CC BY
0УДК 621.317 Гасымов С.К., Ибрагимова С.Т.
Гасымов С.К.
преподаватель Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности (г. Баку, Азербайджан)
Ибрагимова С.Т.
магистрант,
Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности (г. Баку, Азербайджан)
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ В ЭКО АГРОРОБОТЕ
Аннотация: ключевым моментом в работе экоагророботов является правильная и эффективная реализация преобразований энергии. Использование экологически чистых источников энергии, таких как солнечная энергия, является важным фактором обеспечения работы этих роботов. Такие роботы используют различные процессы преобразования для преобразования энергии, собранной с помощью солнечных панелей, в механическую и электрическую энергию. Электроэнергия, вырабатываемая солнечными панелями, используется для питания робота, работы датчиков, обработки данных и других важных функций. Процесс преобразования энергии в экоагророботах требует многоэтапного подхода. Во-первых, солнечная энергия собирается фотоэлектрическими элементами. Затем эта энергия преобразуется в электричество и передается в электросеть. Электрическая энергия хранится в различных формах, например, в аккумуляторах, или напрямую направляется в системы генерации электроэнергии для питания робота. Это позволяет роботу быть полностью энергетически самодостаточным и помогает эффективно управлять потреблением энергии.
Ключевые слова: агроробот, датчик, преобразователь, энергия, эффективность, препятствие.
Основные принципы преобразования энергии в сельскохозяйственных роботах можно разделить на несколько ключевых аспектов, обеспечивающих их эффективную работу:
1. Кинетическая энергия. Агророботы используют для движения различные источники энергии. К таким источникам относятся аккумуляторы, солнечные панели и двигатели внутреннего сгорания. Каждый источник энергии преобразует химическую или солнечную энергию в механическую работу. Наиболее часто используемым типом двигателей являются электродвигатели, поскольку они обеспечивают высокую эффективность, низкий уровень выбросов и хорошую управляемость [1-3].
2. Энергия для датчиков и систем управления. Сельскохозяйственные роботы оснащены различными датчиками, такими как камеры, лидары, датчики температуры и влажности, для работы которых требуется энергия. Питание этих систем осуществляется от батарей или генераторов, расположенных внутри робота. Потребление энергии минимизируется за счет использования энергоэффективных датчиков и технологий обработки данных [4-7].
3. Энергия для обработки данных и связи: Мощные процессоры, управляющие сельскохозяйственными роботами, обрабатывают данные, полученные от датчиков, и выполняют различные алгоритмы, что требует определенного количества энергии. Эффективное распределение энергии имеет решающее значение для продления времени работы робота. В некоторых случаях сельскохозяйственные роботы используют технологии Wi-Fi или сотовой связи для передачи данных о состоянии поля и данных датчиков, что приводит к дополнительному потреблению энергии [8-11].
4. Регенеративное преобразование энергии. Современные агроробот могут использовать технологии рекуперации энергии, чтобы возвращать часть энергии, потерянной во время движения, обратно в систему. Это помогает им работать более эффективно и сокращать потребление энергии [12-15].
5. Оптимизация энергопотребления: Для эффективного использования энергии применяются специальные системы управления и методы оптимизации. Эти подходы помогают сделать рабочий процесс робота более экономичным и дольше сохранять его запасы энергии. Таблица 1.1. помогает лучше понять энергетическое взаимодействие различных компонентов агроробота и то, как преобразование энергии влияет на его производительность [16-19].
Таблица 1.1. Основные принципы преобразования энергии с помощью агроробота.
1 ннснс Швсявве Источник эяергив Голь в свстеле
ЭкерСЯ! XII для пгрижзгзгая робота по кктжхги Элегтричеазк ДЕшгтелн ктк длен ели тремя его сгорания првоб-рамот энергию к иедончес-кую работу. ."Ьгтки-йОЕные мумузшоры. соавечюм г.гне.тк. дкнгатйлн вг-тргн-него сгорания Обеажчниет лере^кшие робота по поло и Еьпо.ткекве ггроюшгчеавд млач
Пктанхе октеи Икание ^гмле (кайф, .тюри. сеясороЕ) навгтеи усрлЕлеята для обрхбогсв Д2)И№ и лрккгли р^шасо: Апдожтри, генераторы Ок обеспг'згает эиерпзо хп работ сетчюо* и систем управления
лсерли обработки Е СИМ Работа процессора и передача лдкнвд мацу роботоы в щктрок упраЕдеяи Аплтлтотсрос. солнечные ганелн дан- над. х оэие« яя-тая с акт ем ой уп?£Елека
кегенер!- ГНЕНЗ« преооргэо-ьагаг жер- ГИК 11р*>5раз манке ииег/чесьок £ 777У. робота, что поЕьхгет обсую эффективность этуиуляторк ^феЗк—Енэе »:-по.тыоыни? энергии. псеы* шеюсе а!то-шяоосп робота
ОГУ.ИУЗС!- ЦНХ ЭИерСО" лотргбленк X Алгоритм экергосбере-хгнш. плакирование инрщру-тое, оплкчаие юяаэользуе-ию систем Апумтагмри, с олвгчнке пакете V БЙЛЕЧЙ1ИС Ерагекк работы и счет оттгтаа-экерсосют-
Эти принципы позволяют сельскохозяйственным роботам эффективно выполнять такие задачи, как посадка, сбор урожая, обработка почвы и мониторинг здоровья растений. На рисунке 1.1 показана степень важности основных принципов преобразования энергии в сельскохозяйственных роботах.
Принципы отражают различные аспекты преобразования энергии и оцениваются по шкале от 1 до 10 по степени их важности в системе.
Наибольшее значение придается принципам оптимизации энергии и использования энергии для движения, поскольку они играют ключевую роль в функциональности и автономности робота.
Анализ энергоэффективности существующих решений. Энерго эффективность сельскохозяйственных роботов определяется их конструкцией, рабочими механизмами и источниками энергии. Современные решения направлены на использование электрических и гибридных приводов, систем машинного зрения и адаптивных алгоритмов движения для оптимизации энергопотребления. К основным показателям энерго эффективности относятся потребление энергии на гектар, время автономной работы и скорость выполнения задач. Сравнительная таблица энергопотребления различных типов сельскохозяйственных роботов представлена в таблице 1.2. [20,21].
Таблица 1.2. Сравнение энергопотребления различных типов сельскохозяйственных роботов.
Тнп агроробота Среднее энергопотребление (кВт.ч/га) Время автономной работы (часов)
Дизель 12 8
Электр ячество 7 10
Гисридный 9 12
Электрические модели позволяют снизить эксплуатационные расходы и выбросы углекислого газа, однако для их широкого внедрения требуется развитие инфраструктуры зарядки. С другой стороны, гибридные решения обеспечивают баланс между автономностью и энергоэффективностью [22-24].
Дополнительные потери энергии связаны в основном с несовершенством алгоритмов навигации и управления. Применение искусственного интеллекта для оптимизации маршрутов позволяет снизить потребление энергии на 15-20%,
что отражено в анализе зависимости потребления энергии от пройденного расстояния. Таким образом, наиболее перспективными решениями являются электрические и гибридные агроробота с интеллектуальными системами управления. Они обеспечивают оптимальный баланс между энергоэффективностью и функциональностью.
Заключение.
Результаты проведенных в статье исследований показывают, что интеграция возобновляемых источников энергии имеет большое значение в работе экоагророботов. Использование солнечной энергии в этих системах дает значительные преимущества как с экологической, так и с экономической точки зрения. Были проведены исследования по совершенствованию энергетических систем и применению солнечной энергии для обеспечения устойчивой и эффективной работы экоагророботов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Гасымов С.К., Гусейнова Г.И. Анализ эффективности датчиков для избежания препятствий в колесных роботах. Международный научный журнал «ВЕСТНИК НАУКИ» № 2 (83) Том 4. ФЕВРАЛЬ 2025 г.;
2. Zakir Hasanov, Sahib Gasimov. Development of obstacle bypassing method of eco-agrorobot. News of higher technical educational institutions of Azerbaijan -volume 36 (05) ISSUE 01-01 2024;
3. Hasanov Z., Jafarov T., Khanahmadova S. and Gasimov S. "Development of electrical drive of ecoagrorobot powered by solar panels" International Journal on IJTPE. Vol.15.Number 2. Pp. 1-6. december 2022;
4. Z.A. Hasanov, S.A. Khanahmedova, S.K. Gasimov, E.N. Ahmadov, G.G. Ismayilova "Modeling of asynchronous motor starting process using matlab/simulink/simpowersystems" International Journal on "Technical and Physical Problems of Engineering" (IJTPE) - March 2024;
5. Н.М.Пириева. Aсинхронный электродвигатель с эффективной системой охлаждения. Проблем Энергетика №4, Баку, 2020 с 34-40;
6. N.M.Piriyeva, G.S. Kerimzade "Methods for increasing electromagnetic efficiency in induction levitator". PRZEGLAD Elektrotechniczny Publishing house of magazines and technical literature Warszawa. №10, pp s.192-196;
7. Ilham Rahimli, Rashida Karimova, Najiba Piriyeva. Development of a Two-Parameter Inductive Sensor for use in Digital Program Control Systems for Machine Tools. Przeglad Elektrotechniczny ISSN 0033-2097, R.100 NR 08/2024. Warszawa. pp.194-197;
8. N.M. Piriyeva, G.S. Kerimzade. "Electromagnetic efficiency in induction levitators and ways to improve it" Przeglad Elektrotechniczny. R.99 NR 06/2023, Poland, pp.204-207;
9. Six companies shaping the future of automotive robotics [Электрон. ресурс]. URL: https://builtin.com/robotics/automotivecars-manufacturing-assembly;
10. Пириева Н.М., Ахмадли А.Н. Сравнения электрических генераторов применяемые в ветроэлектрических установках. Международный научный журнал «ВЕСТНИК НАУКИ. № 1 (70) Том 3. 2024 с.975-986;
11. S.A. Khanahmedova, S.Y. Shikhaliyeva, S.J. Alimamedova, S.M. Kerimova "Some issues of designing a hybrid electric machine", Dimensions 3 (3), 2023, p. 3-4
12. I.M. Marufov, S.Y. Shikhaliyeva "Analysis of the effect of temperature on solar panels and their cooling methods", Reliability: Theory & Applications 19 (4 (80)), 2024, p. 581-585;
13. Rzayeva S.V., Qaniyeva N.A., Piriyeva N.M.. Investigation of characteristics of a barrier discharge in a water-air environment/ IJ TPE Journal, ISSUE 55.Volume 15. Number 2, (Serial № 0055-1502-0623), IJTPE -June 2023. p.44-49;
14. S.V.Rzayeva, N.M.Piriyeva, I.A.Guseynova "Analysis of reliability of typical power supply circuits". Reliability: Theory & Applications, RTA, №3(79) Volume 19, 173-178 September 2024;
15. S. Shikhaliyeva "Ways to increase the efficiency of electric machines", Научный журнал «Интернаука», 2024, p. 11-14;
16. S.V.Rzayeva, N.M.Piriyeva, I.A.Guseynova "Analysis of reliability of typical power supply circuits". Reliability: Theory & Applications, RTA, №3(79) Volume 19, 173-178 September 2024;
17. Piriyeva N.M., Abdullayeva G.K., Bakhtiyarov A.L. Engineering approaches to minimizing the environmental impact of thermal power plants. international Journal on "Technical and Physical Problems of Engineering" (IJTPE) - Issue 61, Volume 16, Number 4, december 2025. Pp.231-243;
18. Shikhaliyeva Sdat Yashar, Hasanova Indzhi Kamal "Modes of operation of the loading device during research electric drive of the portal manipulator" UNiVERSUM: Технические науки, 2(131), 2025;
19. N.M.Piriyeva, G.S. Kerimzade "Mathematical model for calculation of electrical devices based on induction levitators". International Journal on "Technical and Physical Problems of Engineering" IJTPE, Issue 55, Vol. 15. No 2. s.274-280;
20. Маруфов И.М., Пириева Н.М., Алиева Г.A., Ганиева НА. Анализ надежности энергетической системы. Научно-технический журнал, Проблемы энергетики №3. Баку, 2020. с.70-75;
21. Rzayeva S.V., Ganiyeva N.A., Piriyeva N.M. Modern approaches to electrical equipment diagnostics. international Journal on "Technical and Physical Problems of Engineering" - Issue 58, Volume 16, Number 1, March 2024;
22. N.M.Piriyeva "Fundamentals of the theory and calculation of the induction levitator of electrical devices" Journal Electricity, №7, pp. 68-75. Moscow. 2022;
23. Ilkin Marufov, Najiba Piriyeva, Nijat Mammadov, Shukufa Ismayilova, "Calculation of induction levitation vertical axis wind generator-turbine system parameters, levitation and influence loop" Przegl^d elektrotechniczny - 2024 - No.2 -pp.135-139;
24. Пириева Н.М., Рзаева С.В., Талибов С.Н. Анализ устройств защиты от перенапряжений электрических сетей. «Интернаука»: научный журнал - № 43(266). Часть 3. Москва, 2022. с.14-17
Gasimov S.K., Ibragimova S. T.
Gasimov S.K.
Azerbaijan State University of Oil and Industry (Baku, Azerbaijan)
Ibragimova S.T.
Azerbaijan State University of Oil and Industry (Baku, Azerbaijan)
ENERGY CONVERSION IN ECO AGROROBOT
Abstract: key to the operation of eco-agricultural robots is the proper and efficient implementation of energy conversion. The use of environmentally friendly energy sources such as solar energy is an important factor in the operation of these robots. Such robots use various conversion processes to convert the energy collected by solar panels into mechanical and electrical energy. The electricity generated by the solar panels is used to power the robot, operate sensors, process data, and other important functions. The energy conversion process in eco-agricultural robots requires a multi-step approach. First, solar energy is collected by photovoltaic cells. This energy is then converted into electricity and transmitted to the power grid. The electrical energy is stored in various forms such as batteries or directly sent to power generation systems to power the robot. This allows the robot to be completely energy self-sufficient and helps manage energy consumption efficiently.
Keywords: agrorobot, sensors, energy transformations, efficiency, obstacles.
