من طواحين الهواء لمضخات الطاقة الشمسية، الري على أعتاب خطوة جديدة

الإثنين، 09 يونيو 2025 07:30 م

مضخات الطاقة الشمسية

غالبًا ما تستخدم الرياح كمصدر للطاقة لتشغيل المضخات وتزويد الماشية بالمياه، بسبب الكمية الكبيرة من المياه اللازمة للمحاصيل، ونادرًا ما تستخدم طاقة الرياح في الري، مع تطوير توربينات الرياح الأكبر أو الأكثر كفاءة، لكن من المتوقع أن تكون مجموعات توربينات الرياح (أو توربينات الرياح الفردية) قادرة على توليد ما يكفي من الكهرباء لاستخدامها في مشاريع الري، كما تستخدم مولدات الرياح لشحن البطاريات ولتوفير الكهرباء للمجتمعات الصغيرة.

ومن أكثر أجهزة الرياح شيوعًا المستخدمة هي طاحونة المزرعة والمزرعة الأمريكية، وطواحين الهواء، وهذه شائعة في السهول الكبرى بأمريكا الشمالية وعبر الجنوب الغربي، بحسب دراسة من المكتبة الزراعية الشاملة.

المضخات الشمسية مجدية اقتصاديًا للري

وتستخدم الطاقة الشمسية بشكل أساسي لضخ المياه للماشية أو للاستخدام المنزلي، لكن نادرا ما تستخدم للري بسبب كمية المياه اللازمة للمحاصيل، ومع ذلك، فإن المضخات الشمسية مجدية اقتصاديًا للري الذي يستخدم رؤوسًا منخفضة جدًا أو تتطلب متطلبات رفع منخفضة جدًا، مثل الري بالتنقيط، والذي يستخدم مياهًا أقل من الأنواع الأخرى.

وتعمل المضخات الشمسية عن طريق تحويل الإشعاع الشمسي إلى كهرباء من خلال استخدام الخلايا الضوئية المصنوعة من السيليكون ، والتي تسمى عادةً الخلايا الكهروضوئية، والخلايا الكهروضوئية محاطة بإطار زجاجي يشكل الوحدة الشمسية.

وفي بعض الأحيان تكون هناك حاجة إلى مجموعة من الوحدات الشمسية لإنتاج طاقة كافية للمضخة. يتم تركيب الوحدات على إطار في مجموعة تسمى مجموعة الخلايا الكهروضوئية (PV)، يتم توصيل المصفوفة الكهروضوئية بوحدة تحكم ثم بكبل طاقة كهربائية إلى النظام الفرعي للمحرك المضخة في البئر .

المضخات الغاطسة محرك تيار مباشر (DC)

وعادة ما تستخدم المضخات الغاطسة محرك تيار مباشر (DC)، ويجب أن تحتوي المحركات التي تستخدم التيار البديل (AC) على عاكس تيار مستمر إلى تيار متردد، ويوصى باستخدام محركات التيار المستمر لأن استخدام العاكس يكلف أكثر، ويتم فقدان الطاقة في التحويل من التيار المباشر إلى التيار المتردد، وتعمل محركات التيار المستمر الأكثر شيوعًا بجهد اسمي يبلغ 24 و 36 و 48 فولت، والتي يمكن أن تعمل عند 32 و 42 و 64 فولت، وكانت إحدى المشكلات المتعلقة بمحركات التيار المستمر في الماضي هي أنها كانت بحاجة إلى فرش كربونية، والتي تلفت وتحتاج إلى استبدال منتظم، وتم مؤخرًا تطوير محركات تيار مستمر جديدة لا تحتاج إلى صيانة تستخدم الدوائر الإلكترونية لتؤدي نفس وظيفة الفرشاة، اليوم تستخدم معظم المضخات الغاطسة محركات DC بدون فرش أو محركات التيار المتردد مع العاكس.

اقرأ أيضا:

العراق يستكمل دعم المنشآت الحكومية بالطاقة الشمسية

36 جيجاواط من أسطح المباني، الصين تقود تحولًا غير مسبوق في الطاقة الشمسية

الفرق بين الطاقة الشمسية وطاقة الرياح

ويعتمد مصدر الطاقة إما الرياح لمضخة الرياح أو أشعة الشمس للمضخة الشمسية على الظروف الجوية لمكان معين، ومع ذلك، فإن هذه الظروف بشكل عام ثابتة في مكان معين من سنة إلى أخرى، وتختلف مع الموسم، على سبيل المثال: تنتج الطاقة الشمسية المزيد من المياه في الصيف، عندما يكون استهلاك المياه مرتفعًا، بالنسبة لطاقة الرياح، تهب الرياح أكثر خلال فصل الربيع، عندما يتراوح متوسط سرعة الرياح الشهرية من 11.5 إلى 13.4 ميل في الساعة على ارتفاع 33 قدمًا في غرب وشمال غرب تكساس، وفي الصيف ينخفض متوسط سرعة الرياح، حيث يتراوح من 9.8 إلى 11.5 ميل في الساعة، في الخريف، يزداد بشكل طفيف من 11.5 إلى 12.5، خاصة في الجزء الشمالي الغربي من تكساس، وفي الشتاء، تتراوح سرعة الرياح من 11.5 إلى 12.5 ميل في الساعة.

وعلى الرغم من أن متوسط سرعات الرياح هذه يبدو متماثلًا تقريبًا، إلا أن الزيادة الطفيفة في الرياح ستزيد بشكل كبير من طاقة الرياح، في الواقع تزداد طاقة الرياح بمقدار مكعب (قوة 3) من سرعة الرياح، وعلى سبيل المثال، تبلغ سرعة الرياح 12.6 ميلًا في الساعة ضعف قوة سرعة الرياح البالغة 10 ميل في الساعة، ويتم تخزين المياه التي يتم ضخها من أنظمة الرياح والطاقة الشمسية بشكل عام في خزانات، وضع في اعتبارك أن خزان التخزين يجب أن يكون كبيرًا بما يكفي لتخزين إمداد المياه لعدة أيام في حالة الأعطال أو ظروف الضخ السيئة (الطقس غير الملائم). عندما يكون خزان المياه ممتلئًا، يمكن تخزين الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح الإضافية المتولدة في بطاريات حمض الرصاص.

Short Url

أخبار متعلقة