرباء المولدة بواسطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية بنسبة 59% بحلول عام 2025 مقارنة بأسعار عام 2015.
وعلى هذا النحو، فإن الجدوى الاقتصادية لهذه الأنظمة تختلف باختلاف المناطق والمناطق، ويعتمد معظمها على ظروف الموقع والمحاصيل والأسواق. ويظهر رسم بياني من البنك الدولي أنه في عام 1997، كان متوسط سعر نشر الطاقة الشمسية لكل واط 76 دولارًا. وفي عام 2015، كان هذا السعر 0.3 دولار، وهو ما يوضح بوضوح انخفاض الأسعار. الآن، يبلغ متوسط عمر الألواح الشمسية 25 عامًا، وبالمقارنة مع ضخ الديزل، فإنها تفتقر إلى أي وقود وتوفر تشغيلًا وصيانة أقل. العيب الوحيد هو تكلفته الأولية التي تزيد بحوالي مرتين مقارنة بأنظمة ضخ المياه بالديزل.
يعد السعر أيضًا عامل تمييز رئيسي عندما يتعلق الأمر بعوائد الاستثمار (ROI). الجانب الرئيسي الذي يحدد الجدوى الاقتصادية (العامل المرتبط بقيمة مضخات المياه بالطاقة الشمسية كاستثمار) هو كيفية مقارنة الأنظمة التي تعمل بالطاقة الشمسية بأشكال الطاقة الأخرى.
بشكل عام، تتميز مضخات الديزل بتكاليف استثمار أولية منخفضة ولكنها ترتبط أيضًا بتكاليف تشغيل وصيانة عالية، ناهيك عن تأثيرها السلبي على البيئة والبيئة. وعلى النقيض من هذا، أ نظام ضخ المياه بالطاقة الشمسية له تكاليف استثمارية أعلى ولكن تكاليف الصيانة والتشغيل أقل.
لذا، فإن الفكرة الأساسية لسؤال 'هل يستحق الأمر' هي ما يلي...
إذا كنت مقيمًا في منطقة بها الكثير من الشمس والكثير من المياه الجوفية، فمن المؤكد أنه يوصى باستخدام نظام ضخ المياه بالطاقة الشمسية. على الرغم من تكاليف التركيب الأولية، فإن تكاليف الصيانة المنخفضة وعمر الخدمة الأعلى سيمنحك نظامًا جاهزًا للتشغيل في وقت قصير، ومياه نظيفة والعديد من الفوائد على المدى الطويل.
كما ذكرنا أعلاه، فإن تكاليف الاستثمار المرتبطة بشراء مضخات المياه بالطاقة الشمسية آخذة في الانخفاض في السنوات القليلة الماضية. ومع ذلك، فإن العوامل التي تؤثر على كفاءة مضخة المياه بالطاقة الشمسية عديدة وتشمل:
· الجدوى الاقتصادية
· الوصول إلى المال
· التركيب والتشغيل والصيانة
· توحيد ومراقبة جودة المنتجات والخدمات
· إدارة المياه
· العدالة الاجتماعية
وبالنظر إلى هذه العوامل، يمكننا القول أن ضخ المياه بالطاقة الشمسية يمكن أن يوفر فوائد بيئية واجتماعية واقتصادية كبيرة على مستوى المزرعة والمستوى الوطني. وعلى مستوى المزرعة، يمكن لهذه التكنولوجيا أن توفر مصدرا موثوقا للطاقة في المناطق النائية - وخاصة المناطق غير المتصلة بشبكة الكهرباء أو التي تفتقر إلى إمدادات منتظمة من الوقود السائل. وعلى المستوى الوطني، يمكن أن يساعد ضخ المياه بالطاقة الشمسية في استقرار وزيادة وتنويع الإنتاج الزراعي، الذي يشكل أساس معظم اقتصادات البلدان الأفريقية.
بحكم التعريف، فإن نظام ضخ المياه الفعال الذي يعمل بالطاقة الشمسية هو النظام الذي يستقبل الكثير من ضوء الشمس ويتم تركيبه خصيصًا لتلبية احتياجات المزرعة.
في عالم يعاني من أزمة الطاقة الحالية، هناك توجه قوي نحو الطاقة المتجددة. على الرغم من التكاليف المرتفعة نسبيًا، إلا أن الكفاءة الحقيقية لأنظمة الطاقة الشمسية تظهر في استخدامها على مر السنين. كخيار للطاقة المتجددة، يعد استغلال الطاقة الشمسية خيارا قيما.
ومن الواضح أن التركيز على نشر ضخ المياه بالطاقة الشمسية ينصب على جنوب أفريقيا والمناطق ذات التنمية الاقتصادية الضعيفة ولكن الكثير من أشعة الشمس. عند اقترانه بالظروف البيئية المناسبة، والكمية المناسبة من الألواح الكهروضوئية وأجهزة التحكم وإعداد التثبيت الصحيح لمخازن الطاقة والمحولات والعاكسات والمضخات والمحركات - يمكن لنظام ضخ المياه بالطاقة الشمسية أن يقدم فوائد عديدة للمزرعة والأمة.
إذا كنت تفكر أو تفكر في تطبيقات الطاقة الشمسية في الزراعة، فإن الفوائد عديدة. ومع القدرة على ضخ المياه لأغراض الري أثناء الطقس الجاف والمشمس في المناطق التي تحتاج إليها بشدة، يمكن تركيب مثل هذه الألواح بسهولة وتمكين المضخات من العمل في الآبار ذات الإنتاجية المنخفضة للغاية، مما يوفر عمرًا أطول ووفرة من الطاقة على المدى الطويل.
