Home Page Projects and Consultancies Ultra-Low Energy Drip Irrigation for MENA Countries
MIRRA, MIT Team Up to Cut Energy in Drip Irrigation Systems By 50%
The collaborative efforts of Jordan-based Methods for Irrigation and Agriculture (MIRRA), Massachusetts Institute of Technology’s Global Engineering and Research (GEAR) Lab and India-based Jain Irrigation, Ltd. are underway with an initiative that could reduce the amount of energy required to irrigate crops by about 50 percent, allowing drip systems to run on low-pressure municipal water and pave the way for the introduction of low-cost, solar-powered drip irrigation.
The low-pressure “Drippers” could improve the performance of irrigation systems in the water-poor country of Jordan, where about half of the country’s water supply is used in irrigation, according to Jordan’s Ministry of Water and Irrigation’s 2016 report “National Water Strategy of Jordan 2016-2025”. As the project progresses, gaining an understanding of the types of crops used across the Middle East and North Africa region is to aid in creating a generalized technology to save energy, ensure less clogging regardless of the type of water used (surface water, treated wastewater, etc.), and standardize quality.
“This will have major ramifications to farmers who currently use diesel pumps, cutting their fuel bill and emissions in half,” according to the project proposal. “Although on-grid farmers in Jordan receive subsidized electricity, our technology will drastically reduce the agricultural energy costs to the government, and the pollution created by energy production through sources like coal. Furthermore, our ultra- low energy drip irrigation technology may enable municipal water utilities to supply water at a lower pressure, further reducing pumping energy costs.”
Currently farmers avoid using wastewater with drip irrigation systems because drippers are prone to clogging which can be avoided by installing filtration systems. “However, in Jordan, many farmers avoid using filtration systems because it lowers the pressure in the (irrigation) system,” Dr. Samer Talozi, MIRRA Board of Directors member and Associate Professor at the Jordan University of Science and Technology, said. “Therefore, we believe that the MIT’s ultra-low pressure emitters will allow Jordanian farmers to use drip irrigation with wastewater combined with a filtration system. This, however, must be tested in the field.”
The irrigation drippers have an activation pressure of 0.15 bar, which requires 50 percent less energy than existing products and will lower the capital cost of a solar-powered drip irrigation systems by about 42 percent, down to $1750/acre ($4323/hectare), according to the project proposal. Because the system would require less water to irrigate crops compared to flood irrigation, the anticipated payback period for solar-powered drip technology is 1-3 years in most MENA countries, according to a MIRRA report.
Between October and December 2016, MIRRA, operating as the research facilitator and coordinator of the project’s on-the-ground investigative role as an MIT sub-contractor in Jordan, recruited staff, visited potential project sites, and held discussions with MIT, International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA) and Jordan’s National Center for Agricultural Research and Extension (NCARE).
The dripper requires no changes in manufacturing, distribution, installation, and operation compared to existing products, while reducing the energy required irrigated by 50%.
As stated in the project proposal, “this knowledge (dripper performance at various flow rates) will form the backbone of education for the agricultural, academic, and policy communities about the merits of ultra-low pressure and power drip irrigation, and its impact on water and energy conservation.”
MIRRA Team
Click here for Annual Report
اضغط هنا للاطلاع على التقرير السنوي
نظام الري بالتنقيط قليل استهلاك الطاقة في مناطق الشرق الاوسط وشمال أفريقيا
ميرا ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) عملا كفريق واحد لتوفير استهلاك الطاقة في أنظمة الري بالتنقيط بنسبة 50%
الجهود التعاونية للمنظمة الاردنية الغير ربحية ميرا لتطوير اساليب الري والزراعة "”MIRRA, و معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا “MIT”,ومختبر البحوث “ GEAR “ وجين للري المحدودة ومقرها الهند “JAIN” بتنفيذ مشروع قادر على أن يقلل من كمية الطاقة اللازمة لري المحاصيل الزراعية بالتنقيط بنحو 50 في المائة, مما قد يؤدي بالمزارعين والجهات المختصة الى اعتماد أنظمة جديدة مبتكرة للري بالتنقيط بالضغط المنخفض وبتكاليف اقل والتي يمكن ايضا ان يتم تشغيلها باستخدام الطاقة الشمسية.
النقاطات المنخفضة الضغط قادرة على تحسين أداء نظم الري في الاردن والذي هو من أفقر بلدان العالم بالمياة و يستخدم نحو نصف مصادر المياه التي يملكها في الري ,وفقا لتقرير وزارة المياه والري في عام 2016 (الاستراتيجية الوطنية للمياه في الأردن 2016- 2025 ) واثناء سير هذا المشروع سوف يتم الحصول على معرفة وفهم أكثر عن أنواع المحاصيل المستخدمة في منطقة الشرق الاوسط وشمال أفريقيا الأنسب للأردن من أجل خلق تكنولوجيا يعتمد عليها في الري تحفظ الطاقة وتضمن عدم انسداد أنابيب الري بشكل مؤثر مهما كانت نوعية المياة المستخدمة في الري (مياة سطحية, مياة عادمة معالجة لاعادة الاستخدام , وما الى ذلك) .
بالتالي: سيكون لمثل هذه النظم آثار ايجابية كبيرة على المزارعين الذين يستخدمون المضخات التي تعمل على الديزل حاليا حيث سوف تنخفض فواتير الطاقة وتنخفض انبعاثات الغازات الدفيئة الى النصف وفقا لمقترح المشروع ,بالرغم من أن المزارعين يحصلون على الكهرباء من الشبكة بشكل مدعوم ,سوف تقلل هذه التكنولوجيا بشكل كبير من تكاليف الطاقة الزراعية للحكومة , والتلوث الناجم عن إنتاج الطاقة من خلال مصادر الوقود الاحفوري مثل الفحم. وعلاوة على ذلك فإن تكنولوجيا الري بالتنقيط منخفضة الطاقة هذه قد تمكن سلطة المياة من تزويد المياه بضغط أقل, مما يقلل من تكاليف الطاقة اللازمة لضخ المياة .
في الوقت الحالي، يتجنب المزارعون استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة في أنظمة الري بالتنقيط لأن النقاطات عرضة للانسداد, والتي من الممكن تجنبهاعن طريق تركيب أنظمة الفلترة. مع ذلك, يتجنب العديد من المزارعين في الاردن استخدام أنظمة الفلترة لانها تقلل من الضغط في نظام الري. د. سامر طلوزي , عضو مجلس إدارة ميرا وأستاذ مشارك في جامعة العلوم والتكنولوجيا الأردنية, قال ( وبالتالي, فإننا نعتقد أن نقاطات الضغط المنخفض للغاية من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ستسمح للمزارعين الأردنيين باستخدام مياه الصرف الصحي المعالجة في الري بالتنقيط جنبا إلى جنب مع نظام الفلترة ولكن هذا يجب اختباره في الميدان).
ويصل ضغط الري بالنقاطات الجديدة إلى 0.15 بار، وهو ما يتطلب طاقة أقل بنسبة 50 في المائة من النقاطات الحالية، وستنخفض التكلفة لأنظمة الري بالتنقيط التي تعمل بالطاقة الشمسية بنحو 42 في المائة, وصولا الى 1750 $ / فدان (4323 $ / هكتار), وفقا لمقترح المشروع, لأن النظام سوف يتطلب كميات أقل من المياه لري المحاصيل مقارنة بالري بالفيضانات, وأيضا فان فترة الاسترداد المتوقعة لتكنولوجيا التنقيط التي تعمل بالطاقة الشمسية هي 1- 3 سنوات في معظم بلدان منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا, وفقا لتقرير ميرا.
بين أكتوبر وديسمبر 2016, ميرا عملت كمنسق للبحوث ومنسق لدور المشروع على أرض الواقع كمقاول فرعي مع معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الاردن وقام الموظفين المعينين بزيارة مواقع المشاريع المحتملة واجراء جميع عمليات التواصل اللازمة مع كل من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا , المركز الدولي للبحوث الزراعية في المناطق الجافة (ICARDA) والمركز الوطني للبحث والإرشاد الزراعي في الأردن (NCARE).
النقاطات الجديدة لا تتطلب أي تغييرات جذرية في التصنيع , التوزيع, التركيب , والتشغيل مقارنة بالمنتجات الحالية , ولكن مصممة بطريقة قادرة على خفض الطاقة اللازمة للري بنسبة 50%.
كما جاء في مقترح المشروع أن هذه المعرفة التي سيتم اقتباسها عن أداء هذه النقاطات و تأثيرها على معدلات التدفق المختلفة سوف تشكل العمود الفقري للتعليم في الزراعة والدراسات الاكاديمية حول مزايا نقاطات الضغط المنخفض جدا وأُثرها في الحفاظ على المياه والطاقة.
فريق ميرا
