پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

امکان‌‌سنجی استفاده از سامانه پاگرما و فرنل خطی در گلخانه‌ها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد.
چکیده
چکیده
گرم کردن ریشه گیاه می‌تواند به طور قابل ملاحظه‌ای بر کیفیت و رشد محصول و هم‌چنین در کاهش مصرف سوخت در گلخانه اثر بگذارد. از این رو، یکی از مهم‌ترین نیاز گلخانه‌ها در فصل سرد، سامانه تأمین حرارت است. در تحقیق حاضر، یک سامانه‌ی ترکیبی پاگرما به کمک گرمایش خورشیدی برای گلخانه به صورت نظری در شهرکرد (مدار 32 درجه عرض جغرافیایی و 51 درجه طول جغرافیایی) بررسی شد. سامانه مورد نظر دارای یک متمرکز کننده‌ی فرنل خطی است که در طول روز، گرمای مورد نیاز برای رساندن دمای ریشه گیاه به 26 درجه را تأمین می‌کند. نتایج نشان می‌دهد که تغییرات قطر، گام لوله‌ها و مساحت هر بخش بر میزان گرمای تأمینی از جمع‌کننده مؤثر است. به عبارتی با افزایش قطر لوله‌ها از 6 به 9 میلی‌متر و گام لوله‌ها از 2/0 متر به 3/0 متر، گرمای مورد نیاز سامانه افزایش می‌یابد. هم-چنین کل مساحت میدان صفحات بازتاباننده برای دی ماه که سردترین ماه سال است، 32 مترمربع است. 
 
کلیدواژه‌ها

موضوعات


Anand, A., Shukla, A. & Sharma, A. (2020). Recapitulation on latent heat hybrid buildings. International Journal of Energy Research, 44(3), 1370-1407.
Awani, S., Chargui, R., Kooli, S., Farhat, A. & Guizani, A. (2015). Performance of the coupling of the flat plate collector and a heat pump system associated with a vertical heat exchanger for heating of the two types of greenhouses system. Energy conversion and management, 103, 266-275.
Bao, X., Yang, Y., Yang, A., Wang, N., Wang, T., Du, D., Yang, C., Wen, S. & Yang, R. (2013). Antireflection and band gap extension effects of ZnO nanocrystalline films grown on ITO-coated glasses by low temperature process. Materials Science and Engineering: B, 178(4): 263-266.
Bellos, E., Korres, D., Tzivanidis, C. & Antonopoulos, K. (2016). Design, simulation and optimization of a compound parabolic collector. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 16: 53-63.
Boito, P. & Grena, R. (2016). Optimization of the geometry of Fresnel linear collectors. Solar energy, 135: 479-486.
Cai, B., Ning,  Y., Li,  Q. & Ai, X. (2022). Effects of the chloroplast fructose-1, 6-bisphosphate aldolase gene on growth and low-temperature tolerance of tomato. International Journal of Molecular Sciences,  23(2): 728.
Chopra, K., Pathak, A., K., Tyagi, V. V., Pandey, K. A . & Sari, A. (2020). Thermal performance of phase change material integrated heat pipe evacuated tube solar collector system: An experimental assessment. Energy Conversion and Management, 203: 112205.
Chopra, K., Tyagi, V., Popli, S. & Pandey, A. (2023). Technical & financial feasibility assessment of heat pipe evacuated tube collector for water heating using Monte Carlo technique for buildings. Energy, 267: 126338.
Duffie, J. A., Beckman, W. A. & Blair, N. (2020). Solar engineering of thermal processes, photovoltaics and wind. John Wiley & Sons.Esen, M. & Yuksel, T. (2013). Experimental evaluation of using various renewable energy sources for heating a greenhouse. Energy and Buildings, 65: 340-351.
Gorjian, S., Calise, F., Kant, K., Ahamed, M. S., Copertaro, B., Najafi, G., Zhang, X., Aghaei, M. & Shamshiri, R. R. (2021). A review on opportunities for implementation of solar energy technologies in agricultural greenhouses. Journal of Cleaner Production, 285: 124807.
Holman, P., Devane, T. & Cady, S. (2007). The change handbook: The definitive resource on today's best methods for engaging whole systems. Berrett-Koehler Publishers.
Hongn, M. & Larsen, S. F. (2018). Hydrothermal model for small-scale linear Fresnel absorbers with non-uniform stepwise solar distribution. Applied Energy, 223: 329-346.
Kooli, S., Bouadila, S. Lazaar, M. & Farhat, A. (2015). The effect of nocturnal shutter on insulated greenhouse using a solar air heater with latent storage energy. Solar Energy, 115: 217-228.
Llorach-Massana, P., Peña, J., Rieradevall, J. & Montero, J. I. (2016). LCA & LCCA of a PCM application to control root zone temperatures of hydroponic crops in comparison with conventional root zone heating systems. Renewable Energy, 85: 1079-1089.
Miao, Y., Ren,  J., Zhang, Y., Chen, X., Qi, M. G., Zhang, T., Li. & Liu, Y. (2023). Effect of low root-zone temperature on photosynthesis, root structure and mineral element absorption of tomato seedlings. Scienice Horticulturae, 315.
Naveen, S. Aravind,  S. Yamini, B. Vasudhareni, R. Gopinath, K. P. Arun, J. & Pugazhendhi, A. 2023. A review on solar energy intensified biomass valorization and value-added products production: Practicability, challenges, techno economic and lifecycle assessment. Journal of Cleaner Production, 137028.
Nixon, J. & Davies, P. 2012. Cost-exergy optimisation of linear Fresnel reflectors. Solar Energy, 86(1): 147-156.
Qiu, Y., He, Y. L., Cheng, Z. D. & Wang, K. (2015). Study on optical and thermal performance of a linear Fresnel solar reflector using molten salt as HTF with MCRT and FVM methods. Applied energy, 146: 162-173.
Rengma, N. S., Yadav, M. & Kishor, N. (2023). Solar photovoltaic water pumping system: A software tool development-based optimal configuration investigation for system installation location, sizing and deployment. Renewable Energy Focus, 46: 236-255.
Wang, Y., Lu, Y. & Xiao, R. (2021). Application of nonlinear adaptive control in temperature of chinese solar greenhouses. Electronics, 10(13): 1582.
Yu, T., Wang, D., Zhao, X., Liu, J. & Kim, M. K. (2022). Experimental and Numerical Study of an Active Solar Heating System with Soil Heat Storage for Greenhouses in Cold Climate Zones. Buildings, 12(4): 405.
Zhang, R., Shen, G. Q., Ni, M. & Wong, J. K. (2018) heating system: Overview and meta-analysis. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 30: 164-173.
Zhang, X., Yuan, J., Kong, X., Han, J. & Shi, Y. (2023). Coupling of flexible phase change materials and pipe for improving the stability of heating system. Energy, 275: 127474.