توان و انرژی مورد نیاز برای انجام عملیات سبک کشاورزی با تراکتور الکتریکی هیبریدی و مقایسه آن با نتایج عملی

موسی زاده, حسین; کیهانی, علیرضا; جوادی, ارژنگ; مبلی, حسین; ابری نیا, کارن; شریفی, احمد

doi:10.22092/jaer.2011.100321

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی دکتری گروه مهندسی ماشین های کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران

² استاد گروه مهندسی ماشین های کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران

³ دانشیار موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی کرج

⁴ دانشیار گروه مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه تهران

⁵ استادیار موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی کرج

https://doi.org/10.22092/jaer.2011.100321

چکیده

مصرف بیرویة سوخت‌های فسیلی، منجر به انتشار آلاینده‌های هوا و گازهای گلخانه‌ای (GHG) فراوانی شده است. مشکلات ناشی از استفاده روزافزون از سوختهای فسیلی و پیشبینی پایانپذیر بودن این سوختها، یافتن فناوری‌های نوین به‌جای سیستمهای مبتنی بر سوختهای فسیلی را اجتنابناپذیر نموده است. همزمان با سایر زمینه‌های فناوری، ضروری است صنعت کشاورزی نیز خود را آمادة این جایگزینی کند. بر همین اساس، پروژة سافت (SAPHT) برای کارهای سبک کشاورزی از قبیل کاشت محصولات ردیفی، بذر پاشی، درو علوفه، سم‌پاشی، جابهجایی محصول در مزرعه، کارهای ثابت ایستگاهی، و برخی دیگر از عملیات طراحی و ساخته شد که به توان مصرفی پایین‌تری نیاز دارند. سافت، تراکتور هیبریدی دو چرخ محرکی با موتورهای الکتریکی مستقل روی هر چرخ عقب است. بخشی از انرژی سافت از خورشید و بخش دیگر از شبکة برق تأمین میشود. در این تحقیق ارزیابی مزرعهای سافت و همچنین مقایسة نتایج
شبیهسازی و عملی بررسی میشود. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‌دهد که سافت قابلیت جایگزین شدن با تراکتورهای گروه "I" را دارد و با طراحیهای انجام گرفته میتواند روزانه بین دو تا چهار ساعت عملیات مختلف کشاورزی را به انجام برساند. با بهبود برخی از سیستمهای استفاده شده (مثل باتری) محدودة کاری سافت را میتوان به بیش از سه برابر در روز افزایش داد.

20.1001.1.26454531.1390.12.3.7.7

عنوان مقاله [English]

Power and Energy Requirements for a Hybrid Electric Tractor Employing Light-Duty Implements

چکیده [English]

Corresponding Author: Ph.D. Candidate in Department of Agricultural Machinery Engineering, University of Tehran,
Karaj, Iran, Telefax: +98 261 2808138 and +98 261 2801011 Mobile: 09143517477, Email: hmousazade@ut.ac.ir
Received: 22 September 2010, Accepted: 4 March 2011
Developing alternative technologies for the use of fossil fuels is necessary and inevitable. To meet this
need, the SAPHT project developed an energy-efficient electric hybrid tractor for agricultural light
operations. The energy source for SAPHT was in part solar and the rest was supplied from a grid. This
research compared simulated and experimental field results for SAPHT. The results show that SAPHT is
capable of substituting for I category tractors. Using the designated parameters, SAPHT can operate
standard implements for 2-4 h daily; however, improved use of batteries would make it possible to increase
the daily range more than three fold.

کلیدواژه‌ها [English]

Emissions
hybrid tractor
renewable energy
Rolling resistance
traction power

مراجع

American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE). 2006a. Drawbars -agricultural wheel tractors, ASAE S482 FEB04. 53^rd Ed. St. Joseph, MI, USA.

American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE). 2006b. Agricultural machinery management data, ASAE D497.5 FEB2006. 53^rd Ed. St. Joseph, MI, USA.

Avallone, E.A., Baumeister, T.III and Sadegh A.M. 2007. Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers. 11^th Ed. McGraw-Hill Inc., 130.

Ehsani, M., Gao, Y., Gay, S.E. and Emadi A. 2005. Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles. 1^st Ed. CRC Press, 99-100.

Fellner, C. and Newman, J. 2000. High-power batteries for use in hybrid vehicles. J. Power Sources. 85, 229–236.

Hunt, D. 2001. Farm Power and Machinery Management, 10^th Ed.; Waveland Press: Long Grove, IL, USA, 10-50.

Husain, I. 2005. Electric and Hybrid Vehicles Design Fundamentals. 1^st Ed. CRC Press, 11-44.

Kepner, R.A.,Bainer, R. and Barger E.L. 1978. Principles of Farm Machinery. 3^rd Ed. Westport, Conn; AVI Publishing Co.

Khanipour, A., Ebrahimi, K.M. and Seale, W.J. 2007. Conventional design and simulation of an urban hybrid bus. World Academy of Science, Engineering and Technology(WASET). 28, 26-32.

Larminie, J. and Lowry, J. 2003. Electric Vehicle Technology Explained. 1^stEd. John Wiley & Sons Ltd., 185-187.

Matheys, J., Timmermans, J.M., Autenboer, W.V., Mierlo, J.V., Maggetto, G., Meyer, S., Groof, A.D., Hecq, W. and Bossche, P.V. 2006. Comparison of the environmental impact of 5 electric vehicle battery technologies using LCA. 13^th CIRP International Conference on Life Cycle Engineering. Available at: http://www.mech.kuleuven.be.

Mckyes, E. 1985. Soil Cutting and Tillage. 1^st Ed. Elsevier, 141.

Szadkowski, B., Chrzan, P.J. and Roye, D. 2003. A study of energy requirements for electric and hybrid vehicles in cities. CESURA’03, Gdansk, Poland. June 4–6. Available at: http://www.pg.gda.pl/~jarguz/erower/cesura3.pdf.

Tannant, D.D. and Regensburg, B. 2001. Guidelines for mine haul road design. www.web.ubc.ca/okanagan/engineering.

Wang, L. 2005. Hybrid electric vehicle design based on a multi-objective optimization evolutionary algorithm. Walter J. Karplus Summer Research Grant Report. Texas A&M University.

تحقیقات مهندسی صنایع غذایی

توان و انرژی مورد نیاز برای انجام عملیات سبک کشاورزی با تراکتور الکتریکی هیبریدی و مقایسه آن با نتایج عملی

مراجع

مراجع

American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE). 2006a. Drawbars -agricultural wheel tractors, ASAE S482 FEB04. 53^rd Ed. St. Joseph, MI, USA.

American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE). 2006b. Agricultural machinery management data, ASAE D497.5 FEB2006. 53^rd Ed. St. Joseph, MI, USA.

Avallone, E.A., Baumeister, T.III and Sadegh A.M. 2007. Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers. 11^th Ed. McGraw-Hill Inc., 130.

Ehsani, M., Gao, Y., Gay, S.E. and Emadi A. 2005. Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles. 1^st Ed. CRC Press, 99-100.

Fellner, C. and Newman, J. 2000. High-power batteries for use in hybrid vehicles. J. Power Sources. 85, 229–236.

Hunt, D. 2001. Farm Power and Machinery Management, 10^th Ed.; Waveland Press: Long Grove, IL, USA, 10-50.

Husain, I. 2005. Electric and Hybrid Vehicles Design Fundamentals. 1^st Ed. CRC Press, 11-44.

Kepner, R.A.,Bainer, R. and Barger E.L. 1978. Principles of Farm Machinery. 3^rd Ed. Westport, Conn; AVI Publishing Co.

Khanipour, A., Ebrahimi, K.M. and Seale, W.J. 2007. Conventional design and simulation of an urban hybrid bus. World Academy of Science, Engineering and Technology(WASET). 28, 26-32.

Larminie, J. and Lowry, J. 2003. Electric Vehicle Technology Explained. 1^stEd. John Wiley & Sons Ltd., 185-187.

Mckyes, E. 1985. Soil Cutting and Tillage. 1^st Ed. Elsevier, 141.

Szadkowski, B., Chrzan, P.J. and Roye, D. 2003. A study of energy requirements for electric and hybrid vehicles in cities. CESURA’03, Gdansk, Poland. June 4–6. Available at: http://www.pg.gda.pl/~jarguz/erower/cesura3.pdf.

Tannant, D.D. and Regensburg, B. 2001. Guidelines for mine haul road design. www.web.ubc.ca/okanagan/engineering.

Wang, L. 2005. Hybrid electric vehicle design based on a multi-objective optimization evolutionary algorithm. Walter J. Karplus Summer Research Grant Report. Texas A&M University.

دوره 12، شماره 3 - شماره پیاپی 3
آذر 1390
صفحه 85-100

توان و انرژی مورد نیاز برای انجام عملیات سبک کشاورزی با تراکتور الکتریکی هیبریدی و مقایسه آن با نتایج عملی

مراجع

مراجع

American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE). 2006a. Drawbars -agricultural wheel tractors, ASAE S482 FEB04. 53rd Ed. St. Joseph, MI, USA.

American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE). 2006b. Agricultural machinery management data, ASAE D497.5 FEB2006. 53rd Ed. St. Joseph, MI, USA.

Avallone, E.A., Baumeister, T.III and Sadegh A.M. 2007. Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers. 11th Ed. McGraw-Hill Inc., 130.

Ehsani, M., Gao, Y., Gay, S.E. and Emadi A. 2005. Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles. 1st Ed. CRC Press, 99-100.

Fellner, C. and Newman, J. 2000. High-power batteries for use in hybrid vehicles. J. Power Sources. 85, 229–236.

Hunt, D. 2001. Farm Power and Machinery Management, 10th Ed.; Waveland Press: Long Grove, IL, USA, 10-50.

Husain, I. 2005. Electric and Hybrid Vehicles Design Fundamentals. 1st Ed. CRC Press, 11-44.

Kepner, R.A.,Bainer, R. and Barger E.L. 1978. Principles of Farm Machinery. 3rd Ed. Westport, Conn; AVI Publishing Co.

Khanipour, A., Ebrahimi, K.M. and Seale, W.J. 2007. Conventional design and simulation of an urban hybrid bus. World Academy of Science, Engineering and Technology(WASET). 28, 26-32.

Larminie, J. and Lowry, J. 2003. Electric Vehicle Technology Explained. 1st Ed. John Wiley & Sons Ltd., 185-187.

Mckyes, E. 1985. Soil Cutting and Tillage. 1st Ed. Elsevier, 141.

Szadkowski, B., Chrzan, P.J. and Roye, D. 2003. A study of energy requirements for electric and hybrid vehicles in cities. CESURA’03, Gdansk, Poland. June 4–6. Available at: http://www.pg.gda.pl/~jarguz/erower/cesura3.pdf.

Tannant, D.D. and Regensburg, B. 2001. Guidelines for mine haul road design. www.web.ubc.ca/okanagan/engineering.

Wang, L. 2005. Hybrid electric vehicle design based on a multi-objective optimization evolutionary algorithm. Walter J. Karplus Summer Research Grant Report. Texas A&M University.

دوره 12، شماره 3 - شماره پیاپی 3آذر 1390صفحه 85-100

American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE). 2006a. Drawbars -agricultural wheel tractors, ASAE S482 FEB04. 53^rd Ed. St. Joseph, MI, USA.

American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE). 2006b. Agricultural machinery management data, ASAE D497.5 FEB2006. 53^rd Ed. St. Joseph, MI, USA.

Avallone, E.A., Baumeister, T.III and Sadegh A.M. 2007. Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers. 11^th Ed. McGraw-Hill Inc., 130.

Ehsani, M., Gao, Y., Gay, S.E. and Emadi A. 2005. Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles. 1^st Ed. CRC Press, 99-100.

Hunt, D. 2001. Farm Power and Machinery Management, 10^th Ed.; Waveland Press: Long Grove, IL, USA, 10-50.

Husain, I. 2005. Electric and Hybrid Vehicles Design Fundamentals. 1^st Ed. CRC Press, 11-44.

Kepner, R.A.,Bainer, R. and Barger E.L. 1978. Principles of Farm Machinery. 3^rd Ed. Westport, Conn; AVI Publishing Co.

Larminie, J. and Lowry, J. 2003. Electric Vehicle Technology Explained. 1^stEd. John Wiley & Sons Ltd., 185-187.

Mckyes, E. 1985. Soil Cutting and Tillage. 1^st Ed. Elsevier, 141.

دوره 12، شماره 3 - شماره پیاپی 3
آذر 1390
صفحه 85-100