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A irrigação agrícola consiste em fornecer fontes de água às terras agrícolas para que as terras agrícolas possam ser abastecidas com água no momento certo, na quantidade certa, e com moderação para atender às necessidades de crescimento das plantas, especialmente em áreas áridas ou semiáridas ou durante estações secas. A irrigação agrícola visa garantir que as culturas recebam água suficiente para aumentar a produtividade e melhorar a qualidade. Isso normalmente envolve o transporte de água de uma fonte (como um rio, lago, bem, reservatório, etc.) às raízes do solo nos campos agrícolas para compensar a falta de precipitação. A irrigação pode permitir que uma determinada área de terra agrícola obtenha produtos agrícolas de maior qualidade e. Também pode ajudar a melhorar a qualidade do solo e reduzir o acúmulo de sal no solo e a erosão do solo..
A necessidade e o papel da irrigação agrícola:
- Precipitação insuficiente: Em algumas áreas, a precipitação é distribuída de forma desigual, ou a quantidade de precipitação não é suficiente para atender às necessidades de crescimento das culturas. Nessas áreas, a irrigação agrícola é necessária para compensar a insuficiência de chuvas e garantir que as culturas recebam água suficiente.
- Aumentar o rendimento: A irrigação agrícola oportuna pode fornecer a quantidade certa de água para promover o crescimento das culturas, aumentar o rendimento e melhorar a qualidade. Isto é fundamental para alcançar a segurança alimentar e as economias agrícolas..
- Gestão da seca: Em áreas áridas, a irrigação agrícola pode fornecer as fontes de água necessárias durante as estações secas para apoiar a produção agrícola. Isto ajuda a mitigar o impacto negativo da seca na agricultura.
- Múltiplas colheitas: Em algumas áreas, os agricultores precisam cultivar múltiplas culturas para atender à demanda do mercado. A irrigação pode ajudá-los a cultivar durante as estações secas ou sem precipitação.
- Melhorar a qualidade do solo: A irrigação agrícola ajuda a melhorar a qualidade do solo e a reduzir os problemas de salinização e erosão do solo. A quantidade certa de água ajuda a manter a fertilidade e a estrutura do solo.
- Aumentar a diversidade agrícola: A irrigação pode expandir a diversidade da agricultura, permitindo que os agricultores cultivem uma gama mais ampla de culturas, incluindo culturas de alto valor, aumentando assim a diversidade da economia agrícola.
- Abordar as alterações climáticas: As alterações climáticas estão a conduzir a padrões de precipitação erráticos e a ocorrências de secas e inundações mais frequentes. A irrigação agrícola pode ajudar os agricultores a lidar com estas incertezas e reduzir os riscos das culturas.
- Aumentar a sustentabilidade agrícola: Através da gestão científica e da aplicação de tecnologia moderna, a irrigação agrícola pode melhorar a eficiência de utilização dos recursos hídricos, reduzir o desperdício, e ajudar a manter a sustentabilidade dos recursos hídricos.
Custos e emissões de energia para irrigação
A irrigação geralmente requer bombas de água, sistemas de distribuição de água, fontes de água limpa, fontes de energia, etc.. Entre os custos operacionais de longo prazo, o custo do consumo de energia da irrigação precisa ser focado. Tomando a América do Sul como exemplo, para o plantio de soja 1 acre de terra, o custo anual de eletricidade para irrigação é o seguinte:
Quando a área da fazenda atingir 100 acres, o custo anual de eletricidade para irrigação é de US$ 4.260. Este é o custo quando a energia local está estável. Se não houver fonte de alimentação, uma bomba de água acionada por motor diesel é necessária para irrigação. Para o mesmo 100 hectares de água de irrigação, 4,260L de diesel é consumido todos os anos, e o custo do combustível para irrigação chegará a US$ 5.200.
Atualmente, a geração de energia térmica ainda representa mais de 60% da geração total de energia do mundo. A geração de energia térmica produz 870g de CO2 por KWH. O consumo de eletricidade correspondente para irrigação anual de 100 hectares de terra produzirão 12.35 toneladas de CO2 e vários poluentes.
Se a bomba d'água for acionada por um motor diesel, o CO2 as emissões da combustão completa de 4.260L de diesel são 11.1 toneladas, e também emite 14,6kg de dióxido de enxofre, 189kg de óxidos de nitrogênio, e 44,3kg de fuligem.
Irrigação com bomba solar tradicional
Vantagens
Se toda ou parte da electricidade ou do combustível utilizados para a irrigação de 100 hectares de terra são substituídos por energia solar, a situação acima será muito melhorada:
- Redução de custos: Como fonte de energia renovável, energia solar tem baixos custos de combustível. Assim que o sistema solar for colocado em uso, a energia solar é quase gratuita. Isto pode reduzir significativamente os custos de energia da irrigação;
- Ambientalmente amigável: A geração de energia solar não produz gases de efeito estufa e poluentes, ajuda a reduzir o impacto das alterações climáticas, e é de grande importância para a proteção ambiental;
- Manutenção ecológica: A energia solar é uma fonte de energia sustentável que não se esgota e reduz a dependência de recursos naturais limitados, que ajuda a manter a estabilidade e a sustentabilidade do ecossistema;
- Independência energética: As explorações agrícolas que utilizam energia solar podem reduzir a dependência de fontes de alimentação externas e aumentar a independência energética, especialmente em áreas remotas;
- Integração inteligente: Os sistemas de irrigação solar podem ser integrados com tecnologia de controle inteligente para ajustar automaticamente a irrigação de acordo com as necessidades da planta, condições meteorológicas e umidade do solo para melhorar a eficiência;
- Menor investimento: Após o investimento inicial num sistema solar, os custos operacionais de longo prazo são geralmente mais baixos ao longo do tempo. Além disso, incentivos financeiros e subsídios fornecidos por governos e instituições para projetos solares relacionados podem ser usados para reduzir ainda mais o investimento.
Desvantagens
Da época da invenção até o presente, soluções tradicionais de geração de energia solar têm sido constantemente atualizadas em tecnologia, mas ainda tem falhas fundamentais. Este problema vem da luz solar instável. Pela manhã, noite, e dias nublados, a intensidade da luz solar não é suficiente e a geração de energia solar é pequena, o que trará uma série de problemas:
- A bomba de água não pode ser iniciada. Há luz solar, mas não pode ser usado, e a taxa de utilização de energia é baixa;
- Se o número de painéis solares for aumentado para atender à operação da bomba de água sob baixa intensidade de luz solar, o investimento total aumentará muito;
- Existem bombas solares no mercado com modo de alimentação CA/comutação solar, que muda automaticamente para operação de energia CA quando a energia solar está baixa. No entanto, a energia solar não pode ser usada neste momento e a taxa de utilização de energia é baixa.
Solução de acionamento solar E-Hybrid para bomba de irrigação
HF Motion já tem solução completa para os problemas das bombas solares tradicionais. A tecnologia E-Hybrid pode atender à entrada paralela de energia solar e CA e complementar-se em tempo real. Também pode ser utilizado com bateria reserva para participar da complementação.
Possui as seguintes características:
- Energia solar suficiente acionará diretamente a bomba, excesso de energia carregará a bateria reserva.
- Energia solar insuficiente acionará diretamente a bomba, A energia CA complementará a parte que falta.
- Quando não há energia CA, e não há luz solar suficiente, energia solar insuficiente acionará diretamente a bomba, a bateria complementará a parte que falta.
- Alimentação CA e suplemento de bateria com base na geração e consumo de energia solar em tempo real da bomba.
- Quando as bombas não estão funcionando, a energia solar só carregará a bateria.
- Bateria sem saída com energia solar suficiente ou energia CA estável.
- Não importa como a energia solar muda, a potência total de saída é estável e relevante para o consumo das aplicações.
- Caso não haja energia CA e a bateria esteja fraca durante o dia, o controlador do motor permite operação em baixa velocidade sob energia solar insuficiente.
- Mesmo que a energia solar seja de apenas 1w, ainda pode ser usado por aplicativos.
- Módulo de tecnologia E-Hybrid, Módulo MPPT, controlador de motor é design integrado, para reduzir os custos de instalação e perda de energia.
Combinado com tecnologia E-Hybrid, A HF Motion lançou uma variedade de soluções e produtos para bombas de irrigação agrícola:
Opção 1
Solução: Bomba de superfície com motor BLDC integrado ao controlador, controlador integrado com tecnologia E-Hybrid.
Produtos: Motor BLDC/controlador/motor integrado ao controlador/bomba completa com motor & controlador
Opção 2
Solução: Bomba submersível com motor BLDC, e controlador split integrado com tecnologia E-Hybrid.
Produtos: Motor/controlador BLDC/bomba completa com motor & controlador
Opção 3
Solução: Unidade de alimentação E-Hybrid para bombas, Uma unidade múltipla.
produtos: Fonte de alimentação E-Híbrida 2,2 ~ 30KW.
Conclusão
Ao considerar sistemas de bombas solares para irrigação agrícola, o principal objetivo é reduzir o consumo de energia e os custos operacionais. A aplicação da tecnologia E-Hybrid pode reduzir os custos de consumo de energia ao 30% novamente baseado em bombas solares tradicionais. Contra este pano de fundo, a introdução da tecnologia E-Hybrid é um desenvolvimento importante que deverá melhorar significativamente o desempenho e os benefícios económicos do sistema.
É uma inovação tecnológica promissora para irrigação agrícola que pode melhorar significativamente a viabilidade do sistema e reduzir custos operacionais, ao mesmo tempo que tem um impacto positivo no ambiente e na gestão de recursos. Ajuda a criar sistemas de energia distribuída, que geram eletricidade em pequena escala, áreas fora da rede ou remotas, facilitando a irrigação. Isto pode aumentar indiretamente o rendimento das colheitas e promover o desenvolvimento sustentável da agricultura em áreas com escassez de energia..
