Original Title: Agricultural Greenhouses: Resource Management Technologies and Perspectives for Zero Greenhouse Gas Emissions
Source: doi.org/10.3390/agriculture13071464
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ផ្ទះកញ្ចក់កសិកម្ម៖ បច្ចេកវិទ្យាគ្រប់គ្រងធនធាន និងទស្សនវិស័យសម្រាប់ការបំភាយឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់ស្មើសូន្យ

ចំណងជើងដើម៖ Agricultural Greenhouses: Resource Management Technologies and Perspectives for Zero Greenhouse Gas Emissions

អ្នកនិពន្ធ៖ Chrysanthos Maraveas (Agricultural University of Athens), Christos-Spyridon Karavas (Agricultural University of Athens), Dimitrios Loukatos (Agricultural University of Athens), Thomas Bartzanas (Agricultural University of Athens), Konstantinos G. Arvanitis (Agricultural University of Athens), Eleni Symeonaki (Agricultural University of Athens / University of West Attica)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2023, Agriculture (MDPI)

វិស័យសិក្សា៖ Agricultural Engineering

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ឯកសារនេះដោះស្រាយបញ្ហានៃការប្រើប្រាស់ថាមពលខ្ពស់ និងការបំភាយឧស្ម័នកាបូន (ដែលស្មើនឹង ១០-២៩% នៃការបំភាយសកល) ក្នុងវិស័យកសិកម្មផ្ទះកញ្ចក់ ដោយស្វែងរកបច្ចេកវិទ្យាដើម្បីឈានទៅរកការបំភាយឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់ស្មើសូន្យ និងការប្រើប្រាស់ថាមពលសូន្យ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្ររំលឹកអក្សរសិល្ប៍ជាប្រព័ន្ធ (Systematic Literature Review) ដោយប្រមូល និងវិភាគអត្ថបទស្រាវជ្រាវចំនួន ២៨២ ដើម្បីវាយតម្លៃបច្ចេកវិទ្យាសន្សំសំចៃថាមពល និងកាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័នក្នុងផ្ទះកញ្ចក់កសិកម្ម។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Solar/Photovoltaic (PV) Systems
ប្រព័ន្ធថាមពលព្រះអាទិត្យ
មានភាពសម្បូរបែប អាចប្រើប្រាស់បន្ទះកញ្ចក់ពាក់កណ្តាលថ្លា (Semi-transparent PV) ដែលអនុញ្ញាតឱ្យពន្លឺឆ្លងកាត់សម្រាប់រស្មីសំយោគរុក្ខជាតិ និងមានតម្លៃប្រតិបត្តិការទាបជាងម៉ាស៊ីនម៉ាស៊ូត។ ការផលិតថាមពលមានភាពរអាក់រអួលអាស្រ័យលើពន្លឺព្រះអាទិត្យ ទាមទារឱ្យមានប្រព័ន្ធផ្ទុកថាមពល (Batteries/TES) បន្ថែម។ តម្លៃថាមពល (LCOE) សម្រាប់ប្រព័ន្ធ PV គឺត្រឹមតែ 0.068 USD/kWh ធៀបនឹង 0.230 USD/kWh សម្រាប់ប្រព័ន្ធម៉ាស៊ូត (សន្សំបានជាង ៧០%)។
Geothermal Energy Systems
ប្រព័ន្ធថាមពលកម្ដៅផែនដី
ផ្តល់ថាមពលស្ថិរភាពខ្ពស់ និងអាចកាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័នកាបូនបានច្រើនបំផុត បើធៀបនឹងប្រព័ន្ធកម្តៅព្រះអាទិត្យ ឬជីវឥន្ធនៈ។ ទាមទារទុនវិនិយោគដំបូងខ្ពស់ខ្លាំង (ឧ. រហូតដល់ ៦លានអឺរ៉ូ សម្រាប់ការខួងអណ្តូងជម្រៅ ១៧០០ម៉ែត្រ) និងពឹងផ្អែកខ្លាំងលើទីតាំងភូមិសាស្ត្រ។ កាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័នបាន ៣២-៦៦ ក្រាម/ម៉ែត្រការ៉េ ប៉ុន្តែទាមទារទុនវិនិយោគពី ៨០-២០០ អឺរ៉ូ/ម៉ែត្រការ៉េ។
Phase-Change Materials (PCMs) for Thermal Energy Storage
ការផ្ទុកថាមពលកម្ដៅដោយប្រើសម្ភារៈផ្លាស់ប្តូរទម្រង់
មានដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ អាចស្រូប និងបញ្ចេញកម្ដៅបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព ដើម្បីរក្សាសីតុណ្ហភាពក្នុងផ្ទះកញ្ចក់ឱ្យនៅថេរល្អ។ តម្លៃសមា្ភារៈនៅមានកម្រិតខ្ពស់ បញ្ហាបច្ចេកទេស (Super-cooling) និងសម្ភារៈមួយចំនួនអាចមានផ្ទុកសារធាតុពុល ឬងាយឆេះ។ អាចជួយសន្សំសំចៃថាមពលកម្តៅក្នុងផ្ទះកញ្ចក់បានចន្លោះពី ៣០% ទៅ ៥១% អាស្រ័យលើប្រភេទ PCM និងទំហំផ្ទះកញ្ចក់។
Smart Glass Systems / Luminescent Solar Concentrators (LSCs)
ប្រព័ន្ធកញ្ចក់ឆ្លាតវៃ និងកញ្ចក់ប្រមូលផ្តុំពន្លឺព្រះអាទិត្យ
អាចផ្លាស់ប្តូរកម្រិតនៃការបញ្ជូនពន្លឺដោយស្វ័យប្រវត្តិ ជួយកាត់បន្ថយកម្ដៅ និងអាចបំប្លែងពន្លឺទៅជាអគ្គិសនីបាន។ នៅមានបញ្ហាស្រូបពន្លឺខ្លួនឯង (Self-absorption) ភាពធន់នៅមានកម្រិត និងមានតម្លៃថ្លៃសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ក្នុងទ្រង់ទ្រាយធំ។ អាចកាត់បន្ថយបន្ទុកនៃការប្រើប្រាស់ភ្លើងអគ្គិសនីពេលថ្ងៃ និងអាចផ្លាស់ប្តូរកម្រិតពន្លឺឆ្លងកាត់ពី ៤% ទៅ ៦២% ដោយប្រើប្រព័ន្ធ AI។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យាផ្ទះកញ្ចក់បំភាយឧស្ម័នស្មើសូន្យ ទាមទារទុនវិនិយោគដំបូងយ៉ាងច្រើនទៅលើហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធ ប្រព័ន្ធផ្ទុកថាមពល និងបច្ចេកវិទ្យាបញ្ជូនទិន្នន័យ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងលើទិន្នន័យពីប្រទេសនៅតំបន់អឺរ៉ុប អាមេរិក ចិន និងមេឌីទែរ៉ាណេ (ឧ. តួកគី អ៊ីតាលី ម៉ារ៉ុក) ដែលជាតំបន់មានអាកាសធាតុត្រជាក់ ឬក្តៅស្ងួត ដោយផ្តោតខ្លាំងលើការប្រើប្រាស់ថាមពលសម្រាប់ 'កម្ដៅ' (Heating) កសិដ្ឋាននៅរដូវរងា។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជាដែលមានអាកាសធាតុក្តៅហើយសើម បញ្ហាចម្បងគឺ 'ការបញ្ចុះកម្ដៅ' (Cooling) ការគ្រប់គ្រងសំណើម និងការបញ្ចេញខ្យល់ចេញចូល ដែលទាមទារការសម្របបច្ចេកវិទ្យាទាំងនេះឱ្យស្របតាមបរិបទតំបន់ត្រូពិច។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

ទោះបីជាផ្តោតលើតំបន់ត្រជាក់ក្ដី បច្ចេកវិទ្យាមួយចំនួននៅក្នុងឯកសារនេះមានសក្តានុពលខ្ពស់ក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហាប្រឈមនៃវិស័យកសិកម្មក្នុងប្រទេសកម្ពុជា។

ការជ្រើសរើសយកបច្ចេកវិទ្យា IoT និងការគ្រប់គ្រងថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យមកប្រើប្រាស់ នឹងជួយផ្លាស់ប្តូរកសិកម្មកម្ពុជាពីការដាំដុះពឹងផ្អែកលើអាកាសធាតុធម្មជាតិ ទៅជាកសិកម្មពាណិជ្ជកម្មដែលមានភាពធន់ និងទិន្នផលខ្ពស់។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាពីមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃឧបករណ៍ IoT សម្រាប់កសិកម្ម: ចាប់ផ្តើមដោយការរៀនប្រើប្រាស់ Microcontrollers ដូចជា ArduinoRaspberry Pi គួបផ្សំជាមួយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា DHT22 (Temperature/Humidity) និង Soil Moisture Sensors ដើម្បីប្រមូលទិន្នន័យពីបរិស្ថានដំណាំ។
  2. រចនា និងគណនាប្រព័ន្ធថាមពលព្រះអាទិត្យ (Solar PV Sizing): សិក្សាពីរបៀបគណនាតម្រូវការថាមពល (Load Calculation) សម្រាប់កង្ហារ បូមទឹក និងអំពូលភ្លើងក្នុងផ្ទះកញ្ចក់ រួចធ្វើការជ្រើសរើសទំហំ Solar Panels និង Battery Storage ឲ្យបានត្រឹមត្រូវ។
  3. អភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធបញ្ជាស្វ័យប្រវត្តិខ្នាតតូច (Prototyping Automated Control): សរសេរកូដបង្កើតប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងដោយស្វ័យប្រវត្តិ (ឧ. បញ្ជាឲ្យកង្ហារ Exhaust fan ដំណើរការពេលសីតុណ្ហភាពឡើងលើស ៣៥ អង្សាសេ) ដោយប្រើប្រាស់ PID ControlFuzzy Logic សាមញ្ញ។
  4. ស្រាវជ្រាវពីសមា្ភារៈសាងសង់ផ្ទះកញ្ចក់សម្រាប់តំបន់ត្រូពិច: ប្រៀបធៀបប្រសិទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់ Polyethylene film, Polycarbonate និង Shading nets ដើម្បីស្វែងរកជម្រើសដែលស័ក្តិសមបំផុតក្នុងការបញ្ចុះកម្ដៅសម្រាប់អាកាសធាតុកម្ពុជា។
  5. វាយតម្លៃប្រសិទ្ធភាពសេដ្ឋកិច្ច និងថាមពល (Techno-Economic Analysis): ប្រើប្រាស់កម្មវិធីដូចជា ExcelPython ដើម្បីគណនា Return on Investment (ROI) និង Levelized Cost of Energy (LCOE) មុននឹងសម្រេចចិត្តវិនិយោគលើគម្រោងផ្ទះកញ្ចក់ជាក់ស្តែង។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Phase-Change Materials (PCMs) សម្ភារៈដែលអាចស្រូបយក ឬបញ្ចេញថាមពលកម្ដៅយ៉ាងច្រើននៅពេលដែលវាផ្លាស់ប្តូររូបរាង (ឧទាហរណ៍ ពីរាវទៅរឹង ឬពីរឹងទៅរាវ) ដើម្បីជួយរក្សាសីតុណ្ហភាពក្នុងផ្ទះកញ្ចក់ឱ្យនៅថេរល្អ និងកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពលអគ្គិសនីសម្រាប់ការកម្តៅ ឬបញ្ចុះកម្ដៅ។ ប្រៀបដូចជាដុំទឹកកកនៅក្នុងធុងក្លាសេ ដែលស្រូបកម្ដៅរលាយបន្តិចម្តងៗ ដើម្បីរក្សាទឹកក្រូចឱ្យនៅត្រជាក់បានយូរ ទោះបីជានៅក្រៅក្តៅយ៉ាងណាក៏ដោយ។
Thermal Energy Storage (TES) បច្ចេកវិទ្យាសម្រាប់ប្រមូល និងសន្សំទុកថាមពលកម្ដៅ (ឬត្រជាក់) ដែលសល់ពីការប្រើប្រាស់ ឬពេលមានពន្លឺថ្ងៃខ្លាំង ដើម្បីយកមកប្រើប្រាស់វិញនៅពេលយប់ ឬនៅពេលដែលមិនមានពន្លឺព្រះអាទិត្យគ្រប់គ្រាន់។ ដូចជាការសាកថ្មក្នុង Power Bank ទុកនៅពេលមានភ្លើងអគ្គិសនី ដើម្បីយកមកសាកទូរស័ព្ទនៅពេលដាច់ភ្លើងអញ្ចឹងដែរ គ្រាន់តែនេះជាការសន្សំកម្ដៅជំនួសអគ្គិសនី។
Luminescent Solar Concentrators (LSCs) បន្ទះកញ្ចក់ ឬប្លាស្ទិកស្តើងៗដែលមានផ្ទុកសារធាតុពិសេសសម្រាប់ស្រូបយកពន្លឺព្រះអាទិត្យ បញ្ចាំងវាទៅគែមនៃបន្ទះនោះ ហើយបំប្លែងវាទៅជាថាមពលអគ្គិសនី ខណៈពេលដែលនៅតែអនុញ្ញាតឱ្យពន្លឺព៌ណជាក់លាក់ខ្លះឆ្លងកាត់សម្រាប់រស្មីសំយោគរបស់រុក្ខជាតិ។ ដូចជាកញ្ចក់វ៉ែនតាការពារពន្លឺថ្ងៃ ដែលជួយកាត់បន្ថយចំណាំងផ្លាតចូលភ្នែកយើង តែក្នុងពេលជាមួយគ្នាក៏អាចស្រូបពន្លឺនោះយកទៅបង្កើតជាភ្លើងអគ្គិសនីបាន។
Proportional–Integral–Derivative (PID) ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងគណិតវិទ្យានៅក្នុងម៉ាស៊ីន (ឧទាហរណ៍ ម៉ាស៊ីនត្រជាក់ ឬកង្ហារ) ដែលគណនា និងកែតម្រូវកំហុសដោយស្វ័យប្រវត្តិ ដើម្បីរក្សាបរិស្ថាន (សីតុណ្ហភាព ឬសំណើម) ឱ្យនៅត្រឹមកម្រិតមួយដែលយើងចង់បានយ៉ាងសុក្រឹតបំផុត និងមិនឱ្យឡើងចុះខុសប្រក្រតី។ ដូចជាអ្នកបើកបរឡានដែលចេះបន្ថែម ឬបន្ថយល្បឿនដោយស្វ័យប្រវត្តិ ដើម្បីរក្សាល្បឿន ៨០គីឡូម៉ែត្រ/ម៉ោង ឱ្យនៅថេរទោះបីជាផ្លូវចុះចំណោទ ឬឡើងចំណោទក៏ដោយ។
Variable Refrigerant Flow (VRF) ប្រព័ន្ធម៉ាស៊ីនត្រជាក់ (HVAC) ខ្នាតធំ និងទំនើបដែលអាចគ្រប់គ្រងបរិមាណសារធាតុធ្វើឱ្យត្រជាក់ទៅកាន់បន្ទប់ផ្សេងៗគ្នាដោយឯករាជ្យ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យកន្លែងមួយក្នុងផ្ទះកញ្ចក់មានភាពត្រជាក់ និងកន្លែងមួយទៀតមានភាពកក់ក្តៅក្នុងពេលតែមួយដោយសន្សំសំចៃថាមពលបំផុត។ ប្រៀបដូចជាបេះដូងបូមឈាមទៅកាន់សរីរាង្គផ្សេងៗក្នុងរាងកាយតាមតម្រូវការជាក់ស្តែង កន្លែងណាធ្វើការខ្លាំងទទួលបានឈាមច្រើន កន្លែងណាមិនសូវធ្វើការទទួលបានឈាមតិច។
Carbon Capture and Storage (CCS) ដំណើរការបច្ចេកវិទ្យាក្នុងការចាប់យកឧស្ម័នកាបូនិក (CO2) ពីបរិយាកាស ឬពីរោងចក្រផ្ទាល់ រួចយកទៅរក្សាទុកកន្លែងសុវត្ថិភាព ឬបំប្លែងទៅជាទម្រង់ផ្សេង ដើម្បីកុំឱ្យវាភាយទៅបំផ្លាញបរិយាកាសដែលធ្វើឱ្យផែនដីឡើងកម្តៅ។ ដូចជាការប្រើម៉ាស៊ីនបូមធូលីស្រូបយកកម្ទេចកម្ទីក្នុងផ្ទះយកទៅចោលក្នុងធុងសម្រាមបិទជិត ដើម្បីកុំឱ្យហុយរំខានដល់ការរស់នៅអញ្ចឹងដែរ។
Graphene-Oxide (GO) Hydrogels សម្ភារៈផ្សំទំនើបរវាងជែលដែលផ្ទុកទឹកច្រើន និងស្រទាប់ក្រាហ្វិន (Graphene) ដែលមានផ្ទៃក្រឡាធំទូលាយ វាមានសមត្ថភាពខ្ពស់ក្នុងការស្រូប ទាក់ចាប់ និងចម្រោះយកឧស្ម័នកាបូនិក (CO2) ពីខ្យល់បានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់វិស័យកសិកម្ម។ ដូចជាអេប៉ុងលាងចានដែលមិនត្រឹមតែអាចបឺតស្រូបយកទឹកបានច្រើនទេ តែថែមទាំងអាចចាប់យកក្អែលប្រេងបានយ៉ាងស្អាត ដោយសារតែរចនាសម្ព័ន្ធសំណាញ់ដ៏ពិសេសរបស់វា។
Levelized Cost of Energy (LCOE) រូបមន្តសេដ្ឋកិច្ចសម្រាប់វាស់វែងតម្លៃរួមនៃការផលិតអគ្គិសនីពីប្រភពណាមួយ (ដូចជា សូឡា ឬម៉ាស៊ីនម៉ាស៊ូត) ដោយបូកបញ្ចូលការចំណាយទាំងអស់តាំងពីពេលសាងសង់រហូតដល់អស់អាយុកាល ដើម្បីងាយស្រួលប្រៀបធៀបរកប្រភពថាមពលដែលចំណេញជាងគេ។ ដូចជាការប្រៀបធៀបការទិញម៉ូតូជិះខ្លួនឯង និងការជិះម៉ូតូឌុប ដោយត្រូវគិតបញ្ចូលទាំងថ្លៃទិញម៉ូតូ ថ្លៃចាក់សាំង និងថ្លៃជួសជុលរាប់ឆ្នាំ ទើបដឹងថាជម្រើសមួយណាចំណាយលុយតិចជាងក្នុងរយៈពេលវែងពិតប្រាកដ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖