بررسی بازده، میزان انرژی مصرفی و کارایی مصرف آب در ایستگاه‌های پمپاژ برقی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار پژوهش، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی همدان

چکیده

رشد سریع تقاضای آب و انرژی و محدودیت این منابع، ضرورت استفاده مطلوب از آن‌ها را می­طلبد. مدیریت مناسب استفاده از این منابع بدون اطلاع از میزان و راندمان مصرف این نهاده­ها مقدور نیست. از این رو این پژوهش به منظور بررسی میزان مصرف آب و انرژی، تلفات و راندمان انرژی در ایستگاه­های پمپاژ برقی طی سال­های 1388 تا 1390 در شهرستان همدان انجام شد.‌ برای مقایسه عملکرد ایستگاه­های پمپاژ آبیاری، معیار پمپاژ نبراسکا به­کار برده شد. میزان توان ورودی، توان خروجی، راندمان کل انرژی و کارایی مصرف آب در ایستگاه­های پمپاژ آبیاری محاسبه شد. نتایج نشان داد که میزان راندمان کل از 7/16 تا 8/65 درصد متغیر بود. متوسط راندمان کل و انرژی تلف شده در ایستگاه‌های پمپاژ برقی به­ترتیب 8/49 درصد و 7/8 کیلو‌وات در ساعت محاسبه شد. میانگین کارایی مصرف آب در مزارع سیب­زمینی در دو سیستم نشتی و بارانی به‌ترتیب ترتیب 1/3 و 2/6 کیلوگرم محصول خشک بر متر‌مکعب محاسبه شد. سیستم آبیاری بارانی با کاهش 3/24 درصدی در مصرف آب باعث افزایش 100 درصدی در کارایی مصرف آب نسبت به سیستم آبیاری نشتی شده بود. عواملی نظیر انتخاب پمپ و موتور متناسب با ظرفیت و فشار سیستم، تعمیر و نگهداری صحیح پمپ­ها و موتورها، اجرای فونداسیون مناسب و صلب می­تواند باعث بهبود راندمان انرژی شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of energy efficiency, energy consumption and water use efficiency in Electrical pumping stations

نویسنده [English]

  • Ali Ghadamifiroozabadi
چکیده [English]

Optimum use of water and energy due to the rapid growth in water and energy demand and limitations of these resources is essential. The proper use of these resources without the knowledge of the use and efficiency of these inputs is not possible. This study aimed to evaluate the water and energy consumption, Losses and efficiency of energy for Electric pumping stations was conducted in Hamadan city farms during the 2009 to 2011. Pumping Nebraska index was applied to compare the performance of irrigation pumping stations. Also the input power, output power and total energy efficiency were calculated in pumping stations. The results showed that the total efficiency changed from 16.7 to 65.8 percent. The average of total efficiency and wasted energy of an electric pump was calculated about 49.8 percent and 8.7 KW per hour respectively. Average water use efficiency in Potato fields in the furrow and sprinkler systems was 3.1 and 6.2 kg/m3 respectively. Factors such as proper selection of pumps and engine according to the capacity and system pressure, the Proper repair and maintenance of pumps and motors can increase energy efficiency.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Key words: Energy Efficiency
  • Irrigation Systems
  • Motor Pump
  • Potato
  • Water Use Efficiency

گیرد.

 

 

منابع

اسلامی، ا.، ل. شفیعی و ن. حیدری .1384. تعیین الگوی کشت محصولات مختلف زراعی در بردسیر کرمان بر اساس شاخص کارایی ریالی مصرف آب. پنجمین کنفرانس دو سالانه اقتصاد کشاورزی ایران. دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان. 10 صفحه.

امین، س و ع. ر. سپاسخواه .1375. بررسی اتلاف انرژی پمپاژ آب آبیاری مزارع اطراف شیراز. گزارش نهایی طرح پژوهشی . دانشگاه شیراز . 40 صفحه.

بهرامی بوانی، ن.، ه. بهرامیان، ن. نصیریان و ا. سلطانی محمدی. 1393. تحلیل مقایسه­ای بهره­وری انرژی و راندمان کاربرد آب در سامانه­های آبیاری تحت فشار و سطحی مطالعه موردی: تولید گندم در شهرستان اهواز. ویژه‌نامه نشریه دانش کشاورزی و تولید پایدار. ص 152-141.

حیدری،‌ ن و ا. حقایقی. 1380. کارایی‌ مصرف‌ آب ‌آبیاری ‌محصولات عمده‌‌ مناطق ‌مختلف ‌کشور.‌‌ گزارشی ‌جهت ارایه به معاونت زراعت وزارت کشاورزی، مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، کرج.

حیدری، ن. 1390. تعیین و ارزیابی شاخص کارایی مصرف آب محصولات زراعی تحت مدیریت کشاورزان درکشور. مدیریت آب و آبیاری. 1( 2): 57-43.

رضوانی م.، ع. م، جعفری و س، امین. 1389. بررسی بازده و مصرف انرژی در ایستگاه­های پمپاژ آبیاری بارانی برخی مزارع استان همدان. تحقیقات مهندسی کشاورزی، جلد 11(4): 34-19.

رضوانی، س. م.، م، فرزام نیا و س، امین. 1386. ارزیابی بازده و مصرف انرژی ایستگاه پمپاژ آبیاری تحت فشار در برخی از مزارع استان‌های کرمان و همدان، همایش علمی برنامه ملی آبیاری تحت فشار و توسعه پایدار.196-183.

سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور. 1383. ضوابط و معیار های فنی آبیاری تحت فشار (طراحی). نشریه شماره 286. 233 صفحه.

سالمی ح. ر.، ع. ر. نیکوئی، س. م. رضوانی و ع .م. جعفری. 1384. ارزیابی فنی و اقتصادی سیستم‌های آبیاری بارانی اجرا شده در مزارع سیب زمینی در استان‌های اصفهان و همدان. گزارش نهایی پژوهشی. مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی همدان. شماره ثبت 401/84.

شهرستانی، ح. 1393. سازماندهی و مدیریت مصرف بهینه آب در بخش کشاورزی. فصلنامه نظام مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی. 12(45): 41-37.

قدمی فیروزآبادی، ع و ن. حیدری. 1383. بررسی حجم آب مصرفی و عملکرد محصول سیب‌زمینی. تحت سیستم آبیاری بارانی. کارگاه فنی آبیاری بارانی (توانمندی‌ها و چالش‌ها). کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران. کرج. 40-31.

قدمی فیروزآبادی، ع و س. م. ‌سیدان. 1385. ارزیابی فنی و اقتصادی مصرف آب در آبیاری سطحی سیب زمینی در منطقه بهار. گزارش نهایی پژوهشی. مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی همدان. شماره ثبت 1114/85. 40 صفحه.

قدمی فیروزآبادی، ع.، س. م. سیدان و ف. عباسی. 1389. ارزیابی فنی ‌و اقتصادی آبیاری با لوله‌های کم فشار (هیدروفلوم) و مقایسه آن با آبیاری سنتی و بارانی. تحقیقات مهندسی کشاورزی، 11(2): 84-73.

قدمی فیروزآبادی، ع.، ح. دهقانی سانیج، م. خوشروش و س. م. سیدان. 1394. بررسی راندمان انرژی و مصرف آب در ایستگاه­های پمپاژ گازوئیلی. نشریه پژوهش آب در کشاورزی / ب / جلد 29 / شماره 3.

نظری، ب.، ع. لیاقت و م. پارسی­نِژاد. 1391. بررسی و تبیین مبانی تئوریک عوامل موثر بر میزان مصرف انرژی در سامانه­های آبیاری تحت فشار و مقایسه تحلیلی هزینه­های انرژی این سامانه­ها (مطالعه موردی استان قزوین). اولین کارگاه فنی و آموزشی آبیاری و انرژی.

Awari H.W and S. S. Hiwase. 2004. Effect of irrigation systems on growth and yield of potato. Annals of Plant Physiology, 8(2): 185-187.

Beheshti Tabar, I., A. Keyhani and S. Rafiee. 2010. Energy balance in Iran’s agronomy (1990–2006),

Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14: 849–855.

Chávez, J. L., D. Reich., J. C. Loftis and D. L. Miles. .2010. Irrigation pumping plant efficiency. Colorado State University Cooperative. Extension, 4. 712 p.

Comforti, P and M. Giampietro. 1997. Fossil energy use in agriculture: an international comparison. Agricultural Ecosystems Environment. 54: 231-243.

Darwish T., T. Atallah., M. Elkhatb and S. Hajasan. 2002. Impact of irrigation and fertigation on leaching and soil – ground water contamination in Lebanon. 17 Th wcss. 14-21 August. Thailand: 1-18.

Fippes, G and B. Neal. 1995. Texas irrigation pumping plant efficiency testing program. Department of Agricultural Engineering. Texas Agricultural Extension Service. College Station. TX. 122 p.

Heydari, N., A. Eslami., A. Ghadami., A. Kanoni., M. E. Asadi and M. H. Khajehabdollahi. 2005. Determination and evaluation of agricultural water use efficiency (WUE) In Iran. International Agricultural Engineering Conference, Bangkok, Thailand, 6-9 December 2005. 8 p.

Karimi, M., A. Rajabi Pour, A. Tabatabaeefar and A, Borghei. 2008. Energy Analysis of Sugarcane

Production in Plant Farms a Case Study in Debel Khazai Agro-industry in Iran, American-

Eurasian Journal of Agricultural.& Environmental Sciences, 4 (2): 165-171.

Moon, K. H., H. C. Lim and H. N. Hyun. 2006. Water use efficiency of potato between sprinkler and drip irrigation systems under field condition 18th word congress of soil science. P 9-15.

New L. L and A. D. Schneider. 1988. Irrigation pumping plant Efficiencies-High Plains and Trans-Pecos Areas of Texas. Publication MP-1643. Texas agricultural experiment station, Texas A & M university system, College station, TX. Available on http://www.nj.nrcs.usda.gov/technical/engineering/irrigation.html

Ortiz- Romero, J. N., J. M., Martinez, R. S., Martinez, J. M. T. Martinez-Benito. 2006. Set sprinkler irrigation and its cost. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 132:445-452.

26. Rogers D. H and D. Black. 1993. Evaluating pumping plant efficiency using on-farm fuel Bills. Irrigation management series. No. L-885.Kansas state university. 4p.

Semet O., E. Mehmet., O. Derya and C. Sevgi. 2005. Different irrigation Methods and Water stress effects on potato yield and yield components. Agricultural Water Management. 37: 37-86.

Smajstrla A. G., D. S. Harrison., J. M. Stanley and D. Z. Haman. 2005. Evaluating irrigation pumping systems. Agricultural Engineering Department. Fact Sheet AE-24. University of Florida. Gainesville.

Subrahmanyam S. K., S. Reddy and G. K. Mitra .1998. Energy use and its efficiency in Andra Pradesh Agriculture, Indian Agricultural Economics. 53(3): 265-274.

USDA. 1997. National irrigation handbook: Irrigation Guide. 128 p.

USDA. 2009. WQT03- Irrigation Pumping Plant Evaluation. 2 p.