Basınçlı Sulama Sistemlerinin Enerji Verimliliği

Basınçlı sulama sistemleri (damla ve yağmurlama), suyu pompaj yoluyla belirli bir işletme basıncında iletir. Bu nedenle su verimliliği kadar enerji verimliliği de kritik bir performans göstergesidir. Enerji maliyetleri toplam sulama maliyetinin %25–40’ına kadar çıkabilmektedir.

Bu konu; hidrolik tasarım, pompa mühendisliği, elektrik enerjisi analizi ve tarım ekonomisi disiplinlerini kapsar.

1️⃣ Basınçlı Sulama Sistem Türleri
🌱 A) Damla Sulama

Düşük debi

Düşük işletme basıncı (≈ 0.8–1.5 bar)

Yüksek su kullanım etkinliği (%85–95)

🌾 B) Yağmurlama Sulama

Orta–yüksek basınç (2–5 bar)

Daha geniş alan kapsama

Buharlaşma kaybı daha yüksek

Enerji tüketimi doğrudan gerekli basınç ile ilişkilidir.

2️⃣ Enerji Tüketiminin Temel Hesabı

TDH arttıkça enerji tüketimi lineer olarak artar.

3️⃣ Enerji Verimliliğini Etkileyen Faktörler
⚙️ A) Pompa Verimi

Optimum çalışma noktası (BEP – Best Efficiency Point) dışında çalışmak enerji kaybına yol açar.

🧱 B) Boru Çapı ve Sürtünme Kaybı

Dar çap → yüksek hız → yüksek sürtünme → daha fazla enerji.

Hazen-Williams denklemi ile hesaplanır.

🔄 C) Basınç Regülasyonu

Aşırı basınç = gereksiz enerji tüketimi.

🔌 D) Elektrik Motor Verimi

IE3 ve IE4 sınıfı motorlar %3–7 enerji tasarrufu sağlar.

4️⃣ Damla vs Yağmurlama Enerji Karşılaştırması
Sistem Ortalama Basınç Enerji (kWh/ha) Su Verimliliği
Damla 1 bar Düşük Yüksek
Yağmurlama 3–4 bar Yüksek Orta

Damla sistemleri genellikle %30–50 daha az enerji tüketir.

5️⃣ Enerji Optimizasyon Stratejileri
🔄 1. Değişken Hız Sürücüsü (VFD)

Debiye göre motor hızını ayarlar.
%15–25 enerji tasarrufu sağlayabilir.

📏 2. Doğru Boru Çapı Seçimi

İlk yatırım artabilir ancak uzun vadede enerji tasarrufu sağlar.

🕒 3. Gece Sulaması

Daha düşük elektrik tarifesi

Daha az buharlaşma

☀️ 4. Güneş Enerjisi Entegrasyonu

Fotovoltaik sistem ile pompa beslemesi.

6️⃣ Güneş Enerjili Sulama Sistemleri

Avantaj:

Dizel maliyeti ortadan kalkar

Karbon emisyonu azalır

Türkiye’de özellikle Güneydoğu ve İç Anadolu için uygundur.

7️⃣ Büyük Ölçekli Sulama Projelerinde Enerji Verimliliği

Açık kanal sistemleri → basınçlı borulu sistem dönüşümü

Türkiye’de modernizasyon çalışmaları:

Devlet Su İşleri projeleri

Amaç:

Su kayıplarını azaltmak

Enerji randımanını artırmak

8️⃣ Enerji-Su-Verim İlişkisi

Enerji tüketimi azaltılırken:

Bitki su ihtiyacı karşılanmalı

Basınç dalgalanması önlenmeli

Stratejik ürünler:

Zea mays

Triticum aestivum

Yanlış basınç → düzensiz sulama → verim kaybı.

9️⃣ Karbon Ayak İzi Boyutu

Elektrik üretim kaynağına bağlı olarak sulama sistemlerinin karbon yoğunluğu değişir.

Yenilenebilir enerji kullanımı karbonu önemli ölçüde düşürür.