تحلیل روند مصرف انرژی و تکنولوژی‌های استحصال آب کشور و بررسی جایگزینی برق خورشیدی

محجوب, امیرعلی; نوراللهی, یونس

doi:10.22059/ije.2021.314883.1439

تحلیل روند مصرف انرژی و تکنولوژی‌های استحصال آب کشور و بررسی جایگزینی برق خورشیدی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

امیرعلی محجوب ¹

یونس نوراللهی ²

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی سیستم‌های انرژی، گروه انرژی‏های نو و تجدید‌پذیر، دانشکدۀ علوم و فنون، دانشگاه تهران، تهران، ایران

² دانشیار، گروه انرژی‏های نو و تجدید‌پذیر، دانشکدۀ علوم و فنون، دانشگاه تهران، تهران، ایران

10.22059/ije.2021.314883.1439

چکیده

کشور ایران سالیان زیادی است که از مشکل کم‏آبی و باران‏های ناکافی رنج می‏برد. با توجه به این موضوع، ایرانیان برای دستیابی به آب مناسب برای کشاورزی، به احداث چاه‏های کشاورزی روی آورده‌اند. با پیشرفت تکنولوژی و پیدایش برق و موتور‏های برقی، استفاده و حفر چاه‏های کشاورزی شکل تازه‌ای به خود گرفته است. امروزه در سراسر ایران مشاهده می‏شود که با استفاده از تکنولوژی‏های مختلف، چاه‏هایی با عمق‏های عمیق و نیمه‌عمیق فراوانی در سراسر کشور حفر شده که در کنار مزایای آن، برای کشاورزان مشکلات زیادی نیز از منظر اثرات زیست‌محیطی بر سفره‌های آب زیرزمینی به بار می‏آورند. در سال 1396 مصرف برق در این حوزه چیزی حدود 37285 گیگاوات ساعت و 15 درصد از برق کل کشور است که مقدار زیادی را نشان می‏دهد. نکتۀ مهم دیگر‌، اینکه این مقدار در سال‏های اخیر رشد زیادی داشته، به صورتی‏ که این عدد از 11079 گیگاوات ساعت یا 8/10 درصد در سال 1380 ‌به 37285 در سال 1396 رسیده است. با توجه به این موضوع، در پژوهش حاضر به چگونگی وضعیت چاه‏های کشاورزی ایران و پیشنهادهایی برای کاهش این میزان انرژی مصرفی پرداخته شده است. در این راستا، روش‏های کاهش مصرف سیستم‏های آبیاری کشاورزی، بهبود عملکرد و یا استفاده از پمپ دیزلی و یا برق خورشیدی به کمک نرم‌افزار PVsyst بررسی می‏شود. این تحلیل بر اساس 5 حوضۀ اصلی آبخیز کشور صورت می‏گیرد.

کلیدواژه‌ها

برق فتوولتاییک

پمپ دیزلی

چاه کشاورزی

مصرف برق

موضوعات

منابع آبهای زیر زمینی

Bekhet HA, Abdullah A. Energy use in agriculture sector: input-output analysis. Int Bus Res. 2010;3(3):111.
Schnepf RD. Energy use in agriculture: Background and issues. In: Congressional Information Service, Library of Congress; 2004.
Uhlin H-E. Why energy productivity is increasing: an IO analysis of Swedish agriculture. Agric Syst. 1998;56(4):443-465.
Esengun K, Erdal G, Gündüz O, Erdal H. An economic analysis and energy use in stake-tomato production in Tokat province of Turkey. Renew energy. 2007;32(11):1873-1881.
Energy balance sheet, Office of Planning and Macroeconomics of Electricity and Energy of Iran. 1396[Persian]
Investigating the situation of energy consumption in the agricultural sector. Ministry of Islamic Jihad 1396 [Persian]
Arezo Bagherzadeh. An overview of electricity consumption trends in the agricultural sector. 1396. [Persian]
Statistical Yearbook. National Statistics Center. 1395. [Persian]
Report on the condition of the country's wells. Ministry of Power. [Persian]
Well condition report. Statistics and reporting system. wrs.wrm.ir › amar[Persian]
Hanze Noor. Assessing the trend of groundwater consumption and its current situation in Iran. 1395. [Persian]
Mahboubeh Zeraatzadeh, Mojtaba Samareh Akbar, Seyed Mahmoud Attari, Alireza Bamri ,Investigating the effects of electrification of agricultural wells in the distribution network. [Persian]
De Silva CS. Regulation of Shallow Groundwater Resources in Hard Rock Areas of Sri Lanka. (Pathmarajah S, ed.). Agricultural Engineering Society of Sri Lanka (AESSL); 2002.
Çalisir S. The evaluation of performance and energy usage in submersible deep well irrigation pumping plants. Agric Mech ASIA AFRICA Lat Am. 2007;38(1):9.
David J. Molden, R. Sakthivadivel CJP, Fraiture and C de. Indicators for Comparing Performance of Irrigated Agricultural Systems. Vol 42.; 2005. doi:10.1017/CBO9781107415324.004
Wright J. Cost Comparison of Alternative Irrigation Systems. 1981:10-11.
Caswell MF, Zilberman D. The Effects of Well Depth and Land Quality on the Choice of Irrigation Technology. Am J Agric Econ. 1986;68(4):798-811. doi:10.2307/1242126
Eker B. solar powered water pumping system - Google Search. Trakia J Sci. 2005;3(7):6-11. https://www.google.com.ng/search?q=solar+powered+water+pumping+system&rlz=1C1CHBD_enNG821NG823&oq=Solar+powered+water+pumping+&aqs=chrome.0.0j69i57j0l4.13337j0j7&sourceid=chrome&ie=UTF-8.
Al-Smairan M. Application of photovoltaic array for pumping water as an alternative to diesel engines in Jordan Badia, Tall Hassan station: Case study. Renew Sustain Energy Rev. 2012;16(7):4500-4507. doi:10.1016/j.rser.2012.04.033
Abu-Aligah M. Design of photovoltaic water pumping system and compare it with diesel powered pump. Jordan J Mech Ind Eng. 2011;5(3):273-280.
Jones MA, Odeh I, Haddad M, Mohammad AH, Quinn JC. Economic analysis of photovoltaic (PV) powered water pumping and desalination without energy storage for agriculture. Desalination. 2016;387:35-45. doi:10.1016/j.desal.2016.02.035

Tiwari AK, Kalamkar VR. Effects of total head and solar radiation on the performance of solar water pumping system. Renew Energy. 2018;118:919-927. doi:10.1016/j.renene.2017.11.004
Rehman S, Sahin AZ. Performance comparison of diesel and solar photovoltaic power systems for water pumping in Saudi Arabia. Int J Green Energy. 2015;12(7):702-71۳/ doi:10.1080/15435075.2014.884498
Roblin S. Solar-powered irrigation: A solution to water management in agriculture? Renew Energy Focus. 2016;17(5):205-206. doi:10.1016/j.ref.2016.08.013
Mahmoud E, El Nather H. Renewable energy and sustainable developments in Egypt: photovoltaic water pumping in remote areas. Appl Energy. 2003;74(1-2):141-147.
Purohit P, Kandpal TC. Solar photovoltaic water pumping in India: a financial evaluation. Int J Ambient Energy. 2005;26(3):135-146.
Odeh I, Yohanis YG, Norton B. Economic viability of photovoltaic water pumping systems. Sol energy. 2006;80(7):850-860.
Kordab M. Priority option of photovoltaic systems for water pumping in rural areas in ESCWA member countries. Desalination. 2007;209(1-3):73-77.

Meah K, Fletcher S, Ula S. Solar photovoltaic water pumping for remote locations. Renew Sustain Energy Rev. 2008;12(2):472-487.
Journal 310 of the Office of Engineering and Water and ABFA Standards with the title of instructions for classification and coding of catchments and study areas in the country. [Persian]
Morteza Aeen. Plan to increase the energy efficiency of agricultural wells by using the budget resources of Article 12 of the Constitution to remove barriers to competitive production [Persian]
Mohsen Jabbar, Mohammad Akbari Sayar, Mehdi Rafiei, Saeed Mahzab Torabi. Review the program of electrification of agricultural wells and present programs to improve energy efficiency [Persian]
Information and data of agricultural pumps. https://www.energyinformation.ir/energydatas/2014-01-07-16-29-40/2014-01-01-21-13-09/2014-01-01-21-36-41/964-2018-04-25-10-08-29[Persian]
Energy audit and establishment of energy management unit in agriculture and horticulture, energy consumption optimization management in industry, fuel consumption optimization company. 1385. [Persian]