पीवी और ग्राउंड सोर्स हीट पंप पर निर्भर ग्रीनहाउस के लिए सिस्टम डिजाइन

तुर्की में यासर विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने एलईडी लाइटिंग के लिए बिजली स्रोत के रूप में पीवी पर निर्भर ग्रीनहाउस और हीटिंग और कूलिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले ताप पंप के लिए एक डिजाइन अवधारणा विकसित की है।

“हमने मूल रूप से 2017 में सिस्टम विकसित किया था और उस समय सिस्टम का पेबैक टाइम वैल्यू 5.7 वर्ष था,” शोधकर्ता लेवेंट बिलिर ने पीवी पत्रिका को बताया।“मुझे यकीन नहीं है कि आज 2017 की तुलना में पेबैक का समय कम है, क्योंकि ऊर्जा की कीमतें बढ़ रही हैं।”

हाइब्रिड सिस्टम को 150 मीटर 2 की सतह के साथ 5 x 30 मीटर ग्रीनहाउस मानकर मॉडलिंग की गई थी, जिसमें 200 डब्ल्यू के आउटपुट के साथ 66 दक्षिण-उन्मुख सौर पैनलों का उपयोग किया गया था, जिसमें ग्रीनहाउस [जीजी] #39; की छत का 50% हिस्सा था। और एक ग्राउंड सोर्स हीट पंप की तैनाती, जो एक प्रकार का हीट पंप है जिसका उपयोग हीटिंग और कूलिंग दोनों के लिए किया जा सकता है। चुना गया स्थान पश्चिमी तुर्की में इज़मिर शहर है, जहां संदर्भ तापमान 25 डिग्री सेल्सियस है और सौर विकिरण 1,367 W/m2 है।

छत के कोण 38.4 डिग्री होने के साथ, एक वर्ष में अधिकतम सरणी दक्षता मूल्यों का अनुमान 14.17% और 16.14% के बीच था। पैनलों को मॉड्यूल पंक्तियों के बीच एक अंतर बनाकर छत पर रखा गया था ताकि अधिक समान सौर विकिरण ग्रीनहाउस के अंदर तक पहुंच सके, जो एल्यूमीनियम फ्रेम और 13 मिमी वायु परत के साथ डबल ग्लास खिड़कियों से बना है। जब पीवी सिस्टम ग्रीनहाउस द्वारा आवश्यकता से अधिक बिजली का उत्पादन करता है, तो अधिशेष को ग्रिड में इंजेक्ट किया जाता है। इसी तरह, जब इसका उत्पादन पर्याप्त नहीं होता है, तो नेटवर्क से बिजली ली जाती है।

शोध दल ने टमाटर, ककड़ी, और लेट्यूस की खेती पर विचार करते हुए प्रस्तावित ग्रीनहाउस डिजाइन के समग्र प्रदर्शन का मूल्यांकन किया, जिसके लिए क्रमशः 28, 36 और 24 सेल्सियस डिग्री के विभिन्न इनडोर तापमान की आवश्यकता होती है। चूंकि सिस्टम का कूलिंग लोड बहुत अधिक होता है, इसलिए जुलाई और अगस्त में खेती बंद कर दी जाती है। ग्रीनहाउस को हीट पंप द्वारा 24 घंटे/दिन गर्म या ठंडा किया जाता है।

वैज्ञानिकों ने हीटिंग और कूलिंग में प्रदर्शन (सीओपी) मूल्यों के गुणांक को ध्यान में रखते हुए हीटिंग, कूलिंग और लाइटिंग लोड के साथ-साथ मासिक और वार्षिक विद्युत मांग की गणना की। इसके अलावा, उन्होंने प्रत्येक फसल के लिए मासिक और वार्षिक कवरेज अनुपात मूल्यों की गणना की और पीवी सिस्टम और हीट पंप के लिए लागत, साथ ही बीमा और संचालन और रखरखाव के लिए लागत की गणना की।

उनके विश्लेषण से पता चला है कि गर्मियों के संचालन के महीनों के दौरान, जो मई, जून और सितंबर हैं, पीवी सिस्टम बिजली की मांग को 33.2 से 67.2% कवरेज अनुपात रेंज के साथ कवर करने में सक्षम है, जिसे वे इस तथ्य के साथ समझाते हैं कि शीतलन भार को पूरा करने के लिए आवश्यक शक्ति सभी फसलों की खेती के लिए बहुत अधिक है।“हालांकि, सर्दियों के संचालन के महीनों के लिए, उच्च कवरेज अनुपात मूल्यों का सामना करना पड़ता है,” शोध दल ने प्रकाश डाला।“टमाटर की खेती के लिए कवरेज अनुपात दिसंबर में न्यूनतम 67.4% से अक्टूबर में अधिकतम 522.3% तक होता है, जबकि ककड़ी की खेती के लिए 37.6% का न्यूनतम कवरेज अनुपात दिसंबर में देखा जाता है और अधिकतम कवरेज अनुपात 185.3% पाया जाता है। अक्टूबर।”

एकत्र किए गए आंकड़ों के आर्थिक विश्लेषण से पता चला है कि टमाटर की खेती के लिए वापसी का समय 7.2 वर्ष है, जबकि ककड़ी और सलाद के लिए क्रमशः 7.4 और 7.0 वर्ष है।“प्राकृतिक गैस और कोयला आधारित बिजली उत्पादन के आधार पर सिस्टम का ग्रीनहाउस गैस पेबैक टाइम वैल्यू क्रमशः 5.7 वर्ष और 2.6 वर्ष था।”

आगे देखते हुए, बिलिर ने कहा कि भविष्य के काम में अधिक विस्तृत विश्लेषण शामिल होने चाहिए और भंडारण को एक अतिरिक्त विकल्प के रूप में माना जाना चाहिए।“हो सकता है कि विभिन्न अक्षय ऊर्जा प्रकारों को शामिल किया जा सके,” उसने निष्कर्ष निकाला।