Оценка степени покрытия тепловой нагрузки солнечным воздушным коллектором в процессе сушки зерна на основе почасового энергетического баланса.
Получена: 2026-09-14
Опубликована: 2026-09-14
Аннотация
Целью данного исследования являлась оценка на основе почасового энергетического баланса потенциала солнечного воздушного коллектора для покрытия тепловой нагрузки в сельскохозяйственных системах сушки зерна, включая семена подсолнечника и рис, в климатических условиях Берунийского района. Расчёты выполнялись с использованием данных о солнечной радиации, полученных из базы данных PVGIS-ERA5, с учётом оптико-теплового баланса коллектора, полезной тепловой мощности, потребности во вспомогательной энергии и требуемого расхода сушильного воздуха. Оценка проводилась для сентября и октября в период с 09:00 до 17:00. В качестве практических расчётных условий был принят режим сушки семян подсолнечника. В сентябре солнечный воздушный коллектор вырабатывал 7,326 кВт·ч/сут полезной тепловой энергии, а в октябре — 5,839 кВт·ч/сут. Суточная степень покрытия тепловой нагрузки сушильной системы составила соответственно 77,9% и 62,7%. В сентябре коллектор полностью покрывал тепловую нагрузку на сушку в период с 12:00 до 14:00, тогда как в октябре во все рабочие часы требовалось использование вспомогательного источника тепла. Солнечный воздушный коллектор может применяться в качестве гибридного теплового модуля для предварительного нагрева сушильного воздуха и снижения потребления вспомогательной энергии в системах сушки семян подсолнечника, риса и других сельскохозяйственных зерновых продуктов. Однако температура сушки, расход воздуха и тепловая нагрузка должны определяться отдельно для каждого вида продукции.
Ключевые слова
Список литературы
-
Sagar, V.R.; Kumar, P.S. Recent advances in drying and dehydration of fruits and vegetables: a review. J. Food Sci. Technol. 2010, 47, 15–26. https://doi.org/10.1007/s13197-010-0010-8.
-
Mujumdar, A.S., Ed. Handbook of Industrial Drying, 4th ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, USA, 2014.
-
Ekechukwu, O.V. Review of solar-energy drying systems I: an overview of drying principles and theory. Energy Convers. Manage. 1999, 40, 593–613. https://doi.org/10.1016/S0196-8904(98)00092-2.
-
Ekechukwu, O.V.; Norton, B. Review of solar-energy drying systems II: an overview of solar drying technology. Energy Convers. Manage. 1999, 40, 615–655. https://doi.org/10.1016/S0196-8904(98)000934.
-
El-Sebaii, A.A.; Shalaby, S.M. Solar drying of agricultural products: A review. Renew. Sustain. Energy Rev. 2012, 16, 37–43. https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.07.134.
-
Huang, Y.; Cai, S.; Ruan, X.; et al. High drying temperature accelerates sunflower seed deterioration by regulating the fatty acid metabolism, glycometabolism and abscisic acid/gibberellin balance. Front. Plant Sci. 2021, 12, 628251. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.628251
-
Coradi, P.C.; Fernandes, C.H.P.; Peralta, C.C.; Pereira, T.L.; Alves, C.Z.; Guimarães, R.F. Quality of sunflower seeds after drying with different temperatures. Span. J. Rural Dev. 2014, 5, 23–32. https://doi.org/10.5261/2014.GEN4.03.
-
Hii, C.L.; Ong, S.P.; Yap, J.Y.; Putranto, A.; Mangindaan, D. Hybrid drying of food and bioproducts: A review. Dry. Technol. 2021, 39, 1554–1576. https://doi.org/10.1080/07373937.2021.1914078.
-
Geng, Z.; Li, M.; Zhu, L.; Zhang, X.; Zhu, H.; Yang, X.; Yu, X.; Zhang, Q.; Hu, B. Design and experiment of combined infrared and hot-air dryer based on temperature and humidity control with sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.). Foods 2023, 12, 2299. https://doi.org/10.3390/foods12122299.
-
Madhlopa, A.; Ngwalo, G. Solar dryer with thermal storage and biomass-backup heater. Sol. Energy 2007, 81, 449–462. https://doi.org/10.1016/j.solener.2006.08.008.
-
Daghigh, R.; Ruslan, M.H.; Sulaiman, M.Y.; Sopian, K. Review of solar assisted heat pump drying systems for agricultural and marine products. Renew. Sustain. Energy Rev. 2010, 14, 2564–2579. https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.04.004.
-
Huld, T.; Müller, R.; Gambardella, A. A new solar radiation database for estimating PV performance in Europe and Africa. Sol. Energy 2012, 86, 1803–1815. https://doi.org/10.1016/j.solener.2012.03.006.
-
European Commission Joint Research Centre. PVGIS data sources and calculation methods. Available online: https://joint-research centre.ec.europa.eu/photovoltaic-geographical-information-system pvgis/getting-started-pvgis/pvgis-data-sources-calculation-methods_en (accessed on 27 June 2026).
-
Duffie, J.A.; Beckman, W.A. Solar Engineering of Thermal Processes, 4th ed.; Wiley: Hoboken, NJ, USA, 2013.
-
Kalogirou, S.A. Solar Energy Engineering: Processes and Systems, 2nd ed.; Academic Press: Oxford, UK, 2014.
-
Gebremicheal, G.H.; Gebremedhin, B.G.; Belay, A.; Gebremedhin, B. Performance evaluation of solar air collector by chimney effect for drying applications. Acta Technol. Agric. 2021, 24, 181–186. https://doi.org/10.2478/ata-2021-0027.
-
Chouikhi, H.; Amer, B.M.A.; Bouadila, S.; Albalawi, F.; Aich, W.; et al. Performance evaluation of an indirect-mode forced convection solar dryer equipped with a PV/T air collector for drying tomato slices. Sustainability 2023, 15, 5070. https://doi.org/10.3390/su15065070.
Об авторах
Лицензия
Copyright (c) 2026 Ирригация и мелиорация
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Как цитировать
