Document Type : Research Paper
Authors
1 Head of Irrigation and Drainage Engineering Research Division. Agricultural Engineering Research Institute. karaj. Iran
2 Assistant Professor of Agricultural Economic Researches, Seed and Plant Improvement Research Institute (SPII), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
Abstract
The present research was conducted in 2017 with the aim of investigating the possibility of using solar energy (photovoltaic systems) compared to energy from national network of electricity in three irrigation systems of Tape, Center pivot, and Fixed classical sprinkler irrigation in Alborz province. At first, 2 dominant crops in the region (wheat and maize) were identified and the water requirement of these crops was determined under Karaj conditions. Then, the energy needed to supply the necessary power in each of the irrigation systems using the electricity network and solar power was determined. Afterwards, the number of solar panels needed to supply this amount of energy and the initial cost for the construction of the solar system was examined, as well as the costs of using the electricity network. Then, by evaluating the crops yield performance in the region and its economic value, the profitability of the products was determined in the region. The t-test was used to determine the difference between the mean cost and revenue or profit of the systems statistically. According to the economic results in the analysis period, in network electricity with irrigation systems of Fixed classical sprinkler, Center pivot, and Tape irrigation, net present value was estimated as 753.7, 770.3, and 1212.2 Iraniak million Rials, and benefit cost ratio in these systems was estimated at 1.64, 1.67 and 2.1. In solar system with irrigation systems of Fixed classical sprinkler, Center pivot, and Tape irrigation, net present value was estimated as 322.6 , 713, and 988.8 Iraniak million Rials, and benefit cost ratio in these systems was estimated at 1.2, 1.59, and 1.73. Therefore, based on profitability indices, national power network with drip irrigation system treatment is recommended as the better treatment.
Keywords
Main Subjects
- باغانی، ج. 1396. امکانسنجی استفاده از انرژیهای نو در سامانه آبیاری تحت فشار. گزارش نهایی مصوب موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، 94 صفحه.
- بای، ن. 1394. چشم‌انداز انرژی جهان در افق سال‌های ۲۰۳۵ و ۲۰۴۰ در آینده‌نگاری آژانس بین‌المللی انرژی(IEA) . ماهنامه عصر کیمیاگری. شماره 42.
- بی‌نام. 1388. معیار کارایی و معیاری برای روشهای آبیاری تحت فشار، قوانین طراحی برای روشهای آبیاری محلی. شرکت خدمات مهندسی آب و خاک، جلد 4 چاپ اول، صفحه 173.
- خمسه، م.، عالی، پ. و رجایی، م. 1392. طراحی و آزمایش پمپ خورشیدی فتوولتاییک برای سیستم آبیاری قطره‌ای. مجموعه مقالات دومین همایش ملی انرژی باد و خورشید، سوم اسفند، تهران.
- خیاطیان یزدی، م.ص.، فرتاش، ک. و قربانی، ا. 1399. تحلیلی تطور تاریخی توسعه فناوری سامانههای خورشیدی فتوولتائیک در ایران: رویکردی نهادی. مدیریت بهبود، دوره 14، شماره 1 (پیاپی 47)، صفحه 30-1.
- سازمان انرژیهای تجدیدپذیر و بهرهوری انرژی برق، ساتبا، http://www.satba.gov.ir/fa/aboutorganization
- سلطانی، غ.ر. 1387. اقتصاد مهندسی. انتشارات دانشگاه شیراز، چاپ یازدهم، 328 صفحه.
- سهرابی، ت. و پایدار، ز. 1384. اصول طراحی سامانههای آبیاری. موسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران.
- علیزاده، ا. و کمالی، غ. 1387. نیاز آبی گیاهان در ایران. انتشارات آستان قدس رضوی، چاپ دوم، مشهد، صفحه 228.
- فرجی سبکبار، ح.، پاک طینت مهدی آبادی، ه. رحیمی کیان، ا و عشورنژاد، غ. 1392. تناسب سنجی اراضی به منظور احداث مزارع فتوولتاییک به کمک تلفیق سامانههای جمع ساده وزنی و استنتاج فازی در ایران.. پژوهشهای جغرافیای طبیعی. 45(4): 45-60.
- فرقانی، ع. 1392. درآمدی بر تدوین نقشه راه نیروگاه خورشیدی در ایران. تهران، پژوهشکده توسعه تکنولوژی جهاد دانشگاهی، گروه پژوهشی مهندسی صنایع.
- قدمی فیروزآبادی، ع.، چایچی، م. و سیدان، س. م. 1396. اثر سامانههای آبیاری بر عملکرد و بهرهوری آب سه ژنوتیپ گندم و ارزیابی اقتصادی آنها در همدان. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 31(2): 149-139.
- کوهزاد، ع.، ایمانی و.، بابکی، ت. و مسعودی، ح. 1392. استفاده از انرژی خورشیدی جهت انتقال آب شرب. شانزدهمین همایش ملی بهداشت محیط ایران، چهارم اسفندماه، تهران.
- نادری، ن.، قدمی فیروزآبادی، ع. و فرومدی، م.ص. 1397. ارزیابی سامانههای مختلف آبیاری بارانی در شرایط مزرعه. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 32(3): 439-429.
- Ayers, R.S. and D.W. Westcot. 1994. Water Quality for Agriculture. Irrigation and Drainage Paper No. 29, FAO
- Celik, A.N. 2006. Present status of photovoltaic energy in Turkey and life cycle techno- economic analysis of a grid-connected photovoltaic-house. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 10: 370-387.
- Charabi, Y. and A. Gastli. 2011. PV site suitability analysis using GIS-based spatial fuzzy multi- criteria evaluation, Renewable Energy. 36(9): 2554-2561.
- Djurdjevic, D.Z. 2011. Perspectives and assessment solar PV power engineering in the Republic of Serbia. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(5): 2431-2446.
- Hamidat, A., Benyoucef, B. and Hartani, T. 2003. Small-scale irrigation with photovoltaic water pumping system in Sahara regions. Renew. Energy. 28, 1081-1096.
- http://www.alborz-met.ir/
- http://www.fao.org/news/story/en/item/1114618/icode/
- Kabir, E., Kumar, P.,Kumar, S., Adelodun, A.A. and Kim, K.h. 2018. Solar energy: Potential and future prospects. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 82, Part 1, February 2018, Pages 894-900
- Lui, B.L.S. 2005. Trial Use of Solar Power Automatic Irrigation System. Geo Report No. 194. Geotechnical Engineering Office. Civil Engineering and Development Department. Hong Kong.
- Moral, F.J., López Rodríguez, F., Cuadros, F. and Ruiz Celma, A. 2009. Computer-assisted sizing of photovoltaic systems for drip irrigation of olive orchards in semi-arid climate. Spanish Journal of Agricultural Research, 7(3): 503-512.
- Sampaio, P. and González, M. 2017. Photovoltaic solar energy: Conceptual framework. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 74, July 2017, Pages 590-601
- Vick, B.D. and Almas, L.K. 2010. Developing wind and/or solar powered crop irrigation systems for the Great Plains. Applied Engineering in Agriculture, 27(2): 235-245.
)