بررسی فنی، اقتصادی و زیست‌محیطی توسعۀ سیستم‏های آبیاری خورشیدی در بخش کشاورزی استان فارس

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه انرژی‏های نو و محیط زیست، دانشکدۀ علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران

2 دانشیار گروه انرژی‏های نو و محیط زیست، دانشکدۀ علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران

3 استادیار گروه انرژی‏های نو و محیط زیست، دانشکدۀ علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران

چکیده

استان فارس با رتبۀ نخست مصرف آب و تولیدات کشاورزی در کشور، بیشترین میزان تولید آلاینده در بخش کشاورزی به واسطۀ پمپاژ آب را دارد. بنابراین، در قالب شش سناریو راه‌کار استفاده از پمپ‏های خورشیدی و یا جایگزینی پمپ‏های دیزل با پمپ‏های الکتریکی متصل به شبکه، میزان تغییرات تولید دی‌اکسید کربن بررسی شد. در سناریوی نخست، روند فعلی؛ در سناریوی دوم، پوشش 50 درصد پمپ‏های دیزلی با برق شبکه و در سناریوی سوم، حالت 25 درصد برق شبکه و 25 درصد استفاده از پنل‏ها بررسی شد. با بررسی قیمت حامل‏های انرژی در ایران و مقایسۀ آن با ترکیه، سه سناریوی دوم بررسی شد. در سنایوی نخست و چهارم، میزان مصرف انرژی پمپاژ آب طی سال در استان فارس، 5/13 تراوات ساعت و در چهار سناریوی دیگر، 5/10 تراوات ساعت است. میزان آلایندگی در سناریوی نخست تا سوم به‌ترتیب، 4455، 4098 و 3712 تن دی‌اکسید کربن بوده است. در سناریوی چهارم تا ششم همین ترتیب تکرار شده است. مقایسۀ پمپ‏های الکتریکی متصل به شبکه با پمپ‏های دیزل به دلیل بازدهی بیشتر، کاهش آلایندگی به میزان 8 درصد و هزینۀ اقتصادی به میزان 7/26 درصد را به دنبال دارد. استفاده از برق خورشیدی به رغم آلایندگی کمتر به میزان 6/16 درصد، هزینۀ بیشتری را به میزان 4/74 درصد به دنبال دارد. توجیه اقتصادی استفاده از برق شبکه در قیاس با استفاده از سوخت دیزل شدت بیشتری یافت، اما از نظر اقتصادی برق خورشیدی اختلاف کمتری را با استفاده از برق شبکه نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  1.                   Roshan, G., R. Oji, and S. Attia, Projecting the impact of climate change on design recommendations for residential buildings in Iran. Building and Environment, 2019. 155: p. 283-297.

    1.             2.   Marilena, M., et al., Fossil CO2 emissions of all world countries - 2018 Report. Publications Office of the European Union, 2019.
    2.             3.   Khavarian-Garmsir, A.R., et al., Climate change and environmental degradation and the drivers of migration in the context of shrinking cities: A case study of Khuzestan province, Iran. Sustainable Cities and Society, 2019. 47: p. 101480.
    3.             4.   Kim, B.-j., et al., Evaluation of the environmental performance of sc-Si and mc-Si PV systems in Korea. Solar Energy, 2014. 99: p. 100-114.
    4.             5.   Hou, G., et al., Life cycle assessment of grid-connected photovoltaic power generation from crystalline silicon solar modules in China. Applied Energy, 2016. 164: p. 882-890.
    5.             6.   Luo, W., et al., A comparative life-cycle assessment of photovoltaic electricity generation in Singapore by multicrystalline silicon technologies. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2018. 174: p. 157-162.
    6.             7.   Ministry of Jihad-e-Agriculture, D.o.P.a.E., Information and Communication Technology Center, Agricultural Statistics, Volume 1. 2017.
    7.             8.   Ministry of Jihad-e-Agriculture, D.o.P.a.E., Information and Communication Technology Center, Agricultural Statistics, Volume 3. 2017.
    8.             9.   Company, I.W.R.M., The Water Level of Observation Wells. 2017.

                10. Company, I.W.R.M., National Census Report of Groundwater Resources (The Second Stage 2009-2013). 2013.

                11. Tavanir, Rural Electricity Statistics in Year 2017. Department of Human Resources and Research, 2018.

                12. Tavanir, Rural Electricity Statistics in Year 2016. Department of Human Resources and Research, 2017.

                13. Agency), I.I.R.E., Renewable Power Generation Costs in 2017. 2017.

                14. Tavanir, Statistical Report On 51 Years Of Activities of Iran Electric Power Industry (1967-2017). 2019.

                15. I.R.IRAN, M.o.E.o., Energy Balances (1987-2015). Power and Energy Planning Department, 2019.

                16. Firouzjah, K.G., Assessment of small-scale solar PV systems in Iran: Regions priority, potentials and financial feasibility. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018. 94: p. 267-274.

                17. Bakhshi, R. and J. Sadeh, Economic evaluation of grid–connected photovoltaic systems viability under a new dynamic feed–in tariff scheme: A case study in Iran. Renewable Energy, 2018. 119: p. 354-364.

                18. Farahi, S. and F. Fazelpour, Techno‐economic assessment of employing hybrid power system for residential, public, and commercial buildings in different climatic conditions of Iran. Environmental Progress & Sustainable Energy, 2018.

                19. Diab, F., et al., An environmentally friendly factory in Egypt based on hybrid photovoltaic/wind/diesel/battery system. Journal of Cleaner Production, 2016. 112: p. 3884-3894.

                20. Fazelpour, F., N. Soltani, and M.A. Rosen, Economic analysis of standalone hybrid energy systems for application in Tehran, Iran. International Journal of Hydrogen Energy, 2016. 41(19): p. 7732-7743.

                21. Haratian, M., et al., A renewable energy solution for stand-alone power generation: A case study of KhshU Site-Iran. Renewable Energy, 2018. 125: p. 926-935.

                22. Hosseinalizadeh, R., et al., Economic sizing of a hybrid (PV–WT–FC) renewable energy system (HRES) for stand-alone usages by an optimization-simulation model: case study of Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016. 54: p. 139-150.

                23. Mostafaeipour, A., M. Qolipour, and K. Mohammadi, Evaluation of installing photovoltaic plants using a hybrid approach for Khuzestan province, Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016. 60: p. 60-74.

                24. Prices, G.P., website: www.globalpetrolprices.ir. 2018.

                25. Ito, M., et al., A comparative study on life cycle analysis of 20 different PV modules installed at the Hokuto mega-solar plant. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 2011. 19(7): p. 878-886.

                26. Fthenakis, V., et al. Life cycle analysis of high-performance monocrystalline silicon photovoltaic systems: energy payback times and net energy production value. in 27th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition. 2012.

                27. Yue, D., F. You, and S.B. Darling, Domestic and overseas manufacturing scenarios of silicon-based photovoltaics: Life cycle energy and environmental comparative analysis. Solar Energy, 2014. 105: p. 669-678.

                28. Fu, Y., X. Liu, and Z. Yuan, Life-cycle assessment of multi-crystalline photovoltaic (PV) systems in China. Journal of Cleaner Production, 2015. 86: p. 180-190.

                29. Rajaeifar, M.A., et al., Electricity generation and GHG emission reduction potentials through different municipal solid waste management technologies: A comparative review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2017. 79: p. 414-439.

                30. Kazemi, H., et al., Estimation of greenhouse gas (GHG) emission and energy use efficiency (EUE) analysis in rainfed canola production (case study: Golestan province, Iran). Energy, 2016. 116: p. 694-700.

دوره 6، شماره 2
تیر 1398
صفحه 519-531
  • تاریخ دریافت: 01 دی 1397
  • تاریخ بازنگری: 30 فروردین 1398
  • تاریخ پذیرش: 30 فروردین 1398
  • تاریخ اولین انتشار: 01 تیر 1398
  • تاریخ انتشار: 01 تیر 1398