ساخت سامانه خورشیدی جلوگیری از سرمازدگی درختان

پژوهشگران گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم دانشگاه تربیت مدرس طی پژوهشی موفق به ساخت و ارزیابی سامانه خورشیدی هوای گرم برای جلوگیری از سرمازدگی درختان در زمستان شدند.

سرمازدگی یکی از مهمترین عوامل خسارت زا در تولید محصولات کشاورزی در کشور بوده و صدمات جبران ناپذیری را به چرخه تولید و اقتصاد کشاورزی وارد می‌کند. پهنه وسیعی از حاصل خیزترین مناطق تولیدی کشور در معرض این تهدید جدی قرار دارند. از طرفی انرژی خورشیدی در باغ‌ها و گلخانه‌ها برای تأمین انرژی پایدارکاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و حفظ محیط زیست، افزایش امنیت انرژی و غذایی وافزایش عملکرد و کیفیت محصولات کشاورزی تأثیر بسزایی داشته است.

به گزارش مهر به نقل از دانشگاه تربیت مدرس؛بنیامین کلاگر کارشناس ارشد مهندسی مکانیک بیوسیستم-انرژی‌های تجدید پذیر که این تحقیق در قالب پایان نامه وی انجام شده است ضمن بیان مطلب فوق در خصوص سرمازدگی درختان و روش‌های مقابله با آن گفت: سرمازدگی درختان زمانی رخ می‌دهد که دمای هوا به حدی پایین برسد که رطوبت درون گیاه به صورت یخ منجمد شود و بافت‌های گیاهی دچار آسیب شوند. برای جلوگیری از سرمازدگی درختان، روش‌های مختلفی وجود دارد که در این تحقیق یک سامانه خورشیدی استوانه هوای گرم افقی برای جلوگیری از سرمازدگی درختان پیشنهاد شده است.

وی افزود: استوانه‌ی هوای مورد استفاده در این پژوهش برای هدایت هوای گرم و ذخیره انرژی حرارتی استفاده شده، جنس آن از پلاستیک ضخیم و به رنگ مشکی انتخاب شده است تا بتواند در طول روزحداکثر حرارت را در خود ذخیره کند و در طول شب با انتقال به بیرون مانع از سرمازدگی درختان شود. استوانه انتخاب شده دارای قطر ۱/۵ و طول۶ متر است.

پژوهشگر دانشگاه ادامه داد: سامانه پیشنهاد شده در چند روز متوالی ارزیابی گردید. تأثیر متغیرهای مستقل (شدت تابش، سرعت هوا، دمای محیط) بر متغیرهای وابسته مثل دمای استوانه هوا در طول روز که هوای آن گرم می‌شود و در طول شب متغیر مستقل دما و رطوبت نسبی و سرعت باد بوده است که گرما به بیرون منتقل می‌شود، مورد بررسی قرار گرفت.

وی در تشریح نتایج اظهار داشت: نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که دمای هوای داخل استوانه در طول روز تا ۶۰ درجه گرم می‌شود. گرمای ذخیره شده با این سامانه در طول شب کاهش یافت و پس از حدود۷ ساعت با دمای محیط برابر شد؛ بنابراین برای افزایش کارآیی آن لازم بود از گرداورنده حرارتی خورشیدی استفاده شود که قابلیت بیشتری در نگهداری دما داشته باشند.

همچنین سامانه همراه گرداورنده حرارتی با نرم افزار ترنسیس مدل سازی شده و نتایج آن با نتایج تجربی یکسان بود. گرداورنده حرارتی برای عملکرد و کارایی سامانه در نرم افزار ترنسیس شبیه سازی شده است و به تنهایی در سطح ۱، ۱/۵، ۲ m² وسه دبی مختلف ۰/۲۵، ۰/۵ و ۱ kg/hr ارزیابی گردید و بهترین دبی ۰/۲۵ kg/hr در سطح ۱/۵ m² بوده که در ارزیابی سامانه مورد استفاده قرارگرفته است و نشان داد با اضافه کردن گرداورنده به سامانه دمای استوانه هوا تا ۹۵ درجه سلسیوس افزایش پیدا می‌کند و از ساعت ۴ بعدازظهر دما کاهش پیدا می‌کند تا ساعت ۲۲ شب به حداقل خود و دمای محیط رسیده است.

گفتنی است این پژوهش در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد بنیامین کلاگر با راهنمایی احمد بناکار و مشاوره شیوا گرجیان در دانشکده کشاورزی دانشگاه انجام شد.