Na irrigação agrícola, como a demanda de água do balanço automobilístico da bomba e o consumo de energia?

No contexto da escassez global da água e da crise energética, os sistemas de irrigação agrícola estão enfrentando os duplos desafios da garantia de abastecimento de água e controle de consumo de energia. Como fonte de energia principal do sistema de irrigação, a eficiência operacional de Motor da bomba afeta diretamente a sustentabilidade econômica e ecológica da produção agrícola.
1. Projeto de otimização de sistema orientado para demanda de precisão
Os sistemas tradicionais de irrigação geralmente têm o fenômeno de desperdício de energia "Big Horse Puxing Small Cart". De acordo com a pesquisa do Departamento de Agricultura dos EUA, o sistema de bombas de água usando a tecnologia de correspondência de energia pode reduzir o consumo de energia em 23%. As estações de bombeamento modernas calculam com precisão a demanda real da água de cada ciclo de irrigação, estabelecendo um modelo de demanda de água da colheita e combinando dados de monitoramento de umidade do solo. Por exemplo, o sistema de irrigação por gotejamento de Israel adota configuração variável da unidade de potência. Na estação seca, a bomba principal de alta potência é usada para garantir o suprimento de água e, na estação chuvosa, muda para uma bomba auxiliar de baixa potência para manter a pressão do sistema. Essa estratégia de configuração dinâmica reduz o consumo de energia por unidade de área de irrigação em 37%, garantindo que a eficiência do uso da água da colheita seja mantida acima de 92%.
2. Sistema de controle inteligente sob a arquitetura da Internet das Coisas
O sistema inteligente de controle de bombas com base na tecnologia da Internet das Coisas está reformulando o modelo de gerenciamento de consumo de energia de irrigação. Ao implantar uma rede de monitoramento que consiste em sensores de pressão, medidores de fluxo e medidores inteligentes, o sistema pode obter parâmetros -chave, como pressão do pipeline, fluxo instantâneo e consumo de energia motora em tempo real. Dados experimentais da Academia Jiangsu de Ciências Agrícolas mostram que o sistema de regulação da velocidade de frequência variável usando o algoritmo de controle de PID difuso pode aumentar a eficiência da operação da bomba para 88,6%, economizando 31% de energia em comparação com as estações de bombeamento de velocidade fixa tradicionais. Quando o sistema detecta excesso de pressão no final, o controlador ajusta automaticamente a velocidade do motor, para que a rede de abastecimento de água sempre funcione na faixa de eficiência ideal. Esse mecanismo de ajuste adaptativo aumenta a utilização de energia em 25% e reduz o desperdício de água em 15%.
3. Sistema de gerenciamento de energia complementar multi-energia
A aplicação integrada da tecnologia de armazenamento de energia e energia renovável abriu um novo caminho para economizar energia nas estações de bombeamento. O projeto de bomba de água solar em Punjab, na Índia, provou que o sistema híbrido de diesel fotovoltaico pode reduzir o consumo de energia fóssil em 45%. O sistema avançado de gerenciamento de energia coordena a sequência de suprimentos de diferentes fontes de energia por meio de algoritmos preditivos: a energia solar é usada para acionar bombas de água em dias ensolarados, as baterias de armazenamento de energia são iniciadas para suplementar a fonte de alimentação em dias nublados e a rede elétrica ou a potência do backup diesel é alterada ao clima extremo. Esse modo de sinergia multi-energia permite que o índice abrangente de eficiência energética (CEEI) do sistema de irrigação atinja 0,89, que é 18 pontos percentuais superiores aos de um único sistema de energia.
No projeto de demonstração do distrito de irrigação de Yanghuang em Ningxia, o sistema inteligente de estação de bomba que integra as tecnologias acima alcançou um nível líder da indústria de 0,38kwh por tonelada de consumo de energia da água, uma diminuição de 42% antes da transformação. A prática mostrou que, ao construir um ciclo técnico fechado de "Identificação precisa da configuração de otimização da regulação da regulação da Operação Inteligente da Demanda", os modernos sistemas motores da bomba são totalmente capazes de alcançar o controle intensivo do consumo de energia, garantindo a qualidade da irrigação. Com a aplicação de novas tecnologias, como gêmeos digitais e computação de borda, os sistemas de irrigação agrícola continuarão a evoluir em uma direção mais inteligente, mais eficiente e mais sustentável. Essa inovação tecnológica não está apenas relacionada aos benefícios da produção agrícola, mas também a um apoio importante para a realização da segurança alimentar global e objetivos de desenvolvimento de baixo carbono.