Microprocessor Control of the Electric Drive of Variable Radiation Installation and Ensuring of Operation Reliability

В. Андрійчук; Л. Костик; Я. Філюк; М. Наконечний; С. Бабюк

doi:10.15407/scine20.05.062

Автор(и)

В. Андрійчук Тернопільський національний технічний університет імені І. Пулюя https://orcid.org/0000-0001-7124-2777
Л. Костик Тернопільський національний технічний університет імені І. Пулюя https://orcid.org/0000-0003-3702-8210
Я. Філюк Тернопільський національний технічний університет імені І. Пулюя https://orcid.org/0000-0003-1869-4402
М. Наконечний Тернопільський національний технічний університет імені І. Пулюя https://orcid.org/0000-0001-5434-7729
С. Бабюк Тернопільський національний технічний університет імені І. Пулюя https://orcid.org/0000-0001-5318-8586

DOI:

https://doi.org/10.15407/scine20.05.062

Ключові слова:

змінне опромінення, світлокультура рослин, електропривід, кроковий двигун, мікроконтролер

Анотація

Вступ. Питання впровадження енергоощадних технологій особливо гостро постало останнім часом, оскільки ціни на енергоносії постійно зростають. Це особливо відчутно економічно для тепличних господарств, де основною умовою вирощування рослин у закритому ґрунті є створення штучних кліматичних умови — температури, вологості, освітлення.
Проблематика. Враховуючи світлову та темнову стадії фотосинтезу, постає можливість застосовувати у світлокультурі рослин змінне світлове поле, яке створюється світлотехнічними установками змінного опромінення. Розробка енергоощадного електроприводу та автоматизованих систем керування параметрами штучних кліматичних умов при вирощуванні рослин у закритому ґрунті зменшить енергоспоживання та надійність технологічного процесу в тепличних господарствах агропромислового комплексу.
Мета. Впровадження енергоощадних опромінюючих установок змінного опромінення з автоматизованою системою керування для тепличних господарств.
Матеріали й методи. Використано освітлювальну установку з обертанням опромінювача у вертикальній та горизонтальній площинах з дискретним електроприводом та мікропроцесорним керуванням.
Результати. Проаналізовано поточний стан установок змінного опромінення із енергоощадними джерелами випромінювання. Запропоновано використання дискретного електроприводу з системою автоматизованого керування. Установка з джерелом випромінювання ДНаТ-400 та відбивачем ЖО-01 дозволяє опромінювати ділянку площею до 100 м². При цьому максимальне опромінення фотосинтезно-активної радіації складає 30 Вт/м², нерівномірність
рівня опромінення не перевищує 20 %. При цьому економія електроенергії досягала близько 10 тис. кВт · год за сезон. Врожайність та якість продукції залишилася незмінною.
Висновки. Результати досліджень підтвердили доцільність практичного впровадження системи змінного опромінення для енергоефективності роботи тепличного господарства.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Savchenko, P. I., Lavrinenko, O. Iu., Syniavskyi, O. Iu., Voitiuk, V. V., Savchenko, I. M., Holodnyi, I. M. (2017). Basics of an electric drive: a textbook. Kyiv [in Ukrainian].

Perebyinis, V. I., Fedirets, O. V. (2012). The energy factor of ensuring the competitiveness of products: monograph. Poltava [in Ukrainian].

Sonoda, T., Higashi, Y., Yamada, Y., Wang, D., Namihira, T., Akiyama, H. (2017). Infl uence of pulsed electric fi eld to leaf lettuce evaluated on chlorophyll fl uorescence measurement using pulsed-amplitude-modulated fl uorometer. Int. J. Plasma Environ. Sci. Technol., 11(1), 81—86.

Nikiforova, L., Kizim, I., Bogatyrev, Y. (2014). Electrotechnological system for monitoring eff ects of optical range electromagnetic fi elds on vegetation bioobject. Technical Electrodynamics, 4, 138—140. URL: https://previous.techned.org. ua/2014_4/st46.pdf (Last accessed: 07.04.2024).

Wacker, J. D., Verheul, M. J., Righini, I., Maessen, H., Stanghellini, C. (2022). Optimisation of supplemental light systems in Norwegian tomato greenhouses-A simulation study. Biosyst. Eng., 215, 129—142. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2021.12.020

Kuĳ pers, W. J. P., Katzin, D., van Mourik, S., Antunes, D. J., Hemming, S., van de Molengraft, M. J. G. (2021). Lighting systems and strategies compared in an optimally controlled greenhouse. Biosyst. Eng., 202, 195—216. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2020.12.006

Abu-Ghosh, S., Fixler, D., Duibinsky, Z., Iluz, D. (2016). Flashing-light-in-microalgae-biotechnology. Bioresour. Technol., 203, 357—363. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2015.12.057

Galiullin, R. R., Aipov, R. S., Yarullin, R. B. (2019). Effi ciency of plant irradiation in protected ground structures. Vestnik of the bashkir state agrarian university, 54, 100—105. https://doi.org/10.31563/1684-7628-2019-52-4-100-105

Takaki, K., Takahashi, K., Hayashi, N., Wang, D., Ohshima, T. (2021). Pulsed power applications for agriculture and food processing. Reviews of Modern Plasma Physics, 5(1), 111—112. https://doi.org/10.1007/s41614-021-00059-9

Guay, R., Theriault, R. (1990). Eclairage et regie des displacements dun module de culture en serre sur deux niveaux. Canad. agr. Engg., 32(2), 303—308. URL: https://library.csbe-scgab.ca/docs/journal/32/32_2_303_ocr.pdf (Last accessed: 07.04.2024).

Fangcai Chen, Jianan Zheng, Haoyu Ma, Wei Zhang, Liulu Fan, Fangxin Zhang, Ming Li, Altyeb Ali Abaker Omer, Xinyu Zhang, Wen Liu. (2023). Pulsed-lighting LED luminaire for agriculture with geometrical optical solution. Optics Express, 31(4), 5609—5624. https://doi.org/10.1364/OE.483071

Patent of Ukraine № 7277/7 А01G9/26. Installation of variable irradiation for light cultivation of plants. Andriichuk V. A., Vorkun S. V., Kostyk L. M. [in Ukrainian].

Kotyk, M., Andriychuk, V., Spanik, P., Kostyk, L., Potalitcyn, S. (2021). Light pulsed irradiation in growing seedlings. ICAAEIT 2021 (15—17 December, 2021, Ternopil). Ternopil, Ukraine, 40—45. URL: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/ lib/36958 (Last accessed: 07.04.2024).