پمپ‌های کشاورزی و لزوم بهینه‌سازی مصرف انرژی در آن‌ها
کشاورزی به‌عنوان فرایند اصلی تولید غذا برای بشر، به شکلی ویژه وابسته به آب است و این عامل اصلی تولید در کشاورزی، اغلب توسط پمپ‌ها به زمین‌های کشاورزی می‌رسد.
به گزارش پایگاه خبری تاسیسات نیوز، پژوهشگران به‌منظور شناسایی عوامل مؤثر بر بهبود مصرف انرژی در این پمپ‌ها، پژوهشی را به انجام رسانده‌اند.
معمولاً اکثر مشکلات سامانه‌های انتقال و توزیع آب، در ایستگاه‌های پمپاژ بروز می‌کند.
مسائلی چون نوسانات ارتفاع آب در فصول مختلف، استهلاک بالای الکتروپمپ‌ها، عدم اعتماد به سرویس منظم و مرتب، نوسانات برق و عدم حفاظت موتورهای الکتریکی در مقابل آن‌ها، مصرف بالای انرژی، مصرف انرژی راکتیو، استهلاک خطوط انتقال و اتصالات مربوطه، عدم امکان مدیریت و کنترل متمرکز ایستگاه‌ها، مشکلات مربوط به کیفیت طراحی و کیفیت تجهیزات به‌کاررفته و شیوه بهره‌برداری، از مسائل عمده و قابل‌تأمل در ایستگاه‌های پمپاژ بوده است.
بیشتر بخوانید
با افزایش کاربرد پمپ‌ها در بخش کشاورزی (به‌ویژه با توسعه سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار در چند دهه اخیر)، بحث کنترل و تطبیق شرایط ایستگاه پمپاژ با مشخصات هیدرولیکی سامانه، به‌منظور افزایش بازده ایستگاه پمپاژ و مدیریت مصارف انرژی اهمیت زیادی یافته است.
در این میان ایستگاه پمپاژ مهم‌ترین بخش یک سامانه آبیاری و درواقع قلب آن محسوب شده که هرگونه ناکارآمدی در آن منجر به پایین آمدن بازده مجموعه خواهد شد.
عملکرد نامناسب ایستگاه پمپاژ در یک سامانه آبیاری، باعث افزایش مصرف انرژی، کاهش بازده، فرسودگی تجهیزات و تحمیل هزینه‌های اقتصادی مرتبط به بهره‌بردار خواهد شد.
در همین رابطه، پژوهشگرانی از پردیس کشاورزی دانشگاه تهران و سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی قزوین، مطالعه‌ای را انجام داده‌اند که در آن مفهوم بازده انرژی در ایستگاه‌های پمپاژ آب کشاورزی مورد بررسی قرار گرفته است.
در این تحقیق به‌منظور ارزیابی تأثیر منبع انرژی بر بازده ایستگاه پمپاژ، از معیار پمپاژ موسوم به «نبراسکا» استفاده شده است. معیار نبراسکا در ارزیابی بازده انرژی مصرفی ایستگاه‌های پمپاژ، به دو عامل توان تولیدشده و توان خارج‌شده از پمپ، به ازای واحد انرژی مصرفی وابسته است.
به‌علاوه در این تحقیق، منحنی مقاومت سامانه در طول یک دوره ۱۰ ساله بهره‌برداری از ایستگاه پمپاژ محاسبه شده است و پس از تعیین این منحنی و اخذ میزان ساعات کارکرد سالانه ایستگاه پمپاژ، پتانسیل تلفات انرژی با توجه به منحنی مشخصه پمپ و منحنی مقاومت سامانه تعیین شده است.
بر اساس نتایج به‌دست‌آمده از این پژوهش، مفهوم بازده انرژی، علاوه بر ارتباط دینامیک با سایر اجزای ایستگاه پمپاژ، خود نیز متأثر از سه بخش مجزا است.
این سه بخش شامل: ۱- بازده ذاتی کارکرد هیدرولیکی پمپ با توجه به مقادیر دبی و فشار در محل ایستگاه پمپاژ، ۲- بازده مصرف انرژی متأثر از تفاوت توان ورودی و خروجی به پمپ و ۳- پتانسیل تلفات بازده به دلیل تطبیق و یا عدم تطبیق منحنی مقاومت سامانه و منحنی مشخصه پمپ، هستند.
افشین یوسف گمرکچی، محقق بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان قزوین و همکارش در این خصوص می‌گویند: «نتایج ارزیابی مصارف انرژی نشان داد علاوه بر پایش وضعیت بهره‌برداری پمپ (ازنظر قرارگیری محدوده کارکرد پمپ در حوالی نقطه بهینه کارکرد) تلفات انرژی در تطبیق یا عدم تطبیق منحنی عملکرد پمپ و منحنی مقاومت سامانه نیز باید در نظر گرفته شود تا بتوان پتانسیل صرفه‌جوئی در مصارف انرژی را برآورد کرد چراکه طبق یافته‌ها، انتخاب ناصحیح پمپ، مقادیر قابل‌توجهی از تلفات انرژی در سامانه را به همراه داشته است».
آن‌ها می‌افزایند: «با توجه به اینکه انرژی مسئله مهمی است و برای تولید آن منابع زیادی مصرف می‌شود در مصرف آن در همه زمینه‌ها باید دقت لازم را داشته باشیم.
نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که باید پمپ مناسب را با توجه به هدفی که داریم و بر اساس استانداردها انتخاب کنیم تا نسبت به انرژی که مصرف می‌شود بازدهی لازم را هم داشته باشند».
این یافته‌ها، به‌صورت مقاله‌ای علمی پژوهشی در نشریه «آب و توسعه پایدار» که متعلق به دانشگاه فردوسی مشهد است، منتشر شده‌اند.
منبع
ایسنا