Jak při zemědělském zavlažování, jak je poptávka po vyvážení vody a spotřeba energie v čerpadle?

V souvislosti s globálním nedostatkem vody a energetické krizí se zemědělské zavlažovací systémy potýkají s dvojím výzvou záruky zásobování vodou a kontroly spotřeby energie. Jako základní zdroj energie zavlažovacího systému, provozní účinnost Motor čerpadla Přímo ovlivňuje hospodářskou a ekologickou udržitelnost zemědělské výroby.
1. Návrh optimalizace systému orientovaného na přesnost
Tradiční zavlažovací systémy mají obecně jev „velkého koně tahajícího malý vozík“. Podle výzkumu ministerstva zemědělství USA může systém vodních čerpadel využívající technologii porovnávání energie snížit spotřebu energie o 23%. Moderní čerpací stanice přesně vypočítají skutečnou poptávku po vodě každého zavlažovacího cyklu zavedením modelu poptávky po vodě a kombinováním údajů o monitorování vlhkosti půdy. Například izraelský zavlažovací systém odkapávání přijímá konfiguraci proměnné energetické jednotky. V období sucha se hlavní čerpadlo s vysokým výkonem používá k zajištění přívodu vody a v období dešťů se přepne na pomocné čerpadlo s nízkým výkonem, aby udržovala tlak systému. Tato dynamická konfigurační strategie snižuje spotřebu energie na jednotku zavlažovací oblasti o 37%a zároveň zajišťuje, že je účinnost využití plodiny udržována nad 92%.
2. inteligentní kontrolní systém pod internetem architektury věcí
Inteligentní systém řízení čerpadla založený na internetu Things Technology přetváří model řízení spotřeby zavlažování. Nasazením monitorovací sítě sestávající z tlakových senzorů, průtokových měřičů a inteligentních měřičů může systém získat klíčové parametry, jako je tlak potrubí, okamžitý tok a spotřeba motoru energie v reálném čase. Experimentální údaje z Akademie zemědělských věd Jiangsu ukazují, že systém regulace regulace rychlosti frekvence pomocí fuzzy algoritmu pro řízení PID může zvýšit účinnost provozu čerpadla na 88,6%, což šetří 31% energii ve srovnání s tradičními čerpacími stanicemi s pevnou rychlostí. Když systém na konci detekuje nadměrný tlak, ovladač automaticky upravuje rychlost motoru tak, aby síť zásobování vodou vždy fungovala v rozsahu optimální účinnosti. Tento adaptivní mechanismus nastavení zvyšuje využití energie o 25% a snižuje odpad vody o 15%.
3. Systém pro řízení energetiky s více energií
Integrovaná aplikace technologie obnovitelných zdrojů energie a energie otevřela novou cestu pro úsporu energie v čerpacích stanicích. Projekt solárních vodních čerpadla v Pandžábu v Indii prokázal, že hybridní systém fotovoltaicky-dieselového hybridního systému může snížit spotřebu fosilních energie o 45%. Pokročilý systém správy energie koordinuje napájecí sekvenci různých zdrojů energie prostřednictvím prediktivních algoritmů: Sluneční energie se používá k pohonu vodních čerpadel za slunečných dnů, baterie pro skladování energie se začaly doplňovat napájecí zdroje za zakalené dny a napájecí síť nebo záložní výkon nafty se přepíná na extrémní počasí. Tento režim synergie více energie umožňuje komplexnímu indexu energetické účinnosti (CEEI) zavlažovacího systému dosáhnout 0,89, což je o 18 procentních bodů vyšší než u jediného energetického systému.
V demonstračním projektu zavlažovacího okresu Yanghuang v Ningxii dosáhl systém inteligentní stanice čerpadel integrující výše uvedené technologie průmyslovou hladinu 0,38 kWh na tunu spotřeby energie vody, což je 42% pokles z před transformací. Praxe ukázala, že vytvořením technické uzavřené smyčky „přesné konfigurace identifikace poptávky-inteligentní regulace a optimalizace energie“ jsou moderní motorické systémy čerpadla plně schopny dosáhnout intenzivní spotřeby energie a zároveň zajistit kvalitu zavlažování. S aplikací nových technologií, jako jsou digitální dvojčata a výpočetní technika, se zemědělské zavlažovací systémy budou i nadále vyvíjet chytřejší, efektivnější a udržitelnější směr. Tato technologická inovace souvisí nejen s přínosy pro zemědělskou produkci, ale také důležitou podporou realizace globálního zabezpečení potravin a nízkohlíkových rozvojových cílů.