W przypadku nawadniania rolnictwa w jaki sposób bilans motoryczny zapotrzebowanie na wodę i zużycie energii?

W kontekście globalnego niedoboru wody i kryzysu energetycznego systemy nawadniania rolnicze stoją przed podwójnymi wyzwaniami gwarancji zaopatrzenia w wodę i kontroli zużycia energii. Jako podstawowe źródło zasilania systemu nawadniającego, wydajność operacyjna Silnik pompowy bezpośrednio wpływa na ekonomiczny i ekologiczny zrównoważony rozwój produkcji rolnej.
1. Precyzja optymalizacji systemu zorientowana na popyt
Tradycyjne systemy nawadniające mają na ogół zjawisko odpadów energetycznych „dużego konia małego wózka”. Według badań Departamentu Rolnictwa USA system pompy wodnej z wykorzystaniem technologii dopasowywania energii może zmniejszyć zużycie energii o 23%. Nowoczesne stacje pompowania dokładnie obliczają rzeczywiste zapotrzebowanie na wodę każdego cyklu nawadniającego, ustanawiając model zapotrzebowania na wodę uprawy i łącząc dane dotyczące monitorowania wilgoci gleby. Na przykład system nawadniania kroplówki Izraela przyjmuje konfigurację jednostki mocy zmiennej. W porze suchej pompa główna o dużej mocy jest wykorzystywana do zapewnienia zaopatrzenia w wodę, aw porze deszczowej przełącza się na pompę pomocniczą o niskiej mocy, aby utrzymać ciśnienie systemu. Ta dynamiczna strategia konfiguracji zmniejsza zużycie energii na powierzchnię nawadniania jednostki o 37%, jednocześnie zapewniając, że wydajność zużycia wody upraw jest utrzymywana powyżej 92%.
2. Inteligentny system kontroli w architekturze Internetu rzeczy
Inteligentny system kontroli pomp oparty na technologii Internetu rzeczy przekształca model zarządzania zużyciem energii irygacyjnej. Wdrażając sieć monitorowania składającą się z czujników ciśnienia, liczników przepływu i mierników inteligentnych, system może uzyskać kluczowe parametry, takie jak ciśnienie rurociągu, natychmiastowy przepływ i zużycie energii silnika w czasie rzeczywistym. Dane eksperymentalne z Jiangsu Academy of Agricultural Sciences pokazują, że system regulacji prędkości częstotliwości z wykorzystaniem algorytmu sterowania Fuzzy PID może zwiększyć wydajność pracy pompy do 88,6%, oszczędzając 31% energii w porównaniu z tradycyjnymi stacji pompowania o stałej prędkości. Gdy system wykrywa nadmierne ciśnienie na końcu, kontroler automatycznie dostosowuje prędkość silnika, dzięki czemu sieć zaopatrzenia w wodę zawsze działała w optymalnym zakresie wydajności. Ten adaptacyjny mechanizm regulacji zwiększa wykorzystanie energii o 25% i zmniejsza odpady wodne o 15%.
3. Uzupełniający system zarządzania energią wieloenergetyczny
Zintegrowane zastosowanie technologii magazynowania energii odnawialnej i energii otworzyło nową ścieżkę oszczędności energii w stacjach pompujących. Projekt solarnej pompy wodnej w Pendżabie Indie udowodnił, że system hybrydowy fotowoltaicznej Diesel może zmniejszyć zużycie energii kopalnej o 45%. Zaawansowany system zarządzania energią koordynuje sekwencję zaopatrzenia różnych źródeł energii poprzez algorytmy predykcyjne: Energia słoneczna służy do napędzania pomp wody w słoneczne dni, uruchamiane są akumulatory magazynowania energii w celu uzupełniania zasilania w pochmurne dni, a zasilanie zasilania lub napędu napędowego oleju napędowego jest przełączana na ekstremalną pogodę. Ten tryb wieloenergetycznej synergii umożliwia kompleksowego wskaźnika efektywności energetycznej (CEEI) systemu nawadniającego osiągnięcie 0,89, czyli o 18 punktów procentowych wyższych niż w przypadku pojedynczego systemu energetycznego.
W projekcie demonstracyjnym okręgu nawadniającego Yanghuang w Ningxia inteligentny system stacji pomp integrujący powyższe technologie osiągnął poziom wiodący w branży 0,38 kWh na tonę zużycia energii wody, o 42% spadek z transformacji. Praktyka wykazała, że ​​poprzez budowanie technicznej zamkniętej pętli „precyzyjnej identyfikacji popytu-inteligentnej regulacji regulacji optymalizacji energii optymalizacji”, nowoczesne systemy silników pomp są w pełni zdolne do osiągnięcia intensywnej kontroli zużycia energii przy jednoczesnym zapewnieniu jakości nawadniania. Dzięki zastosowaniu nowych technologii, takich jak cyfrowe bliźniaki i przetwarzanie krawędzi, systemy nawadniania rolnictwa będą nadal ewoluować w mądrzejszym, bardziej wydajnym i bardziej zrównoważonym kierunku. Ta innowacja technologiczna jest nie tylko związana z korzyściami związanymi z produkcją rolniczą, ale także ważnym poparciem dla realizacji globalnego bezpieczeństwa żywnościowego i celów rozwoju niskiego węgla.