تطوير وتقييم آلة رش متعددة الفوهات تعمل بالطاقة الشمسية للحيازات الزراعية الصغيرة

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 أستاذ مساعد - قسم الهندسة الزراعية والنظم الحيوية – کلية الزراعة- جامعة المنوفية – شبين الکوم – مصر

2 مدرس - قسم الهندسة الزراعية والنظم الحيوية – کلية الزراعة- جامعة المنوفية – شبين الکوم - مصر

المستخلص

الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو تطوير وتقييم أداء آلة رش متحرکة تعمل بالطاقة الشمسية. ولتحقيق هذا الهدف تم تطوير وتقييم آلة رش تعمل بالطاقة الشمسية باستخدام نظام الألواح الشمسية المرنة. حيث تم تنفيذ عملية التطوير والتقييم لآلة الرش من خلال مراحل مختلفة. حيث کانت المرحلة الأولى هي بناء وتطوير الوحدة المتحرکة مع وحدة التحکم عن بعد ونظام الطاقة. وفي المرحلة الثانية تم تقييم نظام الرش هيدروليکيًا تحت أنواع مختلفة من الفوهات (المخروطي الکامل والمخروطي المجوف)، وارتفاع الفوهة، والمسافة الأفقية بين الفوهات عن طريق قياس کفاءة التوزيع ومعامل الاختلاف. وفي المرحلة الثالثة تم تقييم آلة الرش تحت الظروف الحقلية. أکدت نتائج التقييم الهيدروليکي أن القيمة القصوى لکفاءة التوزيع کانت 68.09% مع معامل اختلاف CV مقداره 3.7% تحت ارتفاع الفوهة 60 سم وذلک للفوهة المخروطي المجوفة المفردة. وأظهرت النتائج المتحصل عليها من نظام الألواح الشمسية أن أقصى إشعاع شمسي کان مقداره 7783 وات / متر2 في الصيف. وان قيمة إنتاجية الطاقة الکهربائية من الخلايا الکهروضوئية کانت قيم مختلفة على مدار اليوم وکانت القيم الإجمالية هي 552، 460، 330 وات / يوم خلال فصل الصيف، فصل الربيع والخريف، فصل الشتاء على الترتيب. وکان معدل الأداء النظري 0.25 هکتار/ ساعة مع عرض تشغيل مقداره 0.75 م وسرعة الآلة واحد متر/ ث. وکان معدل الأداء النظري اليومي هو 1.82، 1.5، 1.1 هکتار/ يوم. وان معدل الأداء اليومي الفعلي في فصل الربيع هو 1.2 هکتار/ يوم مع کفاءة حقلية مقدارها 80%. لذلک يمکن للطاقة المنتجة من الألواح الشمسية أن تکون مصدرًا بديلاً جيدًا لاستهلاک الطاقة في الآلات الزراعية للحيازات الصغيرة.

الكلمات الرئيسية

الموضوعات الرئيسية


Ahalya M, Muktha A., Veena M., Vidyashree G., and Rehna V.J., (2017). Solar Powered Semi-Automatic Pesticide Sprayer for use in Vineyards. SSRG International Journal of Electronics and Communication Engineering (SSRG- IJECE), volume 4(4), pp-54-57, ISSN:2348-8549.
Akshay M.N. and Waghmare, G., (2016). Design and fabrication of solar operated sprayer for agricultural purpose. National Conference on Innovative Trends in Science and Engineering, Vol. 4 (7): 104-107.
Cuadros F., Rodruıguez L.F., and Marcos A., Coello J. (2004). A procedure to size solar-powered irrigation (photo irrigation) schemes. Solar Energy 2004; 76(4):465–473.
Dhete R. D., Nitin Das, Namit Maske, Vinayak Khawas, and S. K. Chaudhary, (2015). Agricultural Fertilizers and Pesticides Sprayers- A Review, IJIRST – International Journal for Innovative Research in Science and Technology, Volume 1 (11): 44-47.
Forney S.H., Luck JD, Kocher MF, and Pitla SK, (2017). Laboratory and full boom-based investigation of nozzle setup error effects on flow, pressure, and spray pattern distribution. Appl. Eng. Agric. 33 (5):641–653.
Gaodi, M.A., Lonkar, A.S., Wankhede, A.S. and Gandate, S.D., (2016). development of multipurpose sprayer-a review. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), 3 (3): 540-542
Issa, W.A, (2020). Design, fabrication, and testing of a movable solar operated sprayer for farming operation, International Journal of Mechanical Engineering and Technology (IJMET), 11 (03): pp. 6-14.
Joshua R., Vasu V and Vincent P., (2010). Solar Sprayer - An Agriculture Implement. International Journal of Sustainable Agriculture, 2 (1): 16-19.
Krishna M.B., Rajan K., Indrajeet Y., and Vishnu D., (2017). Solar Pesticide Sprayer. International Journal of Latest Engineering Research and Applications (IJLERA), Volume – 02 (5): PP – 82-89.
Krishnan P., Williams T.H., and Kemble L.J., (1988). Spray pattern displacement measurement technique for agricultural nozzles using spray table, Transactions of the ASAE, 31 (2): 386–389.
kumar B. P., D. P. Winstona, P. Pounrajb, A. M. Manokarc, R. Sathyamurthyd, and A.E. Kabeelf., (2018). Experimental investigation on hybrid PV/T active solar still with effective heating and cover cooling method. Desalination, volume 435 (1): 140-151. http://dx.doi.org/10.1016/j.desal.2017.11.007
Kumar, K.P., Akilan, S., Gobinath, M., Gowtham, D. and Guruprasath, M., (2019). Design and Fabrication of Portable Solar Operated Chemical Sprayer. International Journal of Research in Engineering. Science and Management, 2 (2): 71-72.
Kumar, K.S., Tejasri, A., Srinivas, M., Suresh, V., Kumar, A.P. and Kumar, D.P., (2020). pesticides solar sprayer with charge controller for agriculture needs. Journal of Engineering Science, 11(5): 583-585.
Malatesh D, Manjunath H, Nilakanth D, and Mallikarjun P, (2017). Solar Powered Sprayer for Agricultural and Domestic Purpose, International Journal of Research in Engineering and Science (IJRES), volume 5 (6): PP. 32-35.
Omar M.N., A.T. Taha, A.A. Samak, M.H. Keshek, E.M. Gomaa, and S.F. Elsisi, (2021). Simulation and validation model of cooling greenhouse by solar energy (P V) integrated with painting its cover and its effect on the cucumber production. Renewable Energy 172 (July 2021) 1154-1173, https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.03.092.
Ozkan HE, Reichard DL, and Ackerman KD, (1992). Effect of orifice wear on spray patterns from fan nozzles. Transactions of the ASAE 35 (4):1091–1096.
Poratkar, S.H. and D.R. Raut, (2013). Development of Multi nozzle Pesticides Sprayer Pump. International Journal of Modern Engineering Research (IJMER), Vol.3 (2): pp-864-868.
Pratt, Alejandro Nin, Hagar ElDidi, and Clemens Breisinger (2018). Farm Households in Egypt: A typology for assessing vulnerability to climate change. regional program (working paper 12, page 10-11, September 2018).
Ruiz J., P. Martínez, H. Sadafi, F.J. Aguilar, P.G. Vicente, M. Lucas, (2020). Experimental characterization of a photovoltaic solar-driven cooling system based on an evaporative chimney. Renewable Energy 161 (December 2020) 43 – 54. https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.06.111
Samuel Gan-Mor; and Graham A. Matthews, (2012). Recent Developments in Sprayers for Application of Biopesticides -an Overview, Biosystems Engineering, Volume 84(2): 119-125, ISSN 1537-5110.
Sanjay.S, Sridhar.R, Syed Moinudeen.T, and Harshitha.V, (2015). “Design and Fabrication of Mechanical Pest Sprayer”, International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology (IJIRSET), volume 4(10): 194-197, ISSN: 2319-8753.
Siebe A and Luck JD, (2016). Height and pressure test for improving spray application, UCARE Res Prod 129, 2016. http://digitalcommons.unl.edu/ucareresearch/129.
UCTEA, (2011). The Union of the Chambers of Turkish Engineers and Architects. http://www.zmo.org.tr/konular/index.php?kod=111 [accessed 2011].
Vern Hofman and Elton Solseng (2018). Spray Equipment and Calibration. Agricultural and Biosystems Engineering, North Dakota State University NDSU, 2018. https://www.ag.ndsu.edu/publications/crops/spray-equipment-and-calibration.
Vinay Swami1, Dipesh Kumar Chauhan, Priyabrata Santra and Kartik Kothari, (2016). Design and Development of Solar PV based Power Sprayer for Agricultural, Annals of Arid Zone (2016), 55(1&2): 51-57. https://www.researchgate.net/publication/312313477
Vipul Jhod, Akshay Jumle, Saurabh Apte, and Ninad Borkar (2016). “Self-Powered Pesto- Sprayer”, International Journal of Mechanical Engineering and Technology (IJMET), volume 7(2): 300-306.