مطالعه تجربی آبیاری قطره‌ای مقیاس کوچک با استفاده از پمپ خورشیدی جابجایی مثبت در شرایط کوپل مستقیم

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 هیئت علمی دانشگاه صنعتی شاهرود/ دانشکده مهندسی مکانیک

2 دانشکده مهندسی مکانیک/ دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

مطالعه تجربی عملکرد پمپ جابجایی مثبت خورشیدی متصل به آبیاری قطره‌‌ای کوپل مستقیم،  انجام گردید. مدل ریاضی برای پیش‌بینی عملکرد ارائه شد. تابش خورشید، دبی آب، فشار قطره چکان، دمای پنل، دمای محیط، جریان و ولتاژ خروجی از پنل خورشیدی به صورت بلادرنگ تعیین شد. دبی پمپ در یک روز، سه رفتار متفاوت نشان می‌دهد. دبی خروجی از پمپ پس از یک تابش آستانه در میانه روز، تقریبا ثابت است. مقدار دبی و فشار در صبح و عصر که شرایط تابش خورشید کم بوده، به ترتیب صعودی و نزولی می‌باشد. حداکثر مقدار دمای سطح پنل، برابر 60.7 درجه سلسیوس می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]    Chandel, S. S., Naik, M. N., and Chandel, R., "Review of Solar Photovoltaic Water Pumping System Technology for Irrigation and Community Drinking Water Supplies", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 49, pp. 1084-1099, (2015).
 
[2]    Chandel, S. S., Naik, M.N., and Chandel, R., "Review of Performance Studies of Direct Coupled Photovoltaic Water Pumping Systems and Case Study", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 76, pp. 163-175, (2017).
 
[3]    Rawat, R., Kaushik, S.C., and Lamba, R., "A Review on Modeling, Design Methodology and Size Optimization of Photovoltaic Based Water Pumping, Standalone and Grid Connected System", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 57, pp. 1506-1519, (2016).
 
[4]    Ebaid, M.S., Qandil, H., and Hammad, M., "A Unified Approach for Designing a Photovoltaic Solar System for the Underground Water Pumping Well-34 at Disi Aquifer",  Energy Conversion and Management, Vol. 75, pp. 780-795, (2013).
 
[5]    Amer, E.H., and Younes, M.A., "Estimating the Monthly Discharge of a Photovoltaic Water Pumping System: Model Verification", Energy Conversion and Management, Vol. 47, pp. 2092-2102, (2006).
 
[6]    Mokeddem, A., Midoun, A., Kadri, D., Hiadsi, S., and Raja, I.A., "Performance of a Directly-coupled PV Water Pumping System", Energy Conversion and Management, Vol. 52, pp. 3089-3095, (2011).
 
[7]    Kou, Q., Klein, S.A., and Beckman, W.A., "A Method for Estimating the Long-term Performance of Direct-Coupled PV Pumping Systems", Solar Energy, Vol. 64, pp. 33-40, (1998).
 
[8]    Pande, P.C., Singh, A.K., Ansari, S., Vyas, S.K., and Dave, B.K., "Design Development and Testing of a Solar PV Pump Based Drip System for Orchards", Renewable Energy, Vol. 28, No. 3, pp. 385-396, (2003).
 
[9]    Glasnovic, Z., and Margeta, J., "Optimization of Irrigation with Photovoltaic Pumping System", Water Resources Management, Vol. 21, pp. 1277-1297, (2007).
 
[10]  Hamidat, A., and Benyoucef, B., "Systematic Procedures for Sizing Photovoltaic Pumping System, using Water Tank Storage", Energy Policy, Vol. 37, pp. 1489-1501, (2009).
[11]  Yadav, K., Kumar, A., Sastry, O.S., and Wandhare, R., "Solar Photovoltaics Pumps Operating Head Selection for the Optimum Efficiency", Renewable Energy, Vol. 134, pp. 169-177, (2019).
 
[12]  Abdolzadeh, M., Ameri, M., and Mehrabian, M.A., "Effects of Water Spray over the Photovoltaic Modules on the Performance of a Photovoltaic Water Pumping System under Different Operating Conditions", Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, Vol. 33, pp. 1546-1555, (2011).
 
[13]   Tiwari, A.K., and Kalamkar, V.R., "Effects of Total Head and Solar Radiation on the Performance of Solar Water Pumping System", Renewable Energy, Vol. 118, pp. 919-927, (2018).
 
[14]  López-Luque, R., Reca, J., and Martínez, J., "Optimal Design of a Standalone Direct Pumping Photovoltaic System for Deficit Irrigation of Olive Orchards", Applied Energy, Vol. 149, pp. 13-23, (2015).
 
[15]  Reca, J., Torrente, C., López-Luque, R., and Martínez, J., "Feasibility Analysis of a Standalone Direct Pumping Photovoltaic System for Irrigation in Mediterranean Greenhouses", Renewable Energy, Vol. 85, pp. 1143-1154, (2016).
 
[16]  Niajalili, M., Mayeli, P., Naghashzadegan, M., and Poshtiri, A.H., "Techno-economic Feasibility of Off-grid Solar Irrigation for a Rice Paddy in Guilan Province in Iran: A Case Study", Solar Energy, Vol. 150, pp. 546-557, (2017).
 
[17]  Benghanem, M., Daffallah, K.O., Joraid, A.A., Alamri, S.N., and Jaber, A., "Performances of Solar Water Pumping System using Helical Pump for a Deep Well: A Case Study for Madinah, Saudi Arabia", Energy Conversion and Management, Vol. 65, pp. 50-56, (2013).
 
[18]  Hamrouni, N., Jraidi, M., and Cherif, A., "Theoretical and Experimental Analysis of the Behavior of a Photovoltaic Pumping System", Solar Energy, Vol. 83, pp. 1335-1344, (2009).
 
[19]  چهارطاقی, محمود و هدایت پور جلودار مهدی، "مدلسازی سیستم پمپ خورشیدی فتوولتاییک به صورت کوپل مستقیم با آبیاری قطره ای"، کنفرانس ملی پژوهش های نوین در مهندسی کشاورزی، محیط زیست و منابع طبیعی، دانشگاه جامع علمی کاربردی سازمان همیاری شهرداری ها، کرج، البرز، ایران، (1396).
 
[20]  Nikzad, A., Chahartaghi, M., and Ahmadi, M.H., "Technical, Economic, and Environmental Modeling of Solar Water Pump for Irrigation of Rice in Mazandaran Province in Iran: A Case Study", Journal of Cleaner Production, Vol. 239, 118007, (2019).
 
[21]  Duffie, J.A., and Beckman, W.A., "Solar Engineering of Thermal Processes", John Wiley & Sons, Inc, New York, NY, USA, (2013).
 
[22]  Skoplaki, E.P.J.A., and Palyvos, J.A.,"Operating Temperature of Photovoltaic Modules: A Survey of Pertinent Correlations", Renewable Energy, Vol. 34, pp. 23-29, (2009).