I jordbruksbevattning, hur balanserar pumparmotorens vatten efterfrågan och energiförbrukning?

I samband med global vattenbrist och energikris står jordbruksbevattningssystem inför de dubbla utmaningarna för vattenförsörjningsgaranti och energiförbrukningskontroll. Som kärnkraftskällan för bevattningssystemet, driftseffektiviteten för Pumpmotor påverkar direkt den ekonomiska och ekologiska hållbarheten i jordbruksproduktionen.
1. Precision efterfrågningsorienterad systemoptimeringsdesign
Traditionella bevattningssystem har i allmänhet fenomenet med "stor häst som drar liten vagn" energiavfall. Enligt forskningen från det amerikanska jordbruksdepartementet kan vattenpumpsystemet som använder kraftmatchningsteknologi minska energiförbrukningen med 23%. Moderna pumpstationer beräknar exakt den faktiska vattenbehovet för varje bevattningscykel genom att etablera en modell för efterfrågan på grödor och kombinera övervakningsdata för markfuktighet. Till exempel antar Israels droppbevattningssystem variabel kraftenhetskonfiguration. Under den torra säsongen används den högeffektiva huvudpumpen för att säkerställa vattenförsörjningen, och under regnperioden byter den till en lågeffektspump för att upprätthålla systemtrycket. Denna dynamiska konfigurationsstrategi minskar energiförbrukningen per bevattningsarea med 37%, samtidigt som man säkerställer att effektiviteten i grödan vatten upprätthålls över 92%.
2. Intelligent kontrollsystem under Internet of Things Architecture
Det intelligenta pumpkontrollsystemet baserat på Internet of Things Technology omformar modellen för energiförbrukning av energiförbrukning. Genom att distribuera ett övervakningsnätverk bestående av trycksensorer, flödesmätare och smarta mätare kan systemet erhålla viktiga parametrar såsom rörledningstryck, omedelbart flöde och motorisk kraftförbrukning i realtid. Experimentella data från Jiangsu Academy of Agricultural Sciences visar att det variabla frekvenshastighetsregleringssystemet med hjälp av fuzzy PID-kontrollalgoritm kan öka pumpens driftseffektivitet till 88,6%, vilket sparar 31% energi jämfört med traditionella pumpstationer med fast hastighet. När systemet upptäcker överskottstryck i slutet justerar styrenheten automatiskt motorhastigheten så att vattenförsörjningsnätverket alltid fungerar inom det optimala effektivitetsområdet. Denna adaptiva justeringsmekanism ökar energianvändningen med 25% och minskar vattenavfallet med 15%.
3. Kompletterande system för kompletterande energihantering
Den integrerade tillämpningen av förnybar energi och energilagringsteknik har öppnat en ny väg för energibesparing i pumpstationer. Projektet Solar Water Pump i Punjab, Indien har bevisat att det fotovoltaiska diesel-hybridsystemet kan minska fossil energiförbrukning med 45%. Det avancerade energihanteringssystemet koordinerar tillförselsekvensen för olika energikällor genom prediktiva algoritmer: solenergi används för att driva vattenpumpar på soliga dagar, energilagringsbatterier startas för att komplettera strömförsörjningen på molniga dagar och kraftnät eller diesel -backup -kraft byts till extremt väder. Detta multi-energi-synergi-läge möjliggör det omfattande energieffektivitetsindexet (CEEI) för bevattningssystemet att nå 0,89, vilket är 18 procentenheter högre än för ett enda energisystem.
I demonstrationsprojektet i Yanghuang Irrigation District i Ningxia har det intelligenta pumpstationssystemet som integrerar ovanstående teknik uppnått en branschledande nivå på 0,38 kWh per ton vatten energiförbrukning, en 42% minskning från före omvandlingen. Praxis har visat att genom att bygga en teknisk sluten slinga av "Precise Demand Identification-Intelligent Operation Regulation-Energy Optimization Configuration" är moderna pumpmotorsystem fullt kapabla att uppnå intensiv energiförbrukningskontroll samtidigt som bevattningskvaliteten säkerställer bevattning. Med tillämpningen av ny teknik som digitala tvillingar och kantberäkning kommer jordbruksbevattningssystem att fortsätta att utvecklas i en smartare, effektivare och mer hållbar riktning. Denna tekniska innovation är inte bara relaterad till jordbruksproduktionsfördelar, utan också ett viktigt stöd för att förverkliga globala livsmedelssäkerhet och låga koldioxidutvecklingsmål.