Сельское хозяйство солнечные батареи

Как солнечные батареи используют в сельском хозяйстве

Сокращение расходов на электроэнергию крайне актуально для всех сфер сельского хозяйства. Приобретение солнечных батарей для использования в этой области быстро окупается. Солнечную энергию можно использовать не только для обогрева жилых домов, но и для снабжения водой скота и орошения полей.

Области применения солнечных батарей в сельском хозяйстве

Наиболее показательным опытом использования солнечной энергии является ее применение в процессе сушки зерновых культур. Длительное время урожай зерновых было принято сушить на открытом воздухе. Однако этот способ имеет один существенный недостаток — большое количество зерновых культур портится во время такой сушки, так как этот способ не предусматривает защиты от животных и погодных факторов. Использование солнечной батареи позволяет быстро и равномерно просушить даже скоропортящиеся злаки. Стоит учитывать, что правильно проведенный процесс сушки является залогом более длительного хранения сельскохозяйственных культур без ущерба их качеству. За счет снижения порчи злаков при обработке, доходы фермерских хозяйств возрастут. Внедрение солнечных батарей в этой сфере связано с сравнительно небольшими финансовыми затратами. Если в фермерском хозяйстве уже имеется сушилка для зерна, необходимо переоборудовать ее, заменив топливо солнечной энергией. В перспективе подобная модернизация позволит фермеру существенно снизить расходы.

Для обеспечения функционирования теплиц также удобно использовать солнечные батареи. Стандартное поддержание заданного температурного режима посредством радиаторов связано с большим расходом природного газа или топлива. Использование теплоотвода на солнечных батареях более эффективно и сопряжено с гораздо меньшими затратами.

Установка солнечных батарей позволяет воспроизводить электроэнергию. Ее применение в сфере сельского хозяйства обширно — от обеспечения функционирования насосов для орошения до приведения в рабочее состояние электроножей, медогонок и другой техники. Также не стоит забывать о снабжении электроэнергией жилых помещений. Вырабатываемая энергия может использоваться для работы воздушных коллекторов. Они обеспечивают вентиляцию и комфортную температуру в загонах для скота.

В удаленных фермерских хозяйствах нередко происходят перебои с подачей электроэнергии. Применение солнечных батарей позволяет решить эту проблему. Также стоит учитывать, что техническое обслуживание подобного оборудования создает гораздо меньше сложностей по сравнению с двигателями, которые функционируют на дизельном топливе. Солнечные батареи не имеют движущихся элементов, что делает их менее подверженными поломкам. Полученную с их помощью энергию можно использовать для реализации системы электрического ограждения пастбищ для скота (электропастух). Довольно значительной статьей расхода для фермерского хозяйства может стать освещение птицефермы. Минимизировать издержки с помощью солнечных батарей вполне реально. Объясняется это тем, что в подобных системах используются энергосберегающие приборы. Они позволяют уменьшить в значительной степени траты на электричество.

В условиях постоянных перебоев в подаче электроэнергии нередки случаи серьезных убытков для сельского хозяйства. Неоспоримыми преимуществами использования солнечной энергии является то, что она обходится гораздо дешевле топлива. В условиях крупных фермерских хозяйств внедрение солнечных батарей способно в значительной степени снизить себестоимость продукции, тем самым повысив доходы от ее реализации. Покупка и установка солнечных батарей быстро окупятся. Можно использовать полученную энергию для нейтрализации проблем, возникающих при засухе. Важно учитывать, что при использовании солнечных батарей обеспечивается не только выработка, но и хранение энергии. Подобная возможность будет крайне актуальна при перебоях в подаче электроэнергии. В периоды, когда нет необходимости использования солнечной энергии она накапливается, а затем расходуется в соответствии с потребностями пользователей.

Источник

Чем солнечные батареи интересны для фермерского хозяйства?

Долгие годы солнечные батареи для фермерского хозяйства считались нецелесообразным и малоэффективным вложением средств. Однако с появлением тонкопленочных технологий и панелей с избирательным цветовым поглощением ситуация кардинально изменилась. Сегодня фотовольтаика активно используется на фермах и в тепличных хозяйствах всего мира. А объема выработанной ею энергии оказывается вполне достаточно для полного автономного обеспечения с/х объектов.

Варианты установки и преимущества солнечных батарей для ферм

Сегодня в фермерских хозяйствах практикуется три основных варианта размещения гелио модулей:

1. В качестве навеса – панели устанавливают под оптимальным наклоном на некоторой высоте от земли, используя их для генерации энергии и одновременной защиты от осадков.
2. На кровельных покрытиях – будь это крыша теплицы, животноводческой фермы или парника.
3. На сельскохозяйственных участках – обычно местом монтажа становятся промежутки между рядами овощных и бахчевых культур.

Каждый из вариантов обладает своими преимуществами, поэтому выбирается исходя из индивидуальных особенностей хозяйства.

Важным достоинством прихода гелио энергетики в сельское хозяйство профильные специалисты называют диверсификацию рисков. Особенно заметным это становится в период летнего падения цен на плодово-ягодную продукцию, что компенсируется максимальной выработкой энергии, которую можно продавать.

Помимо мест непосредственного выращивания урожая, солнечные батареи для фермы могут параллельно снабжать электроэнергией:

• вентиляционные системы вспомогательных зданий и конструкций, например элеваторов;
• обогревательные приборы различных помещений в зимнее время;
• оборудование для полива садов, цветников, полей и пр.

Главной функцией солнечных батарей является гарантированное обеспечение энергией тех фермерских хозяйств, где централизованное энергоснабжение нестабильно или отсутствует вовсе.

Таким образом, использование современной фотовольтаики на фермах в ряде случаев переходит из категории альтернативной возможности в насущную необходимость.

Места размещения и их особенности

Выбор места, количества, типа и способа размещения фотопанелей зависит от того, для каких целей будет применяться солнечная электростанция.

1. Сельскохозяйственные угодья.

Овощные, бахчевые и ягодные культуры отличаются различной потребностью в количестве тепла и света.

• Для лука, огурцов или картофеля частичное затенение не только не снижает урожайности, но даже повышает ее уровень. Поэтому над грядками указанных культур солнечные батареи для фермерских хозяйств обычно размещают в виде навесов.
• Ячмень, овес, кабачки, горох, морковь, капуста и редис вообще малочувствительны к направлению и яркости потока излучения. Для них монтаж агрофотовольтаики допускается в любом исполнении.
• Пшеница, кукуруза и подсолнечник – растения, напротив, свето- и теплолюбивые. На таких полях панели монтируются только в специально организованных промежутках, чтобы не допускать затенения.
• Также между рядами устанавливаются солнечные батареи на виноградниках и в садах с фруктовыми деревьями.

Важно! Существенно повышают урожайность двухсторонние и частично прозрачные солнечные батареи для фермерских хозяйств. Первые из них на 25-30% более эффективны за счет поглощения не только прямого, но и отраженного света. Вторые же обладают высокой пропускной способностью без снижения производительности.

2. Кровельные конструкции теплиц.

Здесь используются три разновидности модулей – полупрозрачные, специальные красные или обычные, установленные особым образом с возможностью перемещения.

В последнем случае самый часто встречающийся бюджетный вариант – «крылья бабочки». Они не допускают перегрева теплицы солнечными батареями, пропускают достаточно солнечного света и способны дополнительно повысить урожайность на 7-8%..

3. Животноводческие фермы

Отличительная черта СЭС для животноводческого комплекса – использование в системе накопительных аккумуляторов. В них энергия накапливается днем, пока скот находится на выпасе. Утром и вечером сохраненная генерация обеспечивает электропитание доилок, поилок, вентиляционных систем, а при похолодании – обогрева.

4. Поверхность водоемов.

Оптимальна для фермерских хозяйств, занимающихся разведением рыбы и других водных обитателей. Солнечные батареи, размещенные на воде, получают дополнительное охлаждение, что повышает их эффективный КПД. Кроме того, от них легко запитать компенсаторы кислорода для водоема, а также систему насосов.

Источник

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Сельское хозяйство в отличие от крупных промышленных объектов или мегаполисов имеет ту отличительную особенность, что небольшие потребители электрической энергии могут быть расположены в удаленности от централизованных сетей. Прокладка линий электропередач до таких объектов, как правило, является экономически невыгодной.

Для электроснабжения потребителей отдаленных районов, в том числе и для проведения сельхоз работ, часто используются дизельные электростанции или установки, работающие на газе. Однако помимо обеспечения энергией такие системы имеют и недостатки: 1. Топливо необходимо транспортировать к месту расположения генератора электростанции, который может находиться на большом расстоянии. Учитывая не совсем хорошее качество сельских дорог, особенно в периоды распутицы, эта доставка может быть затруднена. 2. Шум работающей электростанции и газы могут отрицательно сказываться на сельскохозяйственных животных и птице. 3. Разлив топлива загрязняет почву и водоемы. 4. Работа генератора требует специального обслуживания и запчастей, которые не всегда доступны. Аналогичные проблемы возникают и при использовании таких энергоисточников , как пропан или баллонный газ. Альтернативой для многих сельскохозяйственных районов может быть использование солнечной энергии. Современные, хорошо продуманные и простые в обслуживании солнечные системы смогут обеспечить потребителей энергией, где это необходимо и когда это необходимо.

Мировой опыт работы солнечных систем энергообеспечения доказал, что они экономически эффективны, надежны и являются основой повышения уровня производительности сельского хозяйства.

В гелиоэнергетике существует два типа преобразователей энергии – те, которые преобразуют солнечные лучи в постоянный ток, и те, которые преобразуют солнечную энергию в тепло. Оба типа имеют много приложений в сельскохозяйственных процессах. Преобразование солнечной энергии в электрическую происходит в фотоэлементах или модулях (PV). Когда фотоны света попадают на поверхность модуля, выполненного из полупроводникового материала, они выбивают свободные электроны из атомов материала, и во внешней цепи появляется постоянный ток.

Использование фотоэлектрических модулей может быть достаточно эффективным для фермерских хозяйств, особенно удаленных от ЛЭП. Стоимость такой электроэнергии может быть сопоставима с электроэнергией от сети, а в дальнейшем, при повышении цен на энергоносители, будет еще меньше.

Фотоэлектричество целесообразно применять для внутреннего и внешнего освещения, работы маломощных двигателей, открытия/закрытия ворот, электрических изгородей, орошения, опреснения и очистки воды, светоловушек для насекомых, автоматического включения кормушек и многого другого [1].

На рисунке 1 показана схема фотоэлектрической насосной системы для подачи воды в резервуары и на орошаемые поля, которая является хорошей альтернативой механическим двигателям и ручным насосам. Она исключительно хорошо подходит для мест выпаса животных и отдаленных пастбищ. Наиболее эффективная работа системы будет в летние жаркие дни, когда потребность в воде значительно возрастает. Излишки воды накапливаются в резервуарах или цистернах. Для увеличения объемов закачиваемой воды устанавливают большее количество солнечных модулей, система снабжается устройством слежения за солнцем. Правильно подобранная фотоэлектрическая насосная система очень надежна, не требует большого обслуживания и имеет высокую производительность. С помощью солнечного модуля мощностью 128 Вт насос может поднимать 3-4 тыс. литров воды за сутки из 200-метровой скважины. Сушка зерна и овощей является одним из старых способов использования солнечной энергии. При этом сушка происходит намного быстрее и равномернее. Недостатком открытого способа является то, что зерновые и другие.культуры подвержены загрязнению пылью и грязью, а также повреждению птицами и грызунами. Во избежание этого используют специальные сушильные сооружения, состоящие из двух основных частей: солнечного коллектора и сушильного шкафа (рис. 2). Коллектор поглощает солнечные лучи и нагревает воздух, проходящий через него. Нагретый воздух путем естественной конвекции подается на сушильный шкаф, где он проходит через ряд стеллажей с находящимися на них продуктами питания. Подогретый воздух, отдавший большую часть тепла продуктам и забравший от них влагу, проходит через отверстия в верхней части шкафа. Такая конструкция исключает наличие вентилятора для подъема воздуха вверх и использование электроподогрева, следовательно, снижает затраты на сушку. Для повышения эффективности использования солнечных лучей желоб с коллектором должен быть ориентирован на южную сторону с наиболее оптимальным углом наклона к горизонту. Объем воздуха, проходящего через коллектор, а также его температуру можно регулировать с помощью задвижки на воздухозаборнике. Вместо воздуха в солнечных коллекторах можно использовать жидкий теплоноситель. При этом увеличивается производительность сушильного устройства, а при установке аккумулятора тепла, накапливающего излишки тепловой энергии, сушку можно производить и в пасмурную погоду. В этом случае нагретый от солнечных лучей воздух подается на стеллажи через семена или фрукты с помощью вентиляторов. Конструкция коллектора и скорость воздушного потока зависят от количества высушиваемого материала, содержания влаги в нем, влажности воздуха и интенсивности солнечного излучения в течение всего сезона сушки.

Рисунок 1. Использование солнечных насосов для закачки воды в резервуары и орошения.

Рисунок 2. Сушка сельскохозяйственных культур с помощью солнечного коллектора.

Рисунок 3. Схема обогрева теплицы солнечными коллекторами: 1 – солнечные коллекторы; 2 – теплица; 3 – бойлер косвенного нагрева; 4 – бак-аккумулятор тепла; 5 – тепловой насос; 6 – циркуляционный насос; 7 – клапаны регулятора потока; 8 – контур подогрева грунта теплицы (аккумулятор тепла): 9 – гидравлические аккумуляторы; 10 – датчик влажности и температуры грунта; 11- логический контроллер; 12 – трехходовые краны с сервоприводами; 13 – устройство защитного отключения;14 – геотермальный контур.

Сушка сельскохозяйственных культур производится обычно в летнее время, в холодные же периоды года солнечные коллекторы могут быть использованы для обогрева помещения или получения горячей воды. Таким образом, подобные солнечные установки вполне рентабельны, они не требуют дополнительных источников энергии и затрат на электроэнергию, обслуживание их минимально.

Источник