Η νέα συσκευή που επινόησαν επιστήμονες από την Γκάνα μπορεί να πετύχει απόδοση διάσπασης 98,92% - Η ενσωμάτωση ΑΠΕ βελτιώνει τη βιωσιμότητα, ελαχιστοποιεί την εξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα και συμβάλλει στην επίτευξη των στόχων βιώσιμης ανάπτυξης
Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Ορυχείων και Τεχνολογίας της Γκάνας και το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας Kwame Nkrumah, σχεδίασαν μια συσκευή διάσπασης κάψουλων κακάο που λειτουργεί με 5 μονοκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά πάνελ.
Προσομοίωσαν τη λειτουργία της και διαπίστωσαν ότι μπορεί να πετύχει απόδοση διάσπασης 98,92%.
Οι λεπτομέρειες του συστήματος βρίσκονται στο άρθρο «Σχεδιασμός και Ενσωμάτωση Ηλιακού Φωτοβολταϊκού Συστήματος για Μηχανοποιημένη και Βιώσιμη Διάσπαση Κακάο», που δημοσιεύτηκε στο Solar Compass.
«Η διάσπαση κάψουλων κακάο εκτελείται χειροκίνητα σε λιγότερο ανεπτυγμένες περιοχές χρησιμοποιώντας χειροκίνητα εργαλεία όπως μαχαίρια, μια μέθοδος που είναι χρονοβόρα, απαιτητική σε εργασία και αποτελεί κίνδυνο για τους εργαζόμενους.
Με την ανάπτυξη μηχανικών λύσεων για την αντιμετώπιση αυτών των περιορισμών, η υιοθέτησή τους έχει αμφισβητηθεί.
Αυτό οφείλεται κυρίως στο υψηλό λειτουργικό κόστος, την περιορισμένη πρόσβαση σε ηλεκτρική ενέργεια και την εξάρτηση από ορυκτές πηγές ενέργειας, (ειδικά σε αγροτικές περιοχές καλλιέργειας κακάο εκτός δικτύου)», εξήγησε η ομάδα.
Το προτεινόμενο σύστημα προσομοιώθηκε αρχικά χρησιμοποιώντας MATLAB/Simulink και αργότερα επικυρώθηκε με μια πειραματική διάταξη.
Εκτός από τα φωτοβολταϊκά πάνελ, ο σχεδιασμός περιελάμβανε επίσης μια υβριδική τράπεζα μπαταριών GEL, έναν ελεγκτή φόρτισης και έναν κινητήρα DC.
Η μηχανική μηχανή διαχωρισμού των λοβών κακάο υποτίθεται ότι κατανάλωνε 4.720,463 Wh/ημέρα. Προσομοιώθηκε ότι λειτουργεί σε πέντε μονοκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά πάνελ των 275 W το καθένα.
Συνδέθηκαν σε παράλληλη σειρά, φτάνοντας σε συνολική χωρητικότητα συστοιχίας 1.375 W.
Με βάση δεδομένα από την Μετεωρολογική Υπηρεσία της Γκάνας (GMA), η μέση ηλιακή ακτινοβολία ορίστηκε σε kWh/m2 ανά ημέρα με ελάχιστη και μέγιστη θερμοκρασία 24°C και 41,6°C, αντίστοιχα.
Τι περιλαμβάνει η συσκευή
Το εξάρτημα της μπαταρίας περιλαμβάνει 10 υβριδικές μπαταρίες GEL των 100Ah η καθεμία, με βάθος εκφόρτισης 80%, με αποτέλεσμα χωρητικότητα 867,732 Ah.
Δύο μπαταρίες σε σειρά επαρκούν για να παρέχουν επαρκή τάση για τη λειτουργία του κύριου κινητήρα, ενώ τα υπόλοιπα τέσσερα ζεύγη μπαταριών σε σειρά συνδεδεμένων συνδέθηκαν παράλληλα.
Ο ελεγκτής φόρτισης είναι ρυθμισμένος στα 24 V, ενώ ο κινητήρας DC έχει 1,3 hp. Η πειραματική διάταξη περιελάμβανε κυρίως τα ίδια εξαρτήματα και εγκαταστάθηκε στο Κουμάσι, στην κεντρική Γκάνα.
Η φωτοβολταϊκή συστοιχία εγκαταστάθηκε με κλίση 15°.
Επαρκή αυτονομία για λειτουργία 3 ημερών
Tα αποτελέσματα έδειξαν ότι «το σύστημα έδειξε συνεπή παροχή ενέργειας στο μηχάνημα, με επαρκή αυτονομία για 3 ημέρες λειτουργίας, ενώ παράλληλα παρήγαγε 5.843,75 Wh/ημέρα η οποία υπερβαίνει την ενεργειακή απαίτηση του μηχανήματος κατά 23,7% των 4.720,46 Wh/ημέρα.
Η απόδοση σε πραγματικό κόσμο ευθυγραμμίστηκε στενά με τις προβλέψεις προσομοίωσης, επιβεβαιώνοντας τη βιωσιμότητα του φωτοβολταϊκού συστήματος.
Οι ακαδημαϊκοί διαπίστωσαν επίσης ότι η πειραματική διάταξη είχε απόδοση διάσπασης 98,92% και απόδοση διαχωρισμού 91%-96,5%.
Η ζημιά στους κόκκους βρέθηκε να είναι 1,03% με απόδοση 60 λοβών κακάο/λεπτό.
«Η ενσωμάτωση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ) βελτιώνει τη βιωσιμότητα, ελαχιστοποιεί την εξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα και συμβάλλει στην επίτευξη των Στόχων Βιώσιμης Ανάπτυξης 7, 9 και 13 στην εκμηχάνιση της γεωργίας μετά τη συγκομιδή», κατέληξαν.
www.worldenergynews.gr
