Аналіз методів сонячного сушіння та конструктивних схем геліосушарок
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya2(84).2026.119Ключові слова:
відновлювані джерела енергії, сонячна енергетика, сонячне сушіння, геліосушаркаАнотація
Глобальне потепління, що спричинене викидами парникових газів в атмосферу, вимагає рішучих дій щодо декарбонізації насамперед в енергетичному секторі, тобто переходу до безвуглецевих, зокрема відновлюваних, джерел енергії. Термічне сушіння сільськогосподарської продукції - один із секторів, що потребує значних витрат енергії, що призводить до викидів CO2. Застосування енергії сонячного випромінювання для процесів сушіння може значно знизити вуглецевий слід, а також витрати на використання енергії викопних ресурсів. Проте одними з основних перешкод для широкого впровадження сонячних сушарок є мінливість сонячного випромінювання протягом технологічного процесу. Вона визначається часом доби, сезоном, місцевим кліматом та метеорологічними умовами. Це призводить до ризиків нестабільності температурного та вологісного режимів та зниження яко-сті продукту. Метою статті є аналіз методів сушіння та конструктивних схем сонячних сушарок, що знайшли застосування в сучасних технологічних процесах. В роботі використано методи аналізу, порівняння та узагальнення результатів наукових досліджень процесів сонячного сушіння. В результаті визначено, що ефективність сонячного сушіння суттєво залежить від способу підведення теплоти, організації конвекції повітря, здатності компенсувати періоди з низькою інсоляцією за допомогою додаткових джерел енергії або акумулювання, а також конструктивного типу сушарки. Відповідно до поставленої задачі, необхідно підібирати метод, який буде забезпечувати ефективний процес сушіння, дотримуючись вимог щодо збереження якості продукту.
Отримано: 18.01.2026. Доопрацьовано: 01.04.2026. Прийнято: 17.04.2026.
Посилання
1. Gates, B. (2024, June 25). I'm at the Breakthrough Energy Summit in London. Gates Notes. Retrieved from https://www.gatesnotes.com/breakthrough-energy-summit-2024
2. Crippa, M., Solazzo, E., Guizzardi, D., Monforti-Ferrario, F., Tubiello, F. N., & Leip, A. (2021). Food systems are responsible for a third of global anthropogenic GHG emissions. Nature Food, 2(3), 198–209. https://doi.org/10.1038/s43016-021-00225-9
3. International Energy Agency. (2021). Net zero by 2050: A roadmap for the global energy sector (Summary for Policy Makers). International Energy Agency. Retrieved from https://iea.blob.core.windows.net/assets/7ebafc81-74ed-412b-9c60-5cc32c8396e4/NetZeroby2050-ARoadmapfortheGlobalEnergySector-SummaryforPolicyMakers_CORR.pdf
4. Ritchie, H. (2019, November 6). Food production is responsible for one-quarter of the world’s greenhouse gas emissions. Our World in Data. Retrieved from https://ourworldindata.org/food-ghg-emissions
5. El-Sebaii, A. A., & Shalaby, S. M. (2012). Solar drying of agricultural products: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16(1), 37-43. https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.07.134
6. Intergovernmental Panel on Climate Change. (2019). Summary for policymakers: Special report on climate change and land. IPCC. Retrieved from https://www.ipcc.ch/srccl/chapter/summary-for-policymakers/
7. Rana, M. S., Rahman, A. N. M. A., Ahmed, R., Hossain, M. P., Shadman, M. S., Majumdar, P. K., Islam, K. S., & Colton, J. (2024). Design, fabrication, and performance evaluation of a food solar dryer. AgriEngineering, 6(4), 4506-4523. https://doi.org/10.3390/agriengineering6040257
8. Henriques, B. R., Neves, C. M. B., Moumni, M., Romanazzi, G., Le Bourvellec, C., Cardoso, S. M., & Wessel, D. F. (2025). A comparative study of traditional sun drying and hybrid solar drying on quality, safety, and bioactive compounds in “Pingo de Mel” fig. Antioxidants, 14(3), 362. https://doi.org/10.3390/antiox14030362
9. Mohammed, A.-H., Komolafe, C. A., & Simons, A. (2026). Advances in solar drying technologies: A comprehensive review of designs, applications, and sustainability perspectives. Solar Compass, 17(Suppl. C), Article 100153. https://doi.org/10.1016/j.solcom.2025.100153
10. Mahmood, D. M. N., Al-Obaidi, M. A., Jasim, O. Z., & Al-Musawi, S. S. (2026). Recent development and performance evaluation of integrated solar dryer and photovoltaic panel: A comprehensive review. Results in Engineering, 29, 108953. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2025.108953
11. Bolaji, B. O. (2005). Performance evaluation of a simple solar dryer for food preservation. Proceedings of the 6th Annual Engineering Conference of School of Engineering and Engineering Technology, Federal University of Technology, Minna, Nigeria (pp. 8–13). https://www.researchgate.net/publication/266383773_Performance_Evaluation_of_a_Simple_Solar_Dryer_for_Food_Preservation
12. Kabeel, A. E., Dharmadurai, P. D. L., Vasanthaseelan, S., Sathyamurthy, R., Ramani, B., Manokar, A. M., & Chamkha, A. (2022). Experimental studies on natural convection open and closed solar drying using external reflector. Environmental Science and Pollution Research, 29, 1391–1400. https://doi.org/10.1007/s11356-021-15768-4
13. Londhe, S. D. (2015). Performance of natural convection direct type solar dryer with or without reflector and chimney. International Journal of Researches in Biosciences, Agriculture and Technology, II(3), 439–443. https://www.ijrbat.in/upload_papers/22032016094809114.pdf
14. Tikekar, R. V., Anantheswaran, R. C., Elias, R. J., & LaBorde, L. F. (2011). Ascorbic acid degradation in a model apple juice system and in apple juice during ultraviolet processing and storage. Journal of Food Science, 76(2), H62-71. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2010.02015.x
15. Burdurlu, H. S., Koca, N., & Karadeniz, F. (2006). Degradation of vitamin C in citrus juice concentrates during storage. Journal of Food Engineering, 74(2), 211–216. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2005.03.026
16. Kodirov, J., Mirzaev, S., Yuldoshov, L., Barakayev, I., Jumayev, T., & Khamrayev, S. (2025). Experimental study of apricot drying using direct and indirect solar dryers with natural convection. E3S Web of Conferences, 661, 02003. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202566102003
17. Umayal Sundari, A. R., & Subramanian, C. V. (2017). Comparative study of solar drying characteristics and thin-layer mathematical modelling of mango and cluster beans in two types of solar driers. International Journal of Latest Engineering Research and Applications (IJLERA), 2(11), 49–58. https://www.researchgate.net/publication/321163025_Comparative_study_of_solar_drying_characteristics_and_thin-layer_mathematical_modelling_of_mango_and_cluster_beans_in_two_types_of_solar_driers
18. Ayua, E., Mugalavai, V., Simon, J., Weller, S., Obura, P., & Nyabinda, N. (2017). Comparison of a mixed modes solar dryer to a direct mode solar dryer for African indigenous vegetable and chili processing. Journal of Food Processing and Preservation, 41(6), e13216. https://doi.org/10.1111/jfpp.13216
19. Singh, S., & Kumar, S. (2012). Comparative thermal performance study of indirect and mixed-mode solar dryers. International Journal of Sustainable Energy Development, 1(1/2), 6–13. https://doi.org/10.20533/ijsed.2046.3707.2012.0002
20. Mahapatra, A., & Tripathy, P. P. (2019). Thermal performance analysis of natural convection solar dryers under no load condition: Experimental investigation and numerical simulation. International Journal of Green Energy, 16(15), 1448-1464. https://doi.org/10.1080/15435075.2019.1671417
21. Rahman, M. A., & others. (2025). Solar drying for domestic and industrial applications: A comprehensive review of innovations and efficiency enhancements. Global Challenges, 9(2), Article 2400301. https://doi.org/10.1002/gch2.202400301
22. Sıngh, P., & Gaur, M. K. (2022). A review on thermal analysis of hybrid greenhouse solar dryer (HGSD). Journal of Thermal Engineering, 8(1), 103-119. https://doi.org/10.18186/thermal.1067047
23. Delgado-Plaza, E., Peralta-Jaramillo, J., Quilambaqui, M., Gonzalez, O., Reinoso-Tigre, J., Arevalo, A., Arancibia, M., Paucar, M., & Velázquez-Martí, B. (2019). Thermal evaluation of a hybrid dryer with solar and geothermal energy for agroindustry application. Applied Sciences, 9(19), Article 4079. https://doi.org/10.3390/app9194079
24. Matavel, C. E., Hoffmann, H., Rybak, C., Hafner, J. M., Salavessa, J., Eshetu, S. B., & Sieber, S. (2021). Experimental evaluation of a passive indirect solar dryer for agricultural products in Central Mozambique. Journal of Food Processing and Preservation, 45(11), Article 15975. https://doi.org/10.1111/jfpp.15975
25. Maia, C. B., & Castro Silva, J. d. O. (2022). CFD Analysis of a Small-Scale Solar Chimney Exposed to Ambient Crosswind. Sustainability, 14(22), 15208. https://doi.org/10.3390/su142215208
26. Behera, D. D., Mohanty, R. C., & Mohanty, A. M. (2023). Performance evaluation of indirect type forced convection solar mango dryer: A sustainable way of food preservation. Thermal Science, 27(2B), 1659–1672. https://doi.org/10.2298/TSCI220621154B
27. Ghafar, H., Yusoff, H., Sh Abdul Nasir, S. M. F., Abd Ghani, K. D., & Ismail, M. A. (2025). Performance evaluation of natural and forced convection in solar dryers for mullet fish. Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering), 87(1), 43–52. https://journals.utm.my/jurnalteknologi/article/download/22448/8669/90225
28. Reddy, V. S. (2020). Portable solar drying system with inbuilt PV module for standalone forced convection operation. Journal of Thermal Engineering, 6(2), 92-98. https://doi.org/10.18186/thermal.830124
29. Kerketta, A., Khandai, S., & Singh, C. (2018). Development of solar power operated force circulating dryer. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7(2), 3071-3078. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2018.702.370
30. Tawfik, M. A., Oweda, K. M., Abd El-Wahab, M. K., & Abd Allah, W. E. (2023). A new mode of a natural convection solar greenhouse dryer for domestic usage: Performance assessment for grape drying. Agriculture, 13(5), Article 1046. https://doi.org/10.3390/agriculture13051046
31. Ayyappan, S., & Mayilsamy, K. (2012). Solar tunnel drier with thermal storage for drying of copra. International Journal of Energy Technology and Policy, 8(1), 3–13. https://doi.org/10.1504/IJETP.2012.046017
32. Ayyappan, S., Mayilsamy, K., & Sreenarayanan, V. V. (2016). Performance improvement studies in a solar greenhouse drier using sensible heat storage materials. Heat and Mass Transfer, 52, 459–467. https://doi.org/10.1007/s00231-015-1568-5
33. Cetina-Quiñones, A. J., López López, J., Ricalde-Cab, L., El Mekaoui, A., San-Pedro, L., & Bassam, A. (2021). Experimental evaluation of an indirect type solar dryer for agricultural use in rural communities: Relative humidity comparative study under winter season in tropical climate with sensible heat storage material. Solar Energy, 224, 58–75. https://doi.org/10.1016/j.solener.2021.05.040
34. Rulazi, E. L., Marwa, J., Kichonge, B., & Kivevele, T. (2023). Development and performance evaluation of a novel solar dryer integrated with thermal energy storage system for drying of agricultural products. ACS Omega, 8(45), 43304–43317. https://doi.org/10.1021/acsomega.3c07314
35. Amer, B. M. A., Gottschalk, K., & Hossain, M. A. (2018). Integrated hybrid solar drying system and its drying kinetics of chamomile. Renewable Energy, 121, 539–547. https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.01.055
36. Dutil, Y., Rousse, D. R., Ben Salah, N., Lassue, S., & Zalewski, L. (2011). A review on phase-change materials: Mathematical modeling and simulations. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(1), 112–130. https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.06.011
37. Bhardwaj, A. K., Chauhan, R., Kumar, R., Sethi, M., & Rana, A. (2017). Experimental investigation of an indirect solar dryer integrated with phase change material for drying valeriana jatamansi (medicinal herb). Case Studies in Thermal Engineering, 10, 302–314. https://doi.org/10.1016/j.csite.2017.07.009
38. Lad, P., Kumar, R., Saxena, R., & Patel, J. (2023). Numerical investigation of phase change material assisted indirect solar dryer for food quality preservation. International Journal of Thermofluids, 18, 100305. https://doi.org/10.1016/j.ijft.2023.100305
39. Pandey, S., Anand, A., Buddhi, D., & Sharma, A. (2023). Development and thermophysical analysis of binary eutectics phase change materials for solar drying application. F1000Research, 11, 1277. https://doi.org/10.12688/f1000research.127268.2
40. Dina, S. F., Ambarita, H., Napitupulu, F. H., & Kawai, H. (2015). Study on effectiveness of continuous solar dryer integrated with desiccant thermal storage for drying cocoa beans. Case Studies in Thermal Engineering, 5, 32–40. https://doi.org/10.1016/j.csite.2014.11.003
41. Siagian, P., Amila, Z., Yunita, E., Pratiwi, R., & Yusuf, M. (2025). Experimental of Environmental Development Using Continuous Solar Dryer With Solid Dehumidification For Coffee Drying. Journal of Geoscience Engineering Environment and Technology, 10(2), 162-169. https://doi.org/10.25299/jgeet.2025.10.02.21492
42. Rathod, R. R., & Trivedi, J. B. (2019). Influence of desiccant on the performance of solar dryer. IJSRD – International Journal for Scientific Research & Development, 7(1), 631–634. https://www.ijsrd.com/articles/IJSRDV7I10420.pdf
43. Kumar, A., & Rai, A. K. (2016). COMPARATIVE STUDY OF OPEN SUN DRYING AND SOLAR CABINET DRYING TECHNIQUES FOR DRYING OF GREEN CHILIES. International Journal of Production Technology and Management (IJPTM), 7(1), 18–26. https://www.researchgate.net/publication/328928672_COMPARATIVE_STUDY_OF_OPEN_SUN_DRYING_AND_SOLAR_CABINET_DRYING_TECHNIQUES_FOR_DRYING_OF_GREEN_CHILIES
44. Islam, M., Islam, M. I., Tusar, M., & Limon, A. H. (2019). Effect of cover design on moisture removal rate of a cabinet type solar dryer for food drying application. Energy Procedia, 160, 769–776. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2019.02.181
45. Ennissioui, J., Benghoulam, E. M., & El Rhafiki, T. (2023). Experimental study of a natural convection indirect solar dryer. Heliyon, 9(11), Article e21299. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e21299
46. Singh, S., Singh, P. P., & Dhaliwal, S. S. (2004). Multi-shelf portable solar dryer. Renewable Energy, 29(5), 753–765. https://doi.org/10.1016/j.renene.2003.09.010
47. Ruiz Amelio, M., & Altamirano García, F. J. (2017). Multiple inlets of hot air to drying chamber of an indirect solar dryer to achieve uniform chamber temperature. International Journal of Energy and Environmental Science, 2(4), 79–88. https://www.sciencepublishinggroup.com/article/10.11648/j.ijees.20170204.12
48. Yadav, R. K., & Moses, S. C. (2022). Comparative performance study of different types of solar dryers for selected vegetable crops. The Pharma Innovation Journal, 11(12), 2785–2790. https://www.thepharmajournal.com/archives/2022/vol11issue12/PartAI/11-12-555-793.pdf
49. Pagar, J., Patil, R., Darekar, D., Ingale, S., & Singh, S. (2024). Performance evaluation of solar cabinet and tunnel dryer for drying agro-commodity: A comparative study. Journal of Postharvest Technology, 12(1), 60-67.
50. Condorí, M., Duran, G., Echazú, R., & Altobelli, F. (2017). Semi-industrial drying of vegetables using an array of large solar air collectors. Energy for Sustainable Development, 37, 1–9. http://dx.doi.org/10.1016/j.esd.2016.11.004
51. Jagadeesh, D., Vivekanandan, M., Natarajan, A., & Chandrasekar, S. (2021). Experimental conditions to identify the ideal shape of dryer investigation of six shapes of solar greenhouse dryer in no load. Materials Today: Proceedings, 37(Part 2), 395–403. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.05.386
52. Kim, H.-K., Lee, S.-Y., Kwon, J.-K., & Kim, Y.-H. (2022). Evaluating the effect of cover materials on greenhouse microclimates and thermal performance. Agronomy, 12(1), Article 143. https://doi.org/10.3390/agronomy12010143
53. Subramani, S., Sivakumar Dana, S., Thirumalai Natesan, V., & George Mary, L. L. (2019). Energy and exergy analysis of greenhouse drying of ivy gourd and turkey berry. Thermal Science, 23(6), 2459–2472. https://doi.org/10.2298/TSCI190602459S
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Енергетика і автоматика
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Усі матеріали поширюються на умовах ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International Public License, що дозволяє іншим розповсюджувати рукопис із визнанням авторства роботи та першої публікації в цьому журналі.
