Konzept für ein großflächiges Begrünungsprojekt
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Basierend auf den potenziellen grünen Projekten in Saudi-Arabien, unter extremen Bedingungen in der Wüste, stellt der Einsatz der LIUJIA Solarpumpe eine Kernkomponente für ein Mikrotropfbewässerungssystem dar.
Dieses System kann verwendet werden, um bis zu 240 junge Bäume für drei Wachstumsjahre mit Wasser zu versorgen. Es kann leicht in einen neuen Bereich verlegt werden, wobei die gleichen Prozesse wirksam werden. Ein Großprogramm für bis zu einer Million Jungbäume kann mit mehreren Mikrosystemen bewässert werden. Die Verwendung identischer Komponenten ermöglicht Machbarkeit, Zuverlässigkeit, einfache Installation und Wartung in einem trockenen Gebiet mit Wasserknappheit für die grüne Landschaftsgestaltung.
Der Artikel beschreibt auch die Bedingungen unter Hochtemperatur, Sand und Wasser in der Wüste, die Probleme verursachen könnten; Die Feldtestphase wird Lösungen für alle Probleme liefern, die für das System oder die Komponenten gelöst werden müssen.
A. Projektbeschreibung
Das grüne Projekt in Saudi-Arabien basiert auf dem Pflanzen von etwa 1 Million Bäumen in der Wüste. Ein großer Wasserspeicher mit einer Kapazität von 3000 m3 versorgt eine Reihe kleiner mobiler Wassertanks mit einer oder mehreren Solarpumpen, die das Wasser weiter an die Bäume verteilen. Der vertikale Höhenunterschied zwischen dem Wasserspiegel in den mobilen Tanks und der Wasserleitung beträgt bis zu 2 Meter.
Es wird geschätzt, dass eine Pflanze 2 Liter / Tag benötigt. Die Wasserzufuhr sollte auf keinen Fall unterbrochen werden, da Baumwurzeln nur an der Oberfläche eher nach unten wachsen würden, also 1-3 Stunden pro Tag pro Baum benötigt werden.
Nach 3 Jahren ist ein Überleben des Baumes ohne künstliche Bewässerung möglich, somit ist eine Verlegung der solaren Bewässerungsanlage oder eine alternative Nutzung möglich.
Die Umgebungstemperatur kann in der Wüste bis zu +70 - +80 °C erreichen. Daher müssen alle Komponenten von höchster Qualität sein, um unter diesen Bedingungen konstant und mit minimalem Aufwand zu funktionieren.
Exhibit 1: Ein Kanal der Solar Bewässerungseinheit
Exponat 2: Eine Einheit mit acht Kanälen
B. Einsatz der LIUJIA Solarpumpe im Projekt
1. Unter den oben genannten Bedingungen ist die LIUJIA Solarpumpe Typ LJ1012-S mit einem 13-W-Solarmodul oder die LJ2012-D mit 26-W-Solarmodul für diese Anwendung sehr gut geeignet. Der Aufwand für Planung, Installation und Wartung ist vergleichsweise gering.
a) Da Solarmodule von technischen Faktoren beeinflusst werden, liegt die Standard-Testmessung bei +25°C. Steigt die Umgebungstemperatur jedoch um +10°C, reduziert sich die Ausgangsspannung des Solarmoduls um 1,0 Volt. In diesem Projekt gehen wir von einer extremen Temperatur aus, z. B.+75°C, was bedeutet, dass die Ausgangsspannung des Solarmoduls um 5,0V reduziert wird. Wenn die Ausgangsspannung des 13-W-Solarmoduls bei +25 °C 17,5 V beträgt, dann wären es bei +75 °C nur 12,5 V, was zu niedrig ist, um die Pumpe zu starten. Für den normalen Betrieb der Pumpe wäre ein Solarmodul mit mindestens 22 V Lastspannung bei +25 °C erforderlich.
b) Es ist ebenfalls zu prüfen, ob die derzeitige Gummiisolierung von Stromzuleitung (DC 18V) auch dauerhaft hitzefest ist. Ansonsten muss ein Kabel mit besserem Isolierungsmantel verwendet werden.
c) Zwar hat ein 13 W Modul nur das Format von Din A3, muss aber gegen Sandstürme sicher befestigt werden.
d) Sand im Wasser ist eine große Gefahr für die reibungslose Funktion der Pumpe. Wenn Sand in die Pumpe gelangt, verstopft er den Kolben, wodurch die Bewegung der Pumpe verringert oder gestoppt wird. In diesem Fall muss die Pumpe vor Ort gereinigt werden (ca. 20 Minuten erforderlich à Anleitung siehe diesen Link)
e) Sand kann vermieden werden, wenn ein synthetisches Filtermaterial verwendet wird. Die Förderleistung der Pumpe beträgt maximal nur 100 Liter pro Stunde. Insbesondere die Verwendung von Feinfiltern mit großer Kapazität kann dauerhafter und zuverlässiger sein als Filter mit kleiner Kapazität.
2. Je 100 m horizontal verlegte Wasserleitung ergibt 0,1 bar Druckverlusts bei Liujia Solar Pumpe. Für feine Wasserleitung mit einem Innendurchmesser von 4mm ist dieser Verlust noch deutlich höher. Daher sollte jeder Kanal die gleiche Länge haben, um einen ausgeglichenen Druck in jedem Tropfkopf zu haben.
Konventionell Wasserleitung für Tropfenbewässerung sind meisten aus PVC Basis. Dieser Kunststoff hat nur ein Temperaturbeständigkeit von 60°- 80°C. Hier sollt man vielleicht einen Silikonschlauch von 180°C benutzen.
3. Wenn man pro Tag mit 8 Stunden Sonneneinstrahlung in Saudi Arabien rechnet, ergibt das eine tägliche Förderleistung von ca. 480 Liter Wasser, bei 0,5 bar Druckreserve im Verteilungssystem zum Ausgleich der Höhendifferenz, Reibungsverluste der Leitungen, etc. Es können damit 240 Pflanzen mit je 2 Liter Wasser versorgt werden.
4. Es wird vorgeschlagen, das Wasser durch eine solarbetriebene Verteiler umzuleiten, die einen Eingang und 8 Ausgänge hat. Der Verteiler würde für jeden Ausgang in unterschiedlichen Zeitintervallen ein- oder ausgeschaltet. Der Schalter wäre computergesteuert, so dass die Zeitdauer und Sequenz jedes Kanals zufällig ausgewählt werden kann, um eine durchschnittliche Versorgung für jeden Kanal zu erhalten.
5. Zum Beispiel: Das Wasser wird durch den Schalter alle Stunde zwischen den Leitungen A1-A8 regelmäßig durchgeschaltet. In Leitung A1 werden ca. 30 Pflanzen in Sternform durch weitere Verteiler an feinen Wasserleitungen mit 30 Tropfköpfen A1-01 bis A1-30 angeschlossen, die jeweils je 2 Liter/Stunden bewässern. Dann wird umgeschaltet und A2 mit weiteren 30 Tropfköpfen werden bewässert etc. Dies geschieht bis alle Leitungen einmal am Tag je nach Bedarf bewässert worden sind.
6. Die Tropfköpfe des Kanals A1, die an dem Feinwasserleitungen angeschlossen sind, müssen durch ein Rückschlagventil ergänzt werden. Ohne dieses Rückschlagventil strömt nachts Luft in die Kanäle, wenn die Außentemperatur niedriger ist als in den Kanälen, was zu einer Verstopfung einiger Kanäle führt.
Außer Sand oder feine Partikel im Wasser, können unterschiedliche Chemikalien auch winzige Kristalle bilden, besonderes durch Hitze bis 80°C oder Temperaturschwankung am Tag und Nacht. Mikroorganismen können sich in Wasserleitung vermehren und Verstopfung verursachen oder Luftblasen verstopfen feine Wasserleitung. Solche Risiken müssen in einem Feldtest abgeklärt und Gegenmaßnahmen getroffen werden.
7. Hunderte von Einheiten mit identischen Komponenten können zu einem großen solaren Bewässerungssystem zusammengebaut werden. Das Gesamtsystem ist einfach zu entwickeln, zu installieren und zu warten, wodurch enorme Investitionskosten und Arbeitskraft eingespart werden.
8. In einem Wassertank können mehrere Liujia Solar Pumpe gleichzeitig arbeiten, sobald das Wasserverteilungsnetz dies erlaubt. Außerdem ist die Liujia Solar Pumpe trockenlauf sicher. Wenn kein Wasser im Tank vorhanden, wird die Pumpe tagelang gefahrlos weiter laufen, bis das Wasser wieder nachgefüllt wird.
Zur Vermeidung von Luftblasen in der Wasserleitung, ist es empfohlen ein Schalter zur Wasserpegel Überwachung zu installieren.
Selbstverständlich kann auf jeden dieser Punkte noch wesentlich detaillierter eingegangen werden. Aber auch bereits aus diesem notwendigerweise gedrängten Überblick über das System wird deutlich, dass es sich um ein offenes System handelt, das unter fachlicher Unterstützung des jeweiligen Distributors individuell zusammengestellt und erweitert werden kann.
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