دستیابی به دانش فنی تامین انرژی هیبرید (خورشیدی-بادی) برای صرفه جویی در انرژی فسیلی-برقی مصرفی پمپ های آب کشاورزی

در سال های اخیر گرایش به سمت برقی کردن چاه های کشاورزی و اتصال آنها به شبکه سراسری افزایش پیدا کرده است. در نگاه اول استفاده از انرژی برق در مقایسه با دیزل به عنوان یک انرژی اقتصادی و پاک تلقی شده، در حالی که با ارزیابی عمیق تر متوجه می شویم که اثرات زیست محیطی تولید انرژی برق کاملا نادیده گرفته شده است. بنابر این پمپاژ آب از چاه های کشاورزی با استفاده از شبکه های توزیع برق نه تنها ممکن است صرفه اقتصادی نداشته باشد بلکه موجب آلودگی محیط زیست گردد. لذا به کارگیری سامانه های انرژی تجدیدپذیر به مانند سامانه های فتوولتاییک و توربین های بادی و یا تلفیقی از آنها می تواند مصرف برق الکتروپمپ ها را از شبکه سراسری برق کاهش داده و در ضمن افزایش بهره وری، اثرات تخریبی استفاده از سوخت های فسیلی را کاهش دهد. هم اکنون شبیه سازی یکی از ابزارهای کاربردی در طراحی و ارزیابی سامانه های انرژی تجدیدپذیر است. در این پروژه، پتانسیل کاربرد سامانه های انرژی تجدیدپذیر با در نظر گرفتن محاسبات مهندسی، اقتصادی و زیست محیطی برای الکتروپمپ های کشاورزی مورد بررسی قرار گرفت. آمار مربوط به الکتروپمپ های کشور به تفکیک استان از وزرات جهاد کشاورزی تهیه شده و میانگین وزنی توان مورد نیاز بر هر استان محاسبه گردید. نوع محصولات کشت شده در مناطق مورد نظر و نیز سطح زیر کشت آنها از آمار منتشره توسط وزرات جهاد کشاورزی استخراج گردید. ساعت کاری الکتروپمپ ها با استفاده از نیاز آبی گیاهان (نرم افزار ‭Netwat) ‬در ماه های مختلف سال و با در نظر گرفتن محصولات کشت شده در هر منطقه و سطح زیر کشت محاسبه گردید. قیمت تجهیزات مورد نیاز برای سامانه مورد نظر از مقالات معتبر بین المللی استخراج شد. برای ارزیابی اولیه، ابتدا 9 مرکز استان شامل بندرعباس، بوشهر، تهران، تبریز، اصفهان، زاهدان، همدان، مشهد و کرمان در نظر گرفته شده و داده های مربوط به این شهرها از نرم افزار ‭TRNSYS ‬استخراج گردید. داده های سرعت باد جهت بدست آوردن ضرایب مدل ویبول و اثر ارتفاع در نرم افزار ‭MATLAB ‬مورد تحلیل قرار گرفتند و نیز داده های مربوط به تابش خورشید به تفکیک ماه-های مختلف سال از نرم افزار استخراج گردید. سپس از نرم افزار ‭HOMER ‬جهت شبیه سازی، ارزیابی اقتصادی و زیست محیطی سامانه استفاده گردید. نتایج اولیه نشان داد که پانل های فتوولتاییک تاثیر مهمی روی برق تولیدی از سامانه نداشته و برای نصب توربین های بادی مناطقی با پتانسیل باد بیشتری را باید جستجو کرد. لذا در فاز دوم داده های مربوط به 3 منطقه نسبتا بادخیز از سازمان انرژی ها نو ایران تهیه شده و به همان ترتیب قبلی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج فاز دوم نسبتا قابل قبول بوده ولی همچنان برای نصب این سامانه ها باید مناطق بادخیرتری را پیدا کرد. در فاز سوم با استفاده از داده های فرضی، این نتیجه حاصل شد که برای اقتصادی بودن توربین های بادی بدون در نظر گرفتن جرایم آلایندگی، حداقل میانگین سالانه سرعت باد باید ‮‭7/6‬ متر برثانیه باشد و سامانه های فتوولتاییک به دلیل قیمت نسبتا بالا و بازده پایین از لحاظ اقتصادی به صرفه نمی باشند. کلمات کلیدی: پانل های فتوولتاییک، توربین های بادی، الکتروپمپ های کشاورزی، سامانه های هیبرید خورشیدی بادی، جرایم آلایندگی