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太陽能灌溉系統

  引用來源:印度Gujarat邦政府     彙整:劉雨蓁     點閱:356

問題在哪裡?

為了因應世界人口增加對糧食的需求,與氣候變遷造成的淡水源減少,使灌溉用水的需求逐漸增加。而糧食生產的灌溉水資源通常會因抽水馬達而耗費大量的電力或柴油,除了增加農民生產的花費外,更製造大量溫室氣體(green-house gas emissions, GHG),因此需要改善農業過程對整體環境氣候與經濟的不良影響。


採取的改善作為

利用太陽能作為灌溉馬達的能源,改善傳統灌溉馬達對電力與柴油的需求,同時擴大管理農業用水外,且能改善農業生產對氣候變遷所造成的衝擊,太陽能發電的同時,也有助於提高農民的經濟收益。

太陽能灌溉水系統(Solar powered irrigation systems, SPIS)是利用太陽能光電技術,將所吸收的太陽光能轉移成直流電或交流電供應給抽水馬達使用,並結合電子系統與智能化的軟體,進一步提高SPIS的功率、性能與整體效率(圖一)。

圖一、印度Jain灌溉系統公司太陽能灌溉系統配置圖。

(圖片來源:https://www.jains.com/Solar/Solar%20Pumping%20Systems.htm )


效果

全世界已有許多國家採用SPIS進行農業灌溉(圖二),且相較於傳統電力或柴油灌溉水馬達,利用SPIS可以有效降低約95-98%的GHG排放。

此外,以印度地區為例,利用SPIS能有效改善該地區政府對傳統農業灌溉的用電補助外,更能提高政府38%綠能發電的目標(圖三),同時減輕農業灌溉過程對環境的影響(圖四、圖五)。尤其在印度Gujarat邦政府,為提高農民對SPIS的接受度,提出補助60%的安裝費(中央政府和各邦政府共同支付),而農民僅需支付40%的安裝成本,不僅能穩定提供農民每日的灌溉用電,更提高農業生產與總收入(圖六)。

圖二、2018年世界採用太陽能灌溉系統的統計分佈。

(圖片來源:https://www.jains.com/Solar/Solar%20Pumping%20Systems.htm )

 

圖三、印度太陽能灌溉系統太陽能板田間放置情形。

(圖片來源:https://ccafs.cgiar.org/publications/evaluating-diverse-solar-irrigation-systems-their-scalability-india#.XQbc24gzaUl )

 

圖四、傳統柴油抽水馬達與太陽能灌溉系統分析。

(圖片來源:http://www.worldbank.org/en/news/infographic/2017/01/10/solar-water-pumping-ready-for-mainstreaming )

 

圖五、印度太陽能灌溉系統的效益分析。

(圖片來源:Garg, V. 2018. India: Vast Potential in Solar-Powered Irrigation. Institute for Energy Economic and Financial Analysis.http://ieefa.org/ieefa-report-vast-potential-in-india-for-solar-powered-irrigation/ )

 

圖六、2016年至2017年印度Dhundi公司太陽能灌溉系統效益分析。(IWMI:International Water Management Institute;MGVCL:Madhya Gujarat Vij Company Limited為當地配電公司)

(圖片來源:Shah, T., N. Durga, G.P. Rai, S. Verma, and R. Rathod. 2017. Promoting solar power as a remunerative crop. Economic & Political Weekly. 52(45):14-19.)


參考文獻


參考網址

1.https://ccafs.cgiar.org/publications/evaluating-diverse-solar-irrigation-systems-their-scalability-india#.XPDcrYgzaUk

2.https://www.skymetweather.com/content/agriculture-and-economy/solar-powered-pumps-to-end-indian-farmers-irrigation-woes-soon/

3.https://www.jains.com/Solar/Solar%20Pumping%20Systems.htm

4.https://www.business-standard.com/article/economy-policy/solar-irrigation-pumps-can-help-india-reach-38-of-its-green-energy-target-118081700946_1.html

5.https://wle.cgiar.org/content/%E2%80%98smart-solar-pump%E2%80%99-solution-gains-foothold-india


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