太陽能幫浦環境與節能兼顧,成本降 300% 又能防止綠洲荒漠化

作者 | 發布日期 2019 年 10 月 09 日 14:12 | 分類 太陽能 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


不管在哪個國家,水源、電力都是重要的日常生活與經濟發展必備要素,不過在資源相對匱乏的沙漠地區,用對方法取水、用電也是很重要的,對此最近有研究指出,如果用太陽能幫浦灌溉系統,將傳統抽水系統取而代之,將能有效減少 300% 以上的支出,並降低綠洲沙漠化的風險。

為了研究太陽能幫浦灌溉系統與傳統幫浦的差別,科學團隊在西非茅利塔尼亞(Mauritania)展開研究,其中茅國有大半土地屬撒哈拉沙漠,農業活動主要以畜牧業為大宗,耕地僅限於唯一河流——塞內加爾河沿岸及沙漠綠洲。

因此除了大河河畔,沙漠綠洲也是該國相當重要的經濟與生活來源之一,得滿足農業灌溉需求,只不過不良的灌溉方法可能會讓得來不易的綠洲荒漠化,同時也可能會默默提高耕地成本。

團隊研究環繞在種植椰棗的 Tawaz oasis,該綠洲平均日射量為每日每平方公尺 5.67 kWh,是個發展太陽能的好所在。而跟據科學家在《Science Direct》發表的論文,若是用太陽能幫浦系統,可有效降低荒漠化的機率,並進一步降低成本。

團隊根據需求與環境,研製出裝有 142KW 薄膜太陽能板的 8 台沉水泵(submersible pumps),可提供 80% 的用水量,另外水泵還附有 250 個體積為 4 立方公尺的玻璃纖維強化塑膠儲水槽,幫浦成本約為每立方公尺 0.2071 美元,與目前相比漸少 300%。

其中儲水箱容量約為歷年最高需求量的 25%,每個水箱能灌溉占地 1 公頃、種植 100 棵椰棗的耕地。

特別的是,跟一般電力、機械設備不同,若再加裝儲能系統,可能無助於提高太陽能幫浦運作效率。團隊表示,由於蒸發散量低,在清晨或下午日照不那麼強烈的時候,可以幫作物進行灌溉(這剛好也是最好的時機),而正常情況下,儲水箱經過 3 天的日照也不會影響水量。

團隊認為,太陽能幫浦系統能有效提高茅國的棗椰產量,並防止沙漠綠洲消失,也可以降低農民補充柴油與機械設備維修的成本,畢竟太陽能可謂近乎無窮盡的再生能源,裝設面板後就不再需要燃料,農民不需要千里迢迢把汽柴油運到椰棗耕地旁。

同樣的案例也可以在肯亞看見,先前美國新創廠商 SunCulture 也有為肯亞研發太陽能灌溉系統 AgroSolar Irrigation System,有效提高作物產量達 300%,並且能減少浪費 80% 水資源。

對於沙漠地區來說,綠洲除了是觀光、經濟來源,也是重要的環境指標,聯合國防治砂漠化公約(UNCCD)曾指出,土地劣化已經使世界經濟損失 10% 到 17%,UNCCD 也有跟國際再生能源機構(IRENA)簽署協議,希望能利用再生能源防治荒漠化。

IRENA 則認為,再生能源有助恢復和保護土地,對農業、社區發展也大有裨益。

(首圖來源:Flickr/Maria Pilar Etxebarria Public Domain Mark 1.0)

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