În irigarea agricolă, cum echilibrează motorul cererii de apă și consumul de energie?

În contextul deficienței globale de apă și a crizei energetice, sistemele de irigații agricole se confruntă cu provocările duble ale garanției de alimentare cu apă și controlul consumului de energie. Ca sursă de bază a puterii sistemului de irigare, eficiența de funcționare a Pompa motorului afectează direct sustenabilitatea economică și ecologică a producției agricole.
1. Proiectarea optimizării sistemului orientată spre cerere
Sistemele tradiționale de irigare au, în general, fenomenul de deșeuri energetice „mari de cai mici”. Conform cercetării Departamentului Agriculturii din SUA, sistemul de pompe de apă care utilizează tehnologia de potrivire a energiei poate reduce consumul de energie cu 23%. Stațiile moderne de pompare calculează cu exactitate cererea reală de apă a fiecărui ciclu de irigare prin stabilirea unui model de cerere de apă de cultură și combinarea datelor de monitorizare a umidității solului. De exemplu, sistemul de irigare prin picurare din Israel adoptă configurația unității de alimentare variabilă. În sezonul uscat, pompa principală de mare putere este utilizată pentru a asigura alimentarea cu apă, iar în sezonul ploios, trece la o pompă auxiliară cu putere redusă pentru a menține presiunea sistemului. Această strategie dinamică de configurare reduce consumul de energie pe unitatea de irigare cu 37%, asigurându -se în același timp că eficiența utilizării apei de cultură este menținută peste 92%.
2. Sistem de control inteligent sub arhitectura Internet of Things
Sistemul inteligent de control al pompelor bazat pe Internet of Things Technology este remodelarea modelului de gestionare a consumului de energie pentru irigații. Prin implementarea unei rețele de monitorizare constând din senzori de presiune, contoare de debit și contoare inteligente, sistemul poate obține parametri cheie, cum ar fi presiunea conductei, fluxul instantaneu și consumul de energie motorie în timp real. Datele experimentale de la Academia de Științe Agricole Jiangsu arată că sistemul de reglare a vitezei frecvenței variabile folosind algoritmul de control PID fuzzy poate crește eficiența funcționării pompei la 88,6%, economisind 31% energie în comparație cu stațiile de pompare cu viteză fixă ​​tradițională. Când sistemul detectează excesul de presiune la sfârșit, regulatorul ajustează automat viteza motorului, astfel încât rețeaua de alimentare cu apă să funcționeze întotdeauna în intervalul optim de eficiență. Acest mecanism de ajustare adaptativă crește utilizarea energiei cu 25% și reduce deșeurile de apă cu 15%.
3. Sistem complementar de gestionare a energiei complementare multi-energie
Aplicarea integrată a tehnologiei de stocare a energiei regenerabile și a energiei a deschis o nouă cale pentru economisirea de energie în stațiile de pompare. Proiectul pompei de apă solară din Punjab, India, a dovedit că sistemul hibrid fotovoltaic-diesel poate reduce consumul de energie fosilă cu 45%. Sistemul avansat de gestionare a energiei coordonează secvența de alimentare a diferitelor surse de energie prin algoritmi predictivi: energia solară este utilizată pentru a conduce pompele de apă în zilele însorite, bateriile de stocare a energiei sunt începute pentru a completa sursa de alimentare în zilele tulbure, iar rețeaua electrică sau puterea de rezervă diesel este schimbată la vreme extremă. Acest mod de sinergie multi-energie permite indicele cuprinzător de eficiență energetică (CEEI) al sistemului de irigare să ajungă la 0,89, care este cu 18 puncte procentuale mai mari decât cel al unui singur sistem energetic.
În proiectul demonstrativ al districtului de irigare Yanghuang din Ningxia, sistemul inteligent de stații de pompe care integrează tehnologiile de mai sus a atins un nivel lider de industrie de 0,38kWh pe tonă de consum de energie de apă, o scădere de 42% față de înainte de transformare. Practica a arătat că, prin construirea unei bucle tehnice închise de „Identificarea precisă a cererii-Inteligent Operațiunea Regulamentul Configurației de optimizare a energiei”, sistemele moderne de motor ale pompei sunt pe deplin capabile să obțină un control intens al consumului de energie, asigurând în același timp calitatea irigării. Odată cu aplicarea de noi tehnologii, cum ar fi gemenii digitali și calculatoarele de margine, sistemele de irigații agricole vor continua să evolueze într -o direcție mai inteligentă, mai eficientă și mai durabilă. Această inovație tehnologică nu este legată doar de beneficiile pentru producția agricolă, ci și de un sprijin important pentru realizarea unor obiective globale de securitate alimentară și de dezvoltare cu conținut scăzut de carbon.