گلخانه‌های خورشیدی راهکاری مناسب برای بهینه سازی مصرف سوخت در زمینه کشاورزی‎

بکارگیری ساده فن‌آوری‌های‌ نوین جهت استفاده از انرژی‌ خورشیدی، به عنوان یک منبع مفید، سالم و بی‌خطر انرژی برای گرم کردن گلخانه‌های کشاورزی، علاوه بر کاهش قابل توجه مشکلات گلخانه‌داران و مسئولین ذیربط در رابطه با سوخت، گامی مهم در صرفه‌جویی مصرف سوخت‌های فسیلی کشور و حفظ ذخایر آنها برای آیندگان و جلوگیری از آلودگی هوا و محیط زیست خواهد بود. گلخانه‌های خورشیدی هم در مقیاس کوچک و خانگی و هم در مقیاس بزرگ و تجاری، در طرح‌های گوناگون و بوسیله اشخاص و یا گروه‌های مختلفی از کشورهای مختلف جهان طراحی و ساخته شده و بسیاری از این طرح‌ها موفق بوده‌اند. با مطالعه انواع طرح‌های مختلف و هزینه ساخت آنها می‌توان چنین نتیجه گرفت، اگر بدون افزایش فاحشی در هزینه ساخت گلخانه‌ها، روشی برای کاهش اتلاف حرارتی در شب‌های سرد پیدا شود تعداد بیشماری از گلخانه‌های خورشیدی طراحی و ساخته خواهند شد و کاربرد وسیعی در آینده در سطح کشور پیدا خواهند کرد. 

در این مقاله سعی بر آن است تا ضمن معرفی انواع گلخانه‌های خورشیدی، اصول کاربرد انرژی خورشیدی در طرح‌های مختلف, عوامل تأثیرگذار و ویژگیهای اصلی گلخانه‌های خورشیدی مورد بررسی قرار گیرد.

کلمات کلیدی: گلخانه خورشیدی, پوشش شفاف گلخانه, ذخیره‌سازی گرمای خورشید, عایقکاری گلخانه

مقدمه

با توجه به محدودیت منابع تولید از جمله خاک مناسب و آب،  و وجود عواملی مانند تولید محصول در خارج فصل، پرورش گیاه در مناطقی غیر از رستنگاه طبیعی خود، پیشرس کردن محصولات، صرفه‌جویی و بهینه کردن مصرف نهاده‌ها، افزایش عملکرد در واحد سطح و در نتیجه افزایش سود و بهره‌وری اقتصادی بیشتر، ایجاد زمینه‌ اشتغال مولد برای فارغ‌ التحصیلان جدید کشاورزی و غیره، گسترش و توسعه تولیدات گلخانه‌ای در نقاط مختلف کشور با حمایت بخش خصوصی و دولتی، طی سالهای گذشته تا به امروز روند شتابان و فزاینده‌ای داشته است.

برغم توفیقات حاصله، متأسفانه به نظر می‌رسد که گسترش و توسعه روند مذکور عمدتاً دارای ویژگی‌های صرفاً کمی بوده و اصول کیفی طراحی و ساخت گلخانه‌ها کمتر مورد توجه بوده است. به همین دلیل در بعضی نقاط کشور علیرغم استقبال شایان توجه به عمل آمده از این روش، طرح‌های گلخانه‌ای مطابق اهداف و پیش‌بینی‌های اولیه طراحان و عاملان آن پیش‌ نرفته و با مشکلات عمده‌ای روبرو گردیده است.

یکی از عوامل اصلی محدود کننده بویژه در مناطق سردسیر کشور، گرم کردن گلخانه و مصرف بالای سوخت و مسائل و مشکلات مربوط به آن می‌باشد. مصرف زیاد سوخت در گلخانه‌ها به دلیل طراحی نامناسب و غیر اصولی از یک سو و مشکلات متعدد تأمین آن (بوروکراسی اداری، توزیع نامناسب یارانه، قیمت بالا، گرانی کرایه حمل، عملکرد نامناسب سیستم توزیع و پرسنل آن و نرسیدن به موقع سوخت در زمان لازم) از سوی دیگر باعث بالا رفتن هزینه تولید، عدم صرفه اقتصادی و گاهی اوقات ایجاد ضررهای هنگفت مالی و نهایتاً استیصال گلخانه‌دار و توقف کار خواهد شد.

بکارگیری ساده فنآوری‌های نوین جهت استفاده از انرژی خورشیدی، به عنوان یک منبع مفید، سالم و بی‌خطر انرژی برای گرم کردن گلخانه‌های کشاورزی، علاوه بر کاهش قابل توجه مشکلات گلخانه‌داران و مسئولین ذیربط در رابطه با سوخت، گامی مهم در صرفه‌جویی مصرف سوخت‌های فسیلی کشور و حفظ ذخایر آنها برای آیندگان و جلوگیری از آلودگی هوا و محیط زیست خواهد بود.

گلخانه‌های خورشیدی هم در مقیاس کوچک و خانگی و هم در مقیاس بزرگ و تجاری، در طرح‌های گوناگون و بوسیله اشخاص و یا گروههای مختلفی از کشورهای مختلف جهان طراحی و ساخته شده و بسیاری از این طرح‌ها موفق بوده‌اند. با مطالعه انواع طرح‌های مختلف و هزینه ساخت آنها می‌توان چنین نتیجه گرفت، اگر بدون افزایش فاحشی در هزینه ساخت گلخانه‌ها، روشی برای کاهش اتلاف حرارتی در شبهای سرد پیدا شود تعداد بیشماری از گلخانه‌های خورشیدی طراحی و ساخته خواهند شد و کاربرد وسیعی در آینده در سطح کشور پیدا خواهند کرد. 

تمام گلخانه‌ها انرژی خورشید را جذب می‌ کنند. اما گلخانه‌های خورشیدی به گونه‌ای طراحی می‌شوند که علاوه بر جذب انرژی خورشیدی در طول روزهای آفتابی، مقداری از گرما را برای استفاده در شب و یا روزهای ابری در خود ذخیره نمایند. گلخانه‌های خورشیدی یا بطور مستقل بنا می‌شوند و یا بصورت الصاقی و پیوسته در کنار خانه‌ها و انبارها برپا می‌گردند. یک گلخانه خورشیدی ممکن است یک شاسی زیرزمینی ساده، یک گلخانه آلونک مانند و یا یک گلخانه قوسی شکل باشد. تولیدکنندگان بزرگ از گلخانه‌های خورشیدی مجزا استفاده می‌ کنند در حالیکه گلخانه‌های الصاقی یا پیوسته اساساً مورد استفاده تولیدکنندگان کوچک و خانگی است. گلخانه‌های خورشیدی غیرفعال  به دلیل کارآمدی اقتصادی که در افزایش فصل رویش دارند، انتخاب مناسبی برای تولیدکننده‌های کوچک می‌باشند. در آب و هواهای سردتر یا در مناطقی با دوره‌های ابری طولانی مدت، ممکن است سیستم حرارت خورشیدی به تنهایی جوابگو نبوده و برای حفاظت گیاهان در مقابل سرماهای سخت احتیاج به یک سیستم گرمایش گازی یا برقی مکمل  خواهند داشت. در گلخانه‌های خورشیدی فعال ، برای جابجایی هوا یا آب گرم شده از منطقه ذخیره انرژی به دیگر نواحی گلخانه، کاربرد یک انرژی مکمل ضروری است. استفاده از سیستم گرمایشی فوتو ولاتیک  (برق خورشیدی) در گلخانه تنها در صورت تولید انبوه محصول، مقرون به صرفه خواهد بود.

اصول پایه در طراحی گلخانه‌های خورشیدی

گلخانه‌های خورشیدی با پنج ویژگی کلی از گلخانه‌های عادی مرسوم متمایز می‌گردند[۱]:

- جهت گلخانه و شیب پوشش‌‌های شفاف آن برای دریافت حداکثر گرمای خورشیدی در طول زمستان 

- استفاده از مواد ذخیره کننده برای حفظ کردن گرمای خورشیدی

- داشتن عایق‌بندی قوی در قسمتهایی که تابش مستقیم خورشید ناچیز بوده و یا وجود ندارد

- روش‌های مناسب نصب پوشش‌های شفاف به منظور به حداقل رساندن پرت حرارتی

- تکیه بر تهویه طبیعی برای خنک کردن گلخانه در تابستان

درک درست این اصول در طراحی گلخانه خورشیدی کمک خوبی در طراحی، ساخت و نگهداری سازه‌های کارآمد انرژی خواهد بود.

انواع گلخانه‌های خورشیدی

گلخانه‌های خورشیدی الصاقی یا پیوسته  مانند اتاقی می‌مانند که از یک خانه یا انبار غله بیرون زده باشد. این گلخانه‌ها فضای مناسبی را برای نشاء کردن؛ کاشت گیاهان علفی یا کاشت مقادیر محدودی از گیاهان خوراکی ایجاد می‌ کنند. گلخانه‌های پیوسته به طور مشخص دارای سیستم غیر فعال خورشیدی می‌باشند.

اما گلخانه‌های خورشیدی غیرپیوسته  گلخانه‌های بزرگی هستند که برای تولید تجارتی گیاهان زینتی، سبزیجات یا گیاهان علفی دارای فضای کافی می‌باشند. دو طرح عمده برای گلخانه‌های خورشیدی غیرپیوسته مطرح‌اند: مدل آلونکی  و مدل قوسی شکل . جهت گلخانه‌های آلونکی به گونه‌ای است که محور طولی آن در امتداد شرق به غرب قرار می‌گیرد. دیوار رو به جنوب برای دریافت بهینه انرژی خورشید باید از مواد شفاف پوشیده شده باشد درحالی که دیوار رو به شمال جهت جلوگیری از پرت دما باید دارای عایق‌بندی مناسب باشد. این جهت‌بندی مغایر با آرایش گلخانه‌های عادی بوده که با داشتن سقف شمالی جنوبی موجب می‌شوند که نور یکسانی در طی روز به تمام قسمت‌های گیاهان بتابد. برای کم کردن اثر تابش غیر یکنواخت نور در گلخانه‌های شرقی غربی، باید دیوار شمالی را با مواد انعکاسی پوشاند یا رنگ کرد [۲].

دانلود متن کامل

ترجمه و گردآوری: سید احمدرضا فخارزاده - محمدرضا نبی‌ فر

مروری بر کتاب ایکیگای: راز ژاپنی ها برای زندگی طولانی و شاد (+ لینک دانلود)

 مقدمه دلیل نگاشتن این کتاب عمیق شدن در معنی «لوگوتراپی» ویکتور فرانکل بود ، که به معنی شفابخشی از طریق معنی گرایی است. معنی زندگی چیست؟ آیا هدف زندگی فقط طولانی زندگی کردن است یا باید دنبال هدف والاتری بود؟ مردم روستای اوگیمی جزیره اوکیناوا که حدود 3 هزار نفر هستند ، طولانی‌ترین عمر را دارند. و بیشترین 100 ساله‌های دنیا را دارند. هدف ... [ ادامه مطلب ]

مقایسه انواع لامپهای خانگی متداول

 1- انواع لامپهای خانگی متداول 1-1  لامپ های رشته ای (Incandescent Light Bulb) نور لامپهای رشته ای گرم و یکنواخت است و از این رو شباهت زیادی به نور طبیعی دارد. این لامپ ها از لحاظ بازده تبدیل الکتریسیته مقرون به صرفه نیستند و کمتر از ۵% انرژی دریافتی را به نور تبدیل می کنند. 2-1  لامپ های فلورسنت جیوه ای و کم ... [ ادامه مطلب ]

گسترش LNG در مقیاس کوچک با سرمایه گذاری بخش خصوصی (Expanding Small-Scale LNG with Private Sector Investment)

 مجله in detail (شماره 2، 2017): در حال حاضر با وجود منابع جدید در استرالیا و ایالات متحده شاهد وفور LNG جهت کاربردهای در مقیاس بزرگ هستیم. بازیکنان پیشرو بازار همچون شرکت های نفتی بین المللی و شرکت های نفتی دولتی، همراه با افزایش منابع، علاقه زیادی جهت تولید LNG برای کاربری های در مقیاس کوچک از خود نشان می‎دهند. عوامل اصلی رشد ... [ ادامه مطلب ]

آشنایی با قراردادهای عرضه LNG در مقیاس کوچک (Decoding Small-Scale LNG Supply Contracts)

 مجله in detail (شماره 2، 2017): همراه با آمدن یک سوخت جدید سؤالی به ذهن متبادر می‎شود: هزینه کردن برای آن تا چه حد منطقی است؟ مقیاس معاملات انجام شده بر روی نفت خام در سطح جهان به گونه ای است که به شفافیت قیمت آن در بازار می‎انجامد. از آنجا که معیارهای سنجش متعدد و تأمین کنندگان فراوانی در بازار وجود ... [ ادامه مطلب ]

استرس شغلی چگونه منجر به اختلالات اسکلتی-عضلانی می‌شود؟(مدل‌یابی معادله ساختاری)

... [ ادامه مطلب ]

طراحی و ساخت جلیقه خنک‌کننده از مواد تغییر فاز دهنده و ارزیابی کارایی آن در کاهش استرین گرمایی تحت شرایط آزمایشگاهی

... [ ادامه مطلب ]

جزوه کامل فن ترجمه دکتر رامین آموخته

دکتر رامین آموخته مبتکر روش آموزشی (نوام چامسکی- زبان شناس) در ایران توانسته با ابداء رابطه دستور گشتاوری تحول شگفت انگیزی در یادگیری زبان های خارجه به وجود بیارود، دکتر ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 99500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: مقالات و پژوهش های فارسی

مروری بر فن آوریهای تبدیل ترموشیمیایی منابع زیست توده به بیو انرژی

چکیده: کشاورزی مدرن یک فرایند به شدت وابسته به انرژی است . به هر حال بهره وری بالا در کشاورزی و متعاقب آن انقلاب صنعتی باعث مصرف انرژی فراوانی در این بخش مخصوصا انرژی فسیلی گردیده است . با افزایش قیمت جدید و کمیابی سوختهای فسیلی تمایل به استفاده از دیگر منابع انرژی مانند انرژی خورشیدی باد و زمین گرمایی ... [ ادامه مطلب ]

بررسی سیستم های ماهواره ای (باند پهن، شبکه مش، سیستم های جدید vsat و دستیابی به اینترنت از طریق آن)

چکیده: در این مقاله ، اشاره ای به ماهواره های ارتباطی ماهواره مدار کوتاه مقایسه ماهواره و فیبر و سیستم ماهواره ای باند پهن ، شبکه مش، سیستم های جدید vsat و دستیابی به اینترنت از طریق vsat خواهیم داشت. فصل اول (تاریخچه) ماهوارههای ارتباطی در دهه ۱۹۵۰ و اوایل دهه ۱۹۶۰ مردم سعی کردند تا سیستم ارتباطی از طریق برخورد سیگنالها به ... [ ادامه مطلب ]

کار سنجی وزمان سنجی

مقدمه : وقت و زمان از اصلی ترین عناصر در تولید و بهره وری می باشد از این رو توجه به گذر آن وجلوگیری از اتلاف زمان از دیرباز مدنظر بزرگان واندیشمندان بوده است زمان می گذرد و نمی توان از عبور آن ممانعت نمود پس برای باطل شدن آن باید از هر لحظه و دم بهره جست.  موضوع مورد بحث در ... [ ادامه مطلب ]

دستورالعمل طراحی و محاسبه سیستم روشنایی

 مجموعه دستورالعمل های ارائه شده در دیتاسرا شامل ضوابط و مراحل تحلیل و طراحی سازه های گوناگون صنعتی و بر اساس الزامات مندرج در آیین نامه های معتبر داخلی و ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 119500 تومان

 مشخصات کلی: 

صفحات متن اصلی: 30

گروه: دستورالعمل طراحی

فایل اکسل طراحی مخزن فلزی هوایی بر اساس آیین نامه AISC با در نظر گرفتن نیروی باد و زلرله

 فایل پیش رو اکسل طراحی مخزن فلزی هوایی می باشد که بر اساس آیین نامه AISC و با در نظر گرفتن نیروی باد و زلرله محاسبات را انجام داده و ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 79500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: دستورالعمل طراحی

فایل اکسل تحلیل اتصال برشی دارای خروج از مرکزیت برای گروه پیچ

 این برنامه ظرفیت برشی اتصال پیچ و مهره ای دارای خروج از مرکزیت برای گروه پیچ را محاسبه می کند، ابزاری مناسب برای طراحی صفحات gusset و اتصالات پیچ و ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 79500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: دستورالعمل طراحی

فایل اکسل طراحی روسازی آسفالتی بر مبنای آیین نامه آشتو و استفاده از آزمایش ظرفیت باربری کالیفرنیا

 فایل پیش رو اکسل طراحی روسازی آسفالتی بر مبنای آیین نامه آشتو می باشد که با استفاده از نتایج آزمایش ظرفیت باربری کالیفرنیا CBR اطلاعات ورودی را تحلیل و نتایج را ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 79500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: دستورالعمل طراحی

طراحی ابعاد و سازه شالوده های عمیق (شمع ها و پایه های عمیق) در خشکی

 مجموعه دستورالعمل های ارائه شده در دیتاسرا شامل ضوابط و مراحل تحلیل و طراحی سازه های گوناگون صنعتی و بر اساس الزامات مندرج در آیین نامه های معتبر داخلی و ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 119500 تومان

 مشخصات کلی: 

صفحات متن اصلی: 27

گروه: دستورالعمل طراحی

تحلیل غیرخطی و مدل سازی عددی تیر بتن مسلح تقویت شده با FRP توسط Finite Element Method

 "پایان نامه مهندسی عمران مقطع کارشناسی ارشد - گرایش سازه" تحلیل غیرخطی و مدل سازی عددی تیر بتن مسلح تقویت شده با FRP توسط Finite Element Method   مشخصات کلی: شامل فایلهای word و ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 129500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: دستورالعمل طراحی

بررسی پارامترهای هندسی مهاربند زانویی

 "پروژه دانشجویی مهندسی عمران" بررسی پارامترهای هندسی مهاربند زانویی   مشخصات کلی: شامل فایلهای word و pdf بالغ بر 146 صفحه (4 فصل) فهرست مطالب فصل اول 1-1- مقدمه 1-2- شکل پذیری سازه ها 1-3- مفصل و لنگر پلاستیک 1-4- منحنی ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 129500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: دستورالعمل طراحی

تحلیل و طراحی سیستم گرمایشی ساختمان مسکونی با استفاده از ذخیره کننده های حرارتی PCM

 "پایان نامه مهندسی مکانیک مقطع کارشناسی ارشد - گرایش تبدیل انرژی" تحلیل و طراحی سیستم گرمایشی ساختمان مسکونی با استفاده از ذخیره­ کننده ­های حرارتی PCM   تهیه شده بصورت کاملا انحصاری توسط ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 449000 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: دستورالعمل طراحی

شناسایی و رتبه بندی دلایل انحراف از هزینه پیش بینی شده و ارائه راهکارهای کاهش آن: مطالعه موردی پروژه های "پتروشیمی الف"

  "پایان نامه مهندسی عمران مقطع کارشناسی ارشد - گرایش مهندسی و مدیریت ساخت"   شناسایی و رتبه بندی دلایل انحراف از هزینه پیش بینی شده و ارائه راهکارهای کاهش آن: مطالعه ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 259500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: دستورالعمل طراحی

مکانیک شکست (Fracture Mechanics)

مقدمه : یکی از عمده ‌ترین مسائلی که انسان از زمان ساختن ساده‌ترین ابزارها با آن مواجه بوده است پدیده شکست در اجسام می‌باشد و درواقع برای استفاده از مواد ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 99500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: دستورالعمل طراحی