Pompage des eaux souterraines dans le désert grâce à l'énergie photovoltaïque et éolienne

Des chercheurs de l'Université d'Israël en Jordanie ont étudié la faisabilité d'un système de pompage d'eau alimenté par l'énergie solaire et éolienne. Dans le désert jordanien, les ressources en eau de surface limitées obligent les communautés à dépendre des sources d'eau souterraines pour l'irrigation agricole, l'irrigation du bétail et l'utilisation de l'eau à des fins résidentielles. Actuellement, la plupart des systèmes de pompage d'eau autonomes (WPS) de la région sont alimentés par des moteurs à combustion interne.

« Déterminer la faisabilité de divers Système hybride d'énergie renouvelable« Les options (HRES) pour alimenter un WPS constituent une étape importante qui pourrait apporter des avantages techniques et économiques significatifs », a déclaré l’équipe. « De plus, aucune étude spécifique n’a été réalisée pour évaluer la faisabilité de l’intégration d’un système d’énergie renouvelable entièrement hybride dans un WPS dans les régions désertiques et arides de Jordanie. »

L'étude de cas porte sur la consommation du WPS d'Al-Mudawwara. Al-Mudawwara est un petit village situé dans la partie orientale de la Jordanie, près de la frontière avec l'Arabie saoudite. La température varie de 4°C à 36,7°C tout au long de l'année et le rayonnement solaire mensuel moyen est de 3,79 kWh/m2/j en décembre et de 8,54 kWh/m2/j en juin. La vitesse mensuelle moyenne du vent varie de 6,29 m/s en octobre à 9,15 m/s en juin.

Le WPS utilise actuellement du carburant diesel avec une demande quotidienne de 40,71 kWh et un pic de 8,48 kWh. Afin de l'évaluer, HERS a été simulé dans le logiciel HOMER pour différents scénarios. Le premier scénario se compose d'un générateur diesel (DG) et d'une batterie (SB), le deuxième scénario se compose de PV et de SB, le troisième scénario se compose d'une combinaison de PV, DG et SB, et le quatrième scénario se compose d'une éolienne (WT), d'une DG et d'une SB. Le dernier scénario utilise une combinaison de PV, d'une WT et d'une SB.

Dans tous les scénarios, le PV est monocristallin, de 315 W, et a un rendement de 19 %. L'éolienne a une puissance nominale de 10 000 W et les batteries ont une capacité de 3 000 Ah. Le système d'onduleur est évalué à 5 kW et dispose d'un alternateur de 12,5 kW. Le système a été optimisé pour déterminer le coût le plus bas par kWh d'énergie produite.

Le système optimal se compose de 33 panneaux solaires totalisant 10,18 kW, d'un wattmètre de 10 kW, de 8 batteries et de 3 onduleurs.

Le système avait un coût énergétique (CoE) de 0,241 USD/kWh, une période de récupération de 6,67 ans et un coût de la valeur actuelle nette (CNP) de 59,611 USD. La mise en œuvre de l'option choisie entraîne l'élimination de toutes les émissions de GES, y compris le CO2. Selon l'analyse de sensibilité, un taux d'actualisation nominal de 6,5 % est approprié pour la réduction du CNP et du CoE. Le CoE obtenu se situe dans la fourchette typique de la région MENA. De plus, les HRES ont produit un CoE unitaire de 0,241 USD/kWh, ce qui se situe dans la fourchette moyenne.

Ils ont présenté leurs conclusions dans un article récent publié dans Environmental and Sustainability Indicators, « Etude de faisabilité de la combinaison de l'énergie solaire et éolienne pour alimenter un système de pompage d'eau dans le désert jordanien/village d'Al-Mudawwara”.