Irak -Musul bölgesinde PV sistem destekli akıllı sulama sisteminin modellenmesi
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2024
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Karabük Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu tez çalışmasında, PV enerji kaynaklarıyla çalışan akıllı sulama sistemi tasarımı ve uygulanabilirliği amaçlanmıştır. Çalışmada, teorik modelleme, PVsyst yazılımı aracılığıyla simülasyon ve MATLAB ile hesaplamalı analiz içeren bir metodoloji kullanmaktadır. Çalışma, tarım uygulamalarında su ve enerji verimliliğini artırmak için fotovoltaik (PV) sistemlerin akıllı bir sulama çerçevesi ile entegrasyonunun fizibilitesini araştırmaktadır.
Teorik temeller, enerji üretimi ve su talebi arasındaki uyumu sağlamak için sistemin operasyonel dinamiklerini modellemek üzere oluşturulmuştur. PVsyst simülasyonları, fotovoltaik bileşenlerin performansı ve boyutlandırılması hakkında çeşitli çevresel koşullar altında öngörüler sağlamıştır. MATLAB, sistem kontrol stratejilerini ve performans matrislerini optimize etmek, algoritma geliştirme ve veri analizi için kullanılmıştır.
On dönümlük buğday üretimi yapan çiftliğe su sağlamak üzere akıllı sulama modellenmesi yapılmıştır. Çiftlikte tarla sulamak için gerekli olan enerji ihtiyacını karşılamak üzere PV sistem kapasitesi belirlenmeye çalışılmıştır. Bu sistemin kapasitesini belirlemek için PVsyst yazılım programı kullanılmış ve 1,4 kWp kurulum değeri tespit edilmiştir. Fotovoltaik paneller (PV) 700Wh değerine sahip iki modül kullanılarak 1,4 kWh’lık bir dizi oluşturulmuştur. Bu sistemden yıllık 2154kWh enerji üretimi gerçekleştirilebileceği hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalarla üretilen enerji miktarı ile 6446 m3 su pompalanabileceği öngörülmüştür. Bu da ihtiyaç duyulan su talebinden %33 daha fazladır.
Tez çalışmamızda gerçekleştirdiğimiz sistem ile dizel yakıtla çalışan sulama sistemi arasında, enerji maliyetleri ve yaşam döngüsü maliyetleri açısından karşılaştırıldığında (COE - LCC) %61 daha düşük olduğu hesaplanmıştır. Yeni sistem ayrıca otomatik bir kontrol sistemine sahipken, eski sistem manuel bir kontrol sistemine sahiptir. Sonuç olarak, tez çalışmamızda geliştirdiğimiz sistem ile dizel yakıtla çalışan ve geleneksel PV sistemle çalışan sulama sistemlerine göre daha verimli, ekonomik ve güvenilir yapıya sahip olduğunu ortaya koymaktadır.
This thesis explores the design of a smart irrigation system powered by PV energy sources. The research employs a methodology incorporating theoretical modeling, simulation via PVsyst software, and computational analysis through MATLAB. The study investigates the feasibility of integrating photovoltaic (PV) systems with a smart irrigation framework to enhance water and energy efficiency in agricultural practices. Theoretical foundations were established to model the system's operational dynamics, ensuring compatibility between energy generation and water demand. PVsyst simulations provided insights into the performance and sizing of the photovoltaic components under varying environmental conditions. MATLAB was utilized for advanced algorithm development and data analysis to optimize system control strategies and performance metrics. The proposed system is designed to supply water for 10 dunams of wheat crop; PVsyst software has been used to determine the capacity of the proposed power system, and the optimized setup entailed a 1.4 kW PV array. Components were sized theoretically and using PVsyst software, recommending a 1.4 kW pump and 2 modules of 700 W, resulting in an annual energy production of 2154 kWh corresponding to pumping 6446 m3 of water which is greater than the water demand by 33%. A comparative analysis revealed that the new system is more efficient and cost-effective than the diesel generator. Compared to diesel generators, the new system has a lower Cost of Energy (COE) of 61% and Life cycle cost (LCC) of 61%. The new system also has an automatic control system, while the old one has a manual one. In conclusion, the new system is an efficient, economical, and reliable alternative to conventional systems, paving the way for a greener future.
This thesis explores the design of a smart irrigation system powered by PV energy sources. The research employs a methodology incorporating theoretical modeling, simulation via PVsyst software, and computational analysis through MATLAB. The study investigates the feasibility of integrating photovoltaic (PV) systems with a smart irrigation framework to enhance water and energy efficiency in agricultural practices. Theoretical foundations were established to model the system's operational dynamics, ensuring compatibility between energy generation and water demand. PVsyst simulations provided insights into the performance and sizing of the photovoltaic components under varying environmental conditions. MATLAB was utilized for advanced algorithm development and data analysis to optimize system control strategies and performance metrics. The proposed system is designed to supply water for 10 dunams of wheat crop; PVsyst software has been used to determine the capacity of the proposed power system, and the optimized setup entailed a 1.4 kW PV array. Components were sized theoretically and using PVsyst software, recommending a 1.4 kW pump and 2 modules of 700 W, resulting in an annual energy production of 2154 kWh corresponding to pumping 6446 m3 of water which is greater than the water demand by 33%. A comparative analysis revealed that the new system is more efficient and cost-effective than the diesel generator. Compared to diesel generators, the new system has a lower Cost of Energy (COE) of 61% and Life cycle cost (LCC) of 61%. The new system also has an automatic control system, while the old one has a manual one. In conclusion, the new system is an efficient, economical, and reliable alternative to conventional systems, paving the way for a greener future.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
PV sistem, Akıllı sulama, Irak Sulama., PV System, Intelligent Irrigation, Iraq Irrigation.
