إستخدام الطاقة الشمسیة لتشغیل نظام تبرید للزراعة المائیة فى الصوب الزراعیة

تعتبر تقنیات الصوب الزراعیة من بین أهم الحلول للتغلب على مشکلة عدم توافر الخضر فى الاسواق لتلبیه احتیاجات الاستهلاک المحلى والتصدیر فى غیر أوقات إنتاج الخضر بالطریقة التقلیدیة وکذلک لتکثیف الزراعة. لتواجه الزیادة الهائلة فی عدد سکان مصر مع محدودیة مساحتها الزراعیة، ومن الضروری التوسع الرأسی فی الإنتاج الزراعی، وحیث أن الغرض الرئیسی من الصوب الزراعیة هو تحسین الظروف البیئیة التی تزرع فیها النباتات وعادة ما تکون الصوب مزودة ببعض اجهزه التحکم البیئی مثل أنظمة التبرید والتهویة والتدفئة حیث یمکن للتهویة التخلص من الحرارة الزائدة وتجدید الهواء وتقلیل درجة حرارة الطبقات فی الصوب خلال فصل الصیف فی مصر وحیث أنه التهویة وحدها لا تکفی للحفاظ على درجة الحرارة الداخلیة المثلى. لذلک عادة ما تستخدم أنظمة التبرید لخفض درجة حرارة الهواء الداخلی إلى مستوى مناسب و الشائع استخدام المراوح والوسائد المائیة فى تبرید الصوب وتتمثل وظیفة المروحة والوسادة فی منع ارتفاع درجة حرارة الصوب وتبرید الهواء المحیط بالنباتات أثناء الطقس. ان التحکم البیئى فى الظروف المناخیه له أهمیة کبیرة لإنتاج  الخضرداخل الصوب لتحقیق أعلى انتاجیه بأقل تکلفة وبأفضل جودة والتی یحتاجها السوق والمستهلک طوال العام ولذلک تعد درجة الحرارة وکذلک الرطوبة من العوامل المناخیة الأساسیة التی یجب التحکم فیها من خلال توافر نظامی التبرید و التهویة.  

الهدف الرئیسی من هذه الدراسه  هو إدخال نظام مقترح لتبرید الصوب والذی یستخدم نظام خلایا الشمسیة قائم بذاته فى عمیلة التبرید الملائمة لتغذیة الاحمال الکهربائیة للصوب. وسیمکن ذلک مصر من مواجهة نقص المعروض من المحصول والزیادة فی أسعار الأغذیة من خلال زیادة الناتج المحصولی وزیادة الکمیة المنتجة من وحدة المساحة داخل الصوبةوبالتالى یهدف البحث إلى إنشاء وتطویر واختبارصوبة تجریبیة مزودة بنظام للتحکم فی التبرید والتهویة للحفاظ على بیئة نمو مثالیة لنباتی الخس والنعناع خلال موسم الخریف والشتاء من خلال: 1- عمل صوبة صغیرة مزودة بانظمة تحکم داخلیة لإمداد الصوبة بنظام تبرید مناسب یعمل بالخلایا الشمسیة .
تزوید الصوبة بنظام للتهویة بالمراوح تعمل بالخلایا الشمسیة  لضبط الرطوبة النسبیة داخل الصوبة.
إمداد النظام المصمم بإجهزة قیاس کلا من درجات الحرارة والرطوبة النسبیة عن طریق وضع ثرموستات وحساس للرطوبة لتوفیر الظروف البیئیة المناسبة للنبات داخل الصوبة.
مقارنة إنتاجیة الصوبة المصممة بإنتاجیة صوبة تقلیدیة لها نفس المواصفات والتوجیه.
تقییم تکالیف عملیة التبرید والتحکم البیئى داخل الصوبة.

ویمکن تلخیص النتائج فیما یلی:-
- إنخفاض درجة الحرارة الداخلیة للصوبة المصممة مقارنة بدرجة الحرارة الخارجیة ودرجة حراره الصوبة التقلیدیة حیث کانت نسبة الانخفاض عند وقت الظهیره من (7-14) درجة خلال فصل الصیف . بینما کانت نسبة الانخفاض خلال فصل الشتاء من (10-20).
- زیادة الرطوبة النسبیة للهواء الداخلى للصوبة المصممة خلال النهار وإنخفاضها أثناء اللیل مقارنة بالرطوبة النسبیة للهواء خارج الصوبة المصممة والرطوبة النسبیة داخل الصوبة التقلیدیة وقد تراوحت نسب الزیاده  بین 0,71 و 22,85 % خلال فصل الصیف  .بینما کانت نسبة الزیادة خلال فصل الشتاء تتراوح بین 0,16 و 12,87% على التوالى.
- إنخفاض کل من کمیة الحرارة المکتسبة من الاشعاع الشمسی ، وکمیة الحرارة المفقودة من هواء التهویة عند إستخدام نظام تبرید تبخیری وکانت نسبة الانخفاض 34,84 ، 20,25 % على الترتیب
- زیادة کلا من طول النبات، طول الجذر،إستهلاک المحلول المغذى  ، الإنتاجیة ، بالصوبة المصممة عنها بالصوبه التقلیدیة بنسب 15,12% ، 19,21% ، 5,16% و  52,88% خلال الموسم الصیفی بالنسبة لنبات الخس . بینما نسبة الزیادة بالنسبة لنبات النعاع تراوحت  بین 17,34 % ، 22,85% ، 3,16% و 49,91% . وکانت نسبة الزیادة متقاربة خلال الموسم الشتوی .
- إنخفاض إستهلاک الماء فى الصوبة المصممة مقارنة بالصوبة التقلیدیة بنسبة 24,06 % بالنسبة لنبات الخس بینما کانت نسبة الإنخفاض للنبات النعناع 29,85% . وکانت نسبة الإنخفاض متقاربة خلال الموسم الشتوی
^-  وکانت تکلفة انشاء صوبه مبردة بإستخدام الطاقة الشمسیة 274,15 جنیه /م² مقارنة مع بالصوبة التقلیدیة فکانت التکلفة 134,27 جینة/ م²
طبقا للنتائج السابقة یوصی البحث بإنة على الرغم من إرتفاع تکلفة الصوبة المصممة المبردة بالخلایا الشمسیة والمزروعة بنظام الزراعة المائیة مقارنة بالبیوت المحمیة شائعة الاستخدام إلا أنه یزید من التحکم فى المناخ الداخلی للبیت المحمی بدرجة کبیرة  کما أنه أدى إلی زیاده الکمیة المنتج من وحدة المساحة للصوبة وبالتالى زیادة الناتج المحصولی من محصولى الخس والنعناع بنسبة 52,88% و 49,91% على التوالى.