چکیده: در این رساله به مدل‌سازی سیستم پمپ خورشیدی بر اساس سیستم فتوولتائیک و تلفیق آن با سیستم آبیاری قطره‌ای به منظور آبیاری مزارع دور از شبکه برق به همراه آزمایشات تجربی و میدانی در اقلیم هوایی معتدل شمالی پرداخته شده است. کوپل نمودن پمپ خورشیدی به صفحات فتوولتاییک به صورت مستقیم و عدم استفاده از باتری باعث کاهش هزینه‌های سیستم شده، اما از سوی دیگر بهینه نمودن و انطباق نقطه کار پمپ و صفحات فتوولتاییک به خصوص در زمان اتصال به سیستم توزیع آبیاری قطره‌ای را پیچیده خواهد کرد. مدلی در این رساله ارایه شده که قابلیت پیش‌بینی رفتار سیستم به صورت بلادرنگ در تمامی ساعات روز را دارد. مدلی کارا و مناسب ارایه گردید که پارامترهای اصلی سیستم شامل، میزان تابش، میزان دبی پمپ، دبی قطره چکان، هد کل سیستم، توان پنل، توان نامی پمپ و دمای سطح صفحه را پیش بینی می‌کند. تاثیر روزهای مختلف سال و اثرات محیطی بر عملکرد سیستم مشخص گردد. مدل ریاضی تعمیم یافته بر پایه اصل همبستگی در پمپ‌ها برای پیش بینی حداقل تابش مورد نیاز برای پمپاژ سیستم پمپ خورشیدی متصل به آبیاری قطره‌ای ارایه شده است. از روش بهینه‌سازی به روش ازدحام ذرات به منظور بهینه نمودن زاویه نصب پنل، توان پنل و توان پمپ استفاده شده است. رهیافت جدید بهینه‌سازی بر اساس نیاز آبی گیاه ارایه شده است. بهینه نمودن توان نامی(بیشترین توان صفحات خورشیدی) به عنوان تابع هدف در این رساله مد نظر قرار گرفت. این روش بهینه‌سازی ابتدا بر اساس شرایط آب و هوایی منطقه، میزان نیاز آبی را تشخیص داده و بر اساس داده‌های تابش و شرایط دمایی منطقه مقادیر بهینه را استخراج می نماید. نتایج بهینه‌سازی زاویه بهینه نصب صفحات، به صورت روزانه و هم به صورت زاویه ثابت ماهانه و سالانه ارایه شده است. نتایج نشان داد زاویه ثابت نصب بهینه پنل بر اساس دوره آبیاری گیاه 5/15 درجه و زاویه نصب ثابت بهینه بر اساس زاویه سالانه 34 درجه می‌باشد. تاثیر پارامترهای تاثیرگذار بر مدل ریاضی ارایه شده با استفاده از آزمایش میدانی در روزهای آبیاری گیاه مشخص شد. سیستم اخذ داده مقادیر دمای محیط، دمای صفحات خورشیدی، میزان تابش خورشید، مقدار دبی لحظه‌ای پمپ، فشار خط قطره چکان، جریان و ولتاژ خروجی از صفحات فتوولتاییک و ورودی به الکتروپمپ را اندازه‌ می‌گرفت. رفتار دبی خروجی یک پمپ جابجایی مثبت در طول روز به سه قسمت صعودی، دبی ثابت و نزولی تقسیم می‌گردد. آستانه تابش جهت شروع کار پمپ اندازه‌گیری گردید و با مقدار مدل ارایه شده 125 وات بر متر مربع مقایسه شد. مقادیر آستانه شروع به کار پمپ اندازه‌گیری شده در ده روز آفتابی، مقادیر کمتری نسبت به آستانه شروع به کار در حالت مدل بهینه نشان داد. بر اساس مدل دمای عملکرد نرمال سلول، بیشترین دمای سطح پنل در روزهای آبیاری 5/67 درجه می‌باشد، حداکثر دمای ثبت شده در روزهای تست 7/60 درجه می‌باشد. در زمان شروع به کار پمپ افزایش شدید در دمای سطح پنل مشاهده شد.