بهینه سازی مصرف سوخت در گلخانه های خیار درختی استان یزد

مقدمه

با توجه به محدوديت منابع توليد از جمله خاك مناسب وآب، و وجود عواملي مانند توليد محصول در خارج فصل، پرورش گياه در مناطقي غير از رستنگاه طبيعي خود، پيشرس كردن محصولات، صرفه‌جويي و بهينه كردن مصرف نهاده‌ها، افزايش عملكرد در واحد سطح و در نتيجه افزايش سود و بهره‌وري اقتصادي بيشتر، ايجاد زمينه‌ اشتغال مولد براي فارغ‌ التحصيلان جديد كشاورزي و غيره، گسترش و توسعه توليدات گلخانه‌اي در نقاط مختلف كشور با حمايت بخش خصوصي و دولتي، طي سالهاي گذشته تا به امروز روند شتابان و فزاينده‌اي داشته است.

برغم توفيقات حاصله، متأسفانه به نظر مي‌رسد كه گسترش و توسعه روند مذكور عمدتاً داراي ويژگي‌هاي صرفاً كمي بوده و اصول كيفي طراحي و ساخت گلخانه‌ها كمتر مورد توجه بوده است. به همين دليل در بعضي نقاط كشور عليرغم استقبال شايان توجه به عمل آمده از اين روش، طرح‌هاي گلخانه‌اي مطابق اهداف و پيش‌بيني‌هاي اوليه طراحان و عاملان آن پيش‌ نرفته و با مشكلات عمده‌اي روبرو گرديده است. يكي از عوامل اصلي محدود كننده بويژه در مناطق سردسير كشور، گرم كردن گلخانه و مصرف بالاي سوخت و مسائل و مشكلات مربوط به آن مي‌باشد. مصرف زياد سوخت در گلخانه‌ها به دليل طراحي نامناسب و غير اصولي از يك سو و مشكلات متعدد تأمين آن (بوروكراسي اداري، توزيع نامناسب يارانه، قيمت بالا، گراني كرايه حمل، عملكرد نامناسب سيستم توزيع و پرسنل آن و نرسيدن به موقع سوخت در زمان لازم) از سوي ديگر باعث بالا رفتن هزينه توليد، عدم صرفه اقتصادي و گاهي اوقات ايجاد ضررهاي هنگفت مالي و نهايتاً استيصال گلخانه‌دار و توقف كار خواهد شد.

زمان کاشت در فصل اول:

زمان کاشت را باید طوری تعیین کنیم که نیاز کمتری به سیستم های گرمایشی یا به حداقل گرمایش نیاز باشد. طبق تحقيقي كه صورت گرفت هیچ یک از گلخانه داران زمان مشخصی را برای کشت ندارند ولی در حال حاضر بعلت هزینه بالای خرید سوخت حتمآباید کشت بموقع صورت گیرد تا حداقل نیاز به بخاریها باشد.

در فصل اول کشت که همان اواخر تابستان است چون هوا گرم است ونیاز آبیاری خیار بالاست وبوته هم علفی رشد میکند و ریشه هم گسترش نمییابد کمتر کشاورزان رغبت به کاشت نشان میدهند ولی در حال حاضر بعلت برداشتن یارانه سوخت میبایست اوایل مرداد ماه خیار راکشت کرد تا اوایل شهریور به بار بنشیند و حدود 3 ماه هم طول دوره باردهی است که با این اوصاف اواخر آذر ماه باردهی خیار به پایان میرسد.

ما تقریبآ از اواسط مهر ماه نیاز به سیستم گرمایشی داریم و حدود 45 روز به سوخت نیاز داریم، به صورتی که در هر هزارمترمربع به حدود7000 لیتر گازوئیل نیاز داریم و چون درابتدای برداشت هنوز هوا زیاد سرد نشده بخاریها فقط اواخر شب و نزدیک به صبح که هوا سرد است روشن میشوند.

طبق جدول زیر ما در هزار متر مربع هزینه ها را محسبه وسود حاصله را بدست آوردیم.

2500عدد بذر و 7000 لیتر گازوئیل نیاز است

نوع مورد مصرف	هزینه واحد(تومان)	کل هزینه (تومان)
گازوئیل	150	1100000بعلاوه کرایه حمل
برق	--------------------	250000
بذر	120	300000
کود وسم	--------------------	500000
کارگر	--------------------	550000
متفرقه	--------------------	300000
جمع هزینه ها	--------------------	3000000

درصورتی که برداشت ما 10000 کیلو در هزارمترمربع باشد وخیار هم از قرارهر کیلو 500 تومان بفروش برسد کل فروش ما 5 میلیون است که اگر هزینه ها را از آن کم کنیم 2000000 سود فروش میشود. این در صورتی است که ما خوشبینانه به قیمت فروش نگاه کنیم چون قیمت این محصول نوسانات زیادی دارد و نمیتوان روی آن حساب کرد.

زمان کاشت در فصل دوم:

همان فصل کاشت زمستانه است، قبل از اینکه مسئله سوخت مطرح شود اکثر کشاورزان اوایل بهمنشروع به کاشت مستقیم میکردند تا اواخر اسفند و نزدیک به عید نوروز خیار رابه بازار عرضه کنند چون در این موقع از سال بازار فروش بهتر از مواقع دیگر است .

در حال حاضر بعلت اینکه در بهمن ماه هوا سرد است ونیاز به سوخت زیادی جهت گرم کردن محیط کشت است، میتوان خیار را در اوایل اسفند کرد چون به قول ما یزدیها خرم زمین بالا آمده و رشد بوته ما هم سریعتر است و هر چه بگذرد هوا گرم تر میشود که حدود 40روز که بیشتر شب ها است به سیستم گرمایشی نیاز داریم که میتوان با مدیریت صحیح سوخت هزینه ها را پایین آورد.

نحوه کشت در فصل اول:

همان اوایل شهریور است که میتوان با کشت را بصورت مستقیم انجام داد یعنی بذر رامستقیمآدر داخل گلخانه کشت کرد، چون درابتدا بحث سوخت مطرح نیست.

نحوه کاشت در فصل دوم:

در فصل دوم که همان زمستان است باید کشت حتمآبصورت غیر مستقیم صورت گیرد، به این صورت که با استفاده از سینیهای کاشت نشاء را تولید و در گلخانه کشت کرد.

این روش محاسن زیادی دارد؛ یکی از محاسن آن که مد نظر ما است مصرف سوخت کمتر است، بدین صورت که اگر ما 5000 متر مربع سطح زیر کشت گلخانه داشته باشیم نیاز به 12500عدد بذر داریم که باید بذور را داخل سینیهای کاشت کشت کنیم و قسمتی از سالن را با نایلون جدا کرده وبا استفاده از یک بخاری گرمای آن را تآمین کنیم، سپس که نشاء ها به اندازه کافی رشد کردند به سالنها جهت کاشت انتقال دهیم.

حسن بعدی پیش رس کردند محصول است، چون درکشت مستقیم نمیتوان تمام سالن را یکنواخت گرم کرد و در این فصل حدود 10 روز طول میکشد تا بذور ما جوانه زده و دو برگ کتیلودنی از خاک خارج شود در صورتی که در غیر مستقیم ظرف مدت 10 روز نشاء ما به 4 برگی میرسد ولی در مستقیم همین 4 برگی شدن 25 روز طول میکشد.

از محاسن دیگر این روش کنترل آفات وبیماریها درهمان اوایل کاشت است، چون بستر خاکی آلوده به قارچهای عامل بوته میری میباشد باکشت در سینی کاشت بعلت وجود بستر ضد عفونی شده هیچ گونه آلودگی به عوامل بیماریزایی وجود ندارد در نتیجه مصرف سموم وهزینه آن هم کاهش میيابد.

در این روش مصرف آب هم کاهش چشمگیری مییابد و گیاه بوجود آمده بانشاء، بسیارقوی تر از گیاه کاشته شده به روش مستقیم است.

نحوه احداث گلخانه:

گلخانه باید طوری احداث شود که حد اکثر نورگیری را داشته باشدو همچنین خلاف جهت بادهای غالب منطقه باشد.

تجارب نشان داده که اگر خواستیم اطراف گلخانه دیوار چینی کنیم حتمآفاصله تا سالن را رعایت کنیم تا موجب سایه اندازی به گیاه کاشته شده در سالن نشود که خود مشکلاتی را به وجود میآورد ازجمله؛ زودتر سرد شدن سالن و روشن شدن سیستم گرمایشی که خود مصرف سوخت را نیز افزایش میدهد و همچنین سبب بروز بیماری سفیدک سطحی میشود.

نحوه نصب نایلون جلوی گلخانه(کلگی ها):

طبق پژوهشی که انجام شد، اگر سرهای گلخانه یا بقول ما گلخانهداران کلگیهای گلخانه را دو جداره کنیم میتوان تا 10% از مصرف سوخت را کاهش داد.

بدین صورت که ابتدا با همان روش قبلی نایلون را میکشیم و باتخته ای که کمی ضخیمتر از روش معمول است با میخ محکم میکنیم، سپس یک لایه دیگر از نایلون را دوباره روی آن میکشیم و محکم میکنیم در این حالت چون یک فضای خالی بین دو لایه نایلون بوجود میآید خود یک حالت عایق ایجاد میکند تا بادهای سرد کمتر به سالن نفوز کنند و گرمای حاصل از بخاری به بیرون نفوذ نکند.

نحوه نصب نایلون روی سقف گلخانه:

در حال حاضر نایلون گلخانه را بصورت 8 متری بریده و روی سقف گلخانه پهن کرده و نصب می کنندکه این خود به مرور زمان با سرد وگرم شدن نایلون سبب شل شدن آن میشود که باد وسرما از زیر آن به داخل گلخانه نفوذ میکنند كه نفوذ هوا سبب هدر رفتن مقدار زيادي گرما ميشود. ما میتوانیم نایلون به عرض 10 متر تهیه کنیم و سقف گلخانه را یک تیکه بدون برش با این نایلون بپوشانیم که همین کاررا بصورت آزمایشی سال قبل در فصل دوم که همان زمستان باشد انجام شد که خیلی در کاهش مصرف سوخت مثمر ثمر بوده، بدین صورت که در این فصل بعلت وجود سرما نسبت به سال قبل در همین زمان که نایلون 8 متری کشیده بودیم در هزار مترمربع گلخانه 5% کاهش سوخت داشتیم و همچنین در مقابل وزش باد هم مقاومت بیشتر نسبت به روش قبلی از خود نشان داد.

سيستمگرمادهي:

انرژي گرمايي گلخانه توسط سيستمهاي گرمادهي تامين ميشودتا دماي گياه و هوا تقريبآ ثابت بماند در تخمين سيستمهاي گرمادهي احتياطات زير بايد مد نظر قرار گيرند:

ü مصرف سوخت سيستم تاحدامكان كم

ü تاحد امكان پخش گرما درجهت افقي و عمودي يكنواخت باشد

ü كنترل سيستم آسان باشد

بطور كلي 3 روش براي كاهش مصرف انرژي وجود دارد:

Ø گلخانه در دماي پائينتري نسبت به قبل فعاليت كند

Ø افزايش مقاومت حرارتي پوشش گلخانه (حفظ حرارت موجود)

Ø كاهش تبادل هوا بين داخل وخارج گلخانه

روش اول بركمينه دماي موردنيازبراي رشدمحصول متكي است بنابراين ميتوان باتغييرواريته وانتخاب مناسب گياه به اين هدف نائئل آمد(وايت والدريچ،1980)

كاهش تبادل هوا ميتواند باعث كاهش مصرف سوخت درحدود 10% گردد ولي ازطرف ديگرسبب افزايش رطوبت ميگردد(2).

تعبيه و استفاده از انواع سيستمهاي گرمايشي مناسب و مطمئن ذيل باتوجه به اقليم منطقه، نوع محصول و سطح گلخانه با رعايت سوخت مناسب و قابل دسترسي ضروري ميباشد.

هيتر يا كورههاي دمنده هواي گرم، سيستم حرارت مركزي با لولههاي آب گرم (سيستم با آب گرم) و سيستم با بخار آب (پاگرمائي) استفاده از پرد ههاي ذخيره كننده انرژي داخل گلخانه جهت جلوگيري از بازتاب و انعكاس حرارت داخل گلخانه به بيرون به خصوص در شب و روزهاي سرد و ابري، استفاده از انرژي هاي نو مثل انرژي زمين گرمائي، انرژي حرارتي خورشيدي و ...

سيستم هاي حرارتي موضعي بخاريهاي كونوكسيوني يا همرفتي، بخاريهاي تابشي با انرژي هاي پائين، بخاريهاي گازي، بخاري هاي با سوخت فسيلي و ...

تذكر 1 :در صورت استفاده از موارد فوق الذكر رعايت كليه مسائل زيست محيطي و اثرات آلوده كنندگي داخل گلخانهها از نظرتوليد گازهاي سمي و… الزامي است.

تذكر 2: مخزن سوخت و لوله انتقال سوخت حتي المقدور بايد در محيط سرپوشيده بوده تا در برابرسرما و يخ زدگي كاملاً محافظت شود.

تذكر3: گلخانههايي كه مجهز به سيستم گاز رساني هستند، به دليل كاهش فشار و قطع گاز تعبيه مخزن گازوئيل در گلخانه الزامي است(2).

نحوه چیدمان بخاریها:

کاری بود که در گلخانه انجام شد وخیلی در کاهش مصرف سوخت و همچنین کاهش مصرف سموم نقش چشمگیری داشت. بدین صورت که اگر طول گلخانه به حدود 50 متر برسد می توان باقرار دادن بخاریها در وسط گلخانه حرارت مطلوب رشد را ایجاد کنیم. که این روش مزایای زیادی دارد ازجمله: یکی از مزایا کاهش مصرف سوخت است که طبق برآورد 15% از مصرف سوخت را با این روش کاهش دادیم، البته ناگفته نماند که باید بااستفاده از نصب نایلون روی دهانه خروجی هوای گرم، هوای گرم رابه انتهای سالن ها هدایت کنیم.

از مزایای ديگر كه دراين تحقيق بدست آمد کاهش چشمگیر مصرف سموم بود بخصوص قارچکشها بود. همانطور که تمام کشاورزان آگاهی دارند یکی از مهمترین بیماریهای گلخانه های خیارسبز پس از نماتد، سفیدک دروغی است که اگر کنترل نشود عرض مدت کوتاهی تمام محصول از بین میرود، که کشاورز باخرید سموم خارجی گران قیمت تقریبآ هر 10روز یکبار بر علیه این بیماری مبارزه می کند، ولی در اين روش ما فقط در طول دوره کشت قبلی فقط 3 دفعه سم پاشی انجام داديم که یکی قبل از به نخ بستن بوته و یکی قبل از رسیدن به گل و یکی هم در طول برداشت .

از نظر مصرف آفت کش هم نسبت به سالهای قبل خیلی کمتر بود.

ازنظر مصرف برق هم نسبت به قبل 30% کاهش داشتيم.

نحوه قراردادن منبع سوخت:

در گلخانه دو منبع سوخت داریم؛ یکی منبع اصلی است که ظرفیت آن از 20000 لیتر کمتر نیست و منبع دیگر یک منبع 1 الی2 هزار لیتری هست که بعضی از کشاورزان آن رانزدیک به گلخانه بین 2 سالن قرار دادهاند و برخی دیگر داخل یکی از سالنها .

کسانی که منبع را داخل سالنها قرار دادهاند همانند تحقيقي كه انجام شد سبب ميشود تا در زمستان سوخت ما یخ نزندو همچنین گازوئیل گرم بماند که خود این گرم ماندن سبب بالا رفتن راندمان گرمایشی مشعلها ميشود ومصرف سوخت هم کمترميشود.

ما حتی لولههای حامل گازوئیل که بداخل سالنها کشیده شده بود رابا فوم عایق بندی کردیم که خود در گرم نگه داشتن گازوئیل نقش داشت.

نصب ترموستاتهای چند منظوره:

از کارهای دیگری که روی آن بررسی شد نصب ترموستاتهای جند منظوره بود. این ترموستاتها دو سنسور دارد که یکطرف سنسور به دیگ وصل است و طرف دیگر در داخل فضای گلخانه آویزان است.

گرچه در تبلیغات خود عدد 30% را درکاهش مصرف سوخت آورده ولی درتحقيقي كه انجام شد تا20% مصرف سوخت را پائين ميآورد.

ازمزایای دیگر این نوع ترموستاتها کاهش مصرف کابل برق در داخل داخل سالنها است و همچنین دیگر نیازی به ترموستات در وسط سالن نیست، فقط یک سنسور کوجک در وسط آویزان است .

از مزایای دیگر دارا بودن دماسنج ماکزیمم ومینیمم است که میتوان دما را در هر لحظه مشاهده کرد و به عملکرد بخاریها را بادیدن سردترین درجه حرارت ثبت شده پی برد.

ترموستاتهای قدیمی بعلت نفوذ رطوبت داخل آنهاسبب سوختن سیم فاز داخلی میشدند و یا سبب سوختن رله مشعل که این ترموستاتهای جدید این مشکل را نیز مرتفع ساختند.

نحوه عملکرد ترموستاتهای چند منظوره:

نحوه عملکرد آن بدین صورت است که با سرد شدن گلخانه سنسورآویزان شده وسط سالن نیز سرد میشود وسبب روشن شدن مشعل میگردد، مشعل دیگ را داغ میکند بدون آنکه فن روشن شود که میتوان دمای دیگ را نیز روی مانیتور نصب شده کنار بخاری مشاهده کرد سپس سنسور نصب شده روی دیگ در اثر داغ شدن سبب فعال شدن فن میگردد که هوای خروجی در همان ابتدا گرم است. در حالی که درترموستاتهای قدیمی که در حال حاضر نیز اکثر بخاریهای گلخانه ها با همین کار می کنند فن ومشعل بطور همزمان روشن میشوند که ابتدا چند دقیقه باد سرد از دهانه خروجی بخاری خارج میشود و به مررو گرمتر میشود. وحتی امکان دارد مشعل فعال شود ولی فن کار نکند که احتمال آتش سوزی نیز هست.

بالا بردن راندمان بخاريها با جلوگيري ازخروج هواي گرم از دودكش:

در اين كارپژوهشي بانصب كردن يك بخاري كوچك روي دودكش توانستيم راندمان گرمايشي بخاري را تا 22% افزايش دهيم بطوري كه راندمان در بخاريهاي قبلي حدود70% بود يعني 30% از حرارت ازطريق دودكش ازدسترس خارج ميشد. طبق فرمول زير توانستيم راندمان اين بخاريها را محاسبه كنيم:

100 *( 70 - 90 )

Fr=----------=22%

يعني راندمان توانستيم راندمان را به 90% برسانيم بطوري كه در هر 2000 مترمربع گلخانه 3 عدد از اين بخاريها كفايت ميكند. بعلت اينكه به تازگي اين بخاريها را نصب كرديم هنوز مصرف سوخت رانتوانستيم بدست بياوريم، با اين حال مشخص است كه نقش بسزايي دركاهش مصرف سوخت دارد.

نتیجه گیری:

هرچند روشهای بکاربرده شده میتواند تا50% از مصرف سوخت و 30% از مصرف برق و 50% مصرف سموم را کاهش دهد، ولی هنوز روشها یی هست که باید در مورد آنها تحقیق و بررسی شود، که بصورت کلی به آنها اشاره میکنیم:

1- در کشت فصل زمستانه میتوان همانند کشت در هوای آزاد در داخل گلخانه با استفاده از احداث تونلهای کوچک با نایلون، بذر را زیر آنها کشت کنیم تا نیاز به حداقل گرمایش باشد که این کار نیز در منطقه ما برخی از کشاورزان انجام میدهند.

2- به تازگی در بعضی از گلخانه ها قسمت قوس دار بالای گلخانه را با نایلون از قسمت پائین جدا میکنند که به گفته یکی از کشاورزان که این روش را به کاربرده مصرف سوخت یک سوم شده است.

3- تمیز کردن جدار مخزن داخلی بخاری، بطوریکه به ازای 3 میلیمتر دوده راندمان بخاری 30% کاهش مییابد.

4- گلخانه‌های خورشیدی راهکاری مناسب برای بهینه سازی مصرف سوخت در زمینه کشاورزی: از مقاله؛ سيد احمدرضا فخارزاده1 محمدرضا نبي‌فر2

بكارگيري ساده فن‌آوري‌هاي‌ نوين جهت استفاده از انرژي‌ خورشيدي، به عنوان يك منبع مفيد، سالم و بي‌خطر انرژي براي گرم كردن گلخانه‌هاي كشاورزي، علاوه بر كاهش قابل توجه مشكلات گلخانه‌داران و مسئولين ذيربط در رابطه با سوخت، گامي مهم در صرفه‌جويي مصرف سوخت‌هاي فسيلي كشور و حفظ ذخاير آنها براي آيندگان و جلوگيري از آلودگي هوا و محيط زيست خواهد بود. گلخانه‌هاي خورشيدي هم در مقياس كوچك و خانگي و هم در مقياس بزرگ و تجاري، در طرح‌هاي گوناگون و بوسيله اشخاص و يا گروه‌هاي مختلفي از كشورهاي مختلف جهان طراحي و ساخته شده و بسياري از اين طرح‌ها موفق بوده‌اند. با مطالعه انواع طرح‌هاي مختلف و هزينه ساخت آنها مي‌توان چنين نتيجه گرفت، اگر بدون افزايش فاحشي در هزينه ساخت گلخانه‌ها، روشي براي كاهش اتلاف حرارتي در شب‌هاي سرد پيدا شود تعداد بيشماري از گلخانه‌هاي خورشيدي طراحي و ساخته خواهند شد و كاربرد وسيعي در آينده در سطح كشور پيدا خواهند كرد.

(1) كارشناس ارشدكشاورزي (2) كارشناس ارشد مكانيك

چند توصیه جهت گلخانه های درحال احداث :

احداث گلخانه در موقعيت هاي جغرافياي مناسب.

· تعيين استاندارد مصرف سوخت از طرف سازمان بهينه سازي مصرف سوخت

· براي احداث گلخانه هاي كشور (نظام نامه گلخانه تصويبي وزارت جهاد كشاورزي)

احداث گلخانه در قالب مجتمع گلخانهای

· بهينه سازي مصرف سوخت در گلخانهها ي موجود

· ازرده خارج كردن هيترهاي دست ساز وجايگزيني با هيترهاي باراندمان بالااستفاده از اتوماسيون سيستم يكپارچه واستفاده از سيستم كنترل هوشمندجايگزيني سوخت گاز(طبيعي يا مايع)بجاي سوخت نفت گاز(امكان استفاده از اگزوز خروجي بعنوان منبع تامين دي اكسيدمورد نيازگياه وكاهش شدت مصرف سوخت)

· استفاده از مزيتهاي نسبي جغرافيايي براي توليد محصولات گلخانهاي

· استفاده از روشهاي نوين تهويه درزمستان

· استفاده از سيستم يكپارچه توزيع براي تعيين ميزان تخصيص سوخت ازطرف شركت ملي پخش فراوردههاي نفتي(1).

چند توصيه جهت صرفه جويي در مصرف انرژي:

v كاهش نفوذ هوا به داخل گلخانه

v ايجادپوشش مضاعف(بخصوص در شب)

v استفاده از روكش هاي حرارتي

v عايق بندي فوداسيون گلخانه

v تميز وتنظيم نمودن تجهيزات گرمايي

دريك گلخانه از انرژي حرارتي براي گرم كردن وانرژي الكتريكي براي بكارانداختن موتورها، لامپ هاوكنترل كنندهها استفاده ميشوداز آنجا كه 15%-40% ازهزينه هاي توليد محصول را انرژي مصرفي تشكيل ميدهد بايد توجه ويژهاي به اين بخش صورت پذيرد.

امروزه به كمك سيستم هاوروشهاي نويني كه در چند سال اخيرتوسعه يافتهاند ميتوان غالب گلخانه هاي قديمي را به گونهاي بازسازي نمود كه از نقطه نظر مصرف انرژي قابل رقابت با ساختمانهاي جديد و امروزي باشند(1).

باتشكر

اسمعيل عباسي سريزدي

بهینه سازی مصرف سوخت در گلخانه های خیار درختی استان یزد

مطالب مشابه :

دانلود پروژه کارآفرینی راه اندازی گلخانه

میزان سرمایه لازم برای ساخت گلخانه در سال91 چقدر است؟

طرح ریزی یک گلخانه خانگی

توصیه های فنی مراحل احداث گلخانه

بهینه سازی مصرف سوخت در گلخانه های خیار درختی استان یزد

طرح توجیهی احداث گلخانه