چکیده: یکی از عمده مشکلات فراگیر نشدن سیستم‌های پمپ آب فتوولتائیک (PVWPS)، هزینه اولیه بالای این سیستم‌ها و قابلیت اعتماد آنها تحت شرایط جوی متغیر در طول زمان آبیاری است. بنابراین طراحی اصولی و تعیین ظرفیت صحیح اجزاء برای یک عملکرد پایدار و کارآمد ضروری بوده و باعث کاهش چشمگیر در هزینه‌ها خواهد شد. از این‌رو در این مطالعه با هدف تامین نیاز آبی محصول برنج در زمینی به مساحت یک هکتار واقع در شمال ایران توان مورد نیاز پمپاژ بر اساس میزان دبی مورد نیاز محصول محاسبه شده است. در ادامه با تعیین شیب بهینه نصب ماژول‌های خورشیدی و سپس با استفاده از الگوریتم بهینه سازی NSGA-II، تعداد بهینه ماژول‌های PV مورد نیاز جهت راه اندازی و تامین برق مجموعه موتورپمپ تعیین شده است. همچنین برای افزایش قابلیت اطمینان و پایداری سیستم در روزهای ابری یا بارانی، یک بانک باتری به عنوان سیستم پشتیبان و نیز شارژکنترلر برای محافظت از باتری‌ها در برابر شارژ و دشارژ بیش از حد در نظر گرفته شده است. اما مهمترین بخش این مطالعه ضمن مقایسه اقتصادی دو سیستم PVWPS و سیستم پمپاژ متداول، بررسی طرح فروش برق به شبکه در ماه‌های غیر آبیاری سال برای جبران هزینه‌های اولیه بالای PVWPS نسبت به سیستم‌های پمپاژ متداول است. نتایج نشان می‌دهد که اگرچه هزینه های اولیه PVWPS مستقل و متصل به شبکه در این مطالعه به ترتیب ۲/۱۴۱ و ۲/۴۱ برابر هزینه های اولیه سیستم پمپاژ متداول است اما در مدت زمان ۲۵ ساله طول عمر پروژه، هزینه های کل چرخه عمر سیستم پمپاژ متداول نسبت به سیستم‌های مذکور به ترتیب ۱/۲۶۸ و ۲/۴۴ برابر خواهد بود. همچنین در ادامه در بخش تحلیل اثرات زیست محیطی، نتایج نشان داد که PVWPS تنها در طول دوره آبیاری توانست به میزان ۸/۷۲۸ تُن در تولید گاز کربن دی اکسید به عنوان یکی از عوامل اصلی در پدیده گرمایش زمین به جو جلوگیری کند که این میزان معادل با حدودا ۱۶ درخت بالغ (یا ۳۰ درخت جوان) می‌باشد. این در حالیست که PVWPS متصل به شبکه در تمام طول سال در دو زاویه شیب ۱۵ و ۵۳ درجه پس از ۲۵ سال به ترتیب بیش از ۲۱ و ۲۳ تُن باعث کاهش انتشار آلاینده کربن دی اکسید به جو خواهد شد. از طرفی طی یک آزمایش مشخص شد که سیستم پمپاژ متداول بطور میانگین ۸۶ دسیبل صدا تولید می‌کند که مطابق با استانداردها در رنج صداهای آزاردهنده محسوب می‌شود. این موضوع برگ برنده دیگری برای PVWPS در زمینه انتشار آلودگی صوتی نسبت به رقیب خود محسوب می‌شود.