太陽光発電灌漑システム(SPIS)のツールボックス:太陽熱揚水と灌漑に関するアドバイスのための情報とツール

フル・ソリューション
ソーラー発電灌漑
GIZ/Jörg Böthling

ソーラーポンプは、化石燃料(ディーゼル、ガソリン、ガス)や送電網からの電力で動くエンジンを動力源とする従来のポンプシステムに代わる、経済的、技術的、環境的に実行可能な代替手段となっている。

SPISのツールボックスは、太陽熱灌漑分野のアドバイザー、サービスプロバイダー、実務者が、エンドユーザー、政策立案者、融資担当者に幅広い実地指導を提供できるように設計されています。Toolboxが提供する実践的な知識の総合的なセットは、エンドユーザーがSPIS特有の特性を考慮し、システムの効率性、財政的な実行可能性、持続不可能な水の使用に関するリスクを最小限に抑えることを可能にします。

Toolboxは、ユーザーフレンドリーなソフトウェアツール(計算シート、チェックリスト、ガイドライン)で補完された情報モジュールで構成され、予算、サイズ、太陽熱灌漑システムの設計においてユーザーをサポートします。ツールは英語、フランス語、スペイン語、アラビア語で利用できます。

最終更新日 11 Nov 2022
9351 ビュー
コンテクスト
対処すべき課題
砂漠化
干ばつ
不規則な降雨
季節の移り変わり
ベクターと水が媒介する病気
相反する用途/累積的影響
乱獲を含む持続不可能な漁獲
インフラ整備
物理的資源抽出
技術的能力の欠如
国民と意思決定者の認識不足
不十分な監視と執行
インフラの欠如
食料安全保障の欠如
失業/貧困

太陽熱灌漑に関する情報不足と比較的高い投資コストが、この技術の普及を妨げている。普及指導員、供給業者、政策立案者、融資機関、その他の関係者の間で、SPISの可能性、限界、リスクに関する知識を広める必要がある。こうして農民は、十分な情報に基づいた決定を下し、持続可能な方法でSPISを維持するための、適切な情報にアクセスできるようになります。ツールボックスは、SPISアドバイザーが顧客を指導するための総合的なアプローチを提供します。

SPISツールボックスは、SPISで水資源を持続的に管理する農民、アドバイザー、システム設置者の能力を向上させます。SPISに関する情報へのアクセスは、この技術の普及と、ポンプへの電力供給に化石燃料の代わりに太陽エネルギーを使用することによる排出量削減に貢献する。

ツールボックスは、農民のニーズに適した金融オプションについて意思決定機関に情報を提供し、農民がSPISのための資金を調達できるようにします。

実施規模
ローカル
グローバル
エコシステム
農地
オーチャード
テーマ
適応
緩和
食料安全保障
持続可能な生活
農業
水の供給と管理
再生可能エネルギー
所在地
ケニア
西・中央アフリカ
北アフリカ
東・南アフリカ
中央アメリカ
南米
西アジア、中東
東南アジア
南アジア
プロセス
プロセスの概要

農家のニーズと土地固有の条件(環境、農学、技術的側面)に対応した形でSPISを設計することが重要である。これにより、生態学的・経済的な悪影響を回避し、技術の可能性を最適化することができる。Toolboxは、普及指導員、サプライヤー、政策立案者、融資機関、その他の利害関係者に、太陽熱利用灌漑システム(SPIS)の可能性、限界、リスクについて情報を提供することで、知識のギャップを埋めるものです。Toolboxには、ユーザーフレンドリーなソフトウェアツール(計算シート、チェックリスト、ガイドライン)に補足された有益なモジュールが含まれており、SPISアドバイザーが、水を節約し、消費される水の単位あたりの生産性を向上させ、環境に水を供給するのに役立つ、経済的にも環境的にも健全な選択へと顧客を導くことができる、実践的な知識資料の総合的なセットを提供します。

ビルディング・ブロック
ポンプサイジングツール

ポンプサイジングツールは、ポンプ揚程、必要な太陽光発電モジュールの容量を計算し、適切なポンプ技術を選択することができます。 DESIGN - ポンプサイジングツールは、灌漑システムの設計を支援し、システム内の圧力損失ができるだけ少なくなるようにします。さらに、既存システムの漏水などによる圧力損失を特定するためのチェックリストとしても役立ちます。

実現可能な要因

計画段階での農家への技術支援;1日に必要な作物の水量、設計月の平均日射量、PVパネルとポンプの国別コストに関するデータ;融資オプションの利用可能性

教訓

容量不足のSPISでは農家のニーズを満たすことができず、過剰なシステムは不必要な運転コストや資本コストを引き起こすからである。水源の持続可能な水量を無視すると、水不足や水資源の枯渇を招き、農業予算や環境に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、計画段階で農家と緊密に連絡を取り、SPISの利点と限界について農家に伝えることが非常に重要である。

PVポンプと灌漑システムの最終設計は、COMPASS、WinCAPS、PVSYST、HydroCALC、GESTARなどのコンピュータベースのシステムサイジング・シミュレーションツールを使用する経験豊富なシステムインテグレーターに任せるべきである。

ペイバックツール

ペイバックツールは、3つの異なる灌漑揚水オプションと収入を比較評価することができます。このツールを使用するために必要な情報には、異なる揚水システムの投資および運用コスト、農業生産からの予想収入、基本的な経済条件(インフレ率など)が含まれます。 しかし、農業事業の収益性が確認されたとしても、自動的にSPISへの投資が最も賢明な選択であることを意味するわけではありません。他の揚水技術が市場で容易に入手可能な場合は、特にそうである。揚水が年に限られた期間しか必要とされない場合は、ディーゼルポンプや系統連系電気ポンプの方がより現実的かもしれません。INVEST - ペイバックツールでは、太陽光発電灌漑システムを他の揚水技術と比較検討します。技術サプライヤーから基本データを収集し、農場の利益と異なる技術に対する投資回収期間を自動的に計算します。

実現可能な要因

プロジェクト/SPISの機能寿命、太陽光発電および代替オプションの資本支出/初期資本投資、市場価格、運用・保守コスト、マクロ経済変数、税制に関するデータの入手可能性、金融専門家のさらなる助言。

教訓

すべての計算は、決定できる価格だけでなく、見積もりや仮定に基づく必要がある。現状と将来のシナリオを考慮し、代替ポンプシステム(電気、ディーゼル)の選択肢を比較する必要がある。 決定を下す前に、さまざまなシナリオを検討する必要がある。

市場評価ツール

市場アセスメントツールは、基本的な地球物理学的パラメータを考慮し、SPISのビジネス環境を可能にするパラメータを評価するためのガイドラインと重みを提供するものである。 市場アセスメントツールは、国や地域内の太陽光発電灌漑システムの市場潜在力評価を実施するための情報を提供することを目的としている。SPISの市場潜在力を評価する際に、様々な利害関係者(民間SPIS企業、政策立案者、金融機関、開発実務者を含む)が適用できる考慮すべきパラメータを提供する。市場ポテンシャルを評価するために使用されるパラメータには、太陽放射照度、降水量、土地被覆と利用などの地球物理学的パラメータ、ビジネス環境パラメータ(政府介入、開発組織介入、資金調達、開発実務者など)が含まれる、開発機関の介入、資金調達、代替燃料の入手可能性とコスト、技術力、太陽光発電技術に対する認識、地域経済における農業の重要性、土地へのアクセスと所有権、交通・通信インフラなど)。

実現可能な要因

降水量、土地被覆と利用、太陽放射照度に関する正確なデータ、地盤調査

教訓

SPISのターゲット市場の特定には、数多くのパラメータの評価が必要である。これには、様々な地理的・物理的パラメータやビジネス環境パラメータが含まれる。ターゲット市場を決めていないステークホルダーや、単にシステムの設置や利用が可能な潜在的分野のハイレベルな概要が知りたいステークホルダーにとって、これは困難で時間のかかる作業であることがわかるだろう。

SPISの市場可能性を評価する際、ステークホルダーは、土地被覆と土地利用の観点から、対象地域の灌漑の実行可能性を評価する必要がある。 土地被覆の机上分析をフォローアップするために、選定された地域を実際に訪問することが常に重要である。

日射量の少ない地域にソーラーパネルを設置すると、パネルの数が多くなるため、設置コストが高くなる可能性がある。 技術の進歩により、日射量は技術的な実現可能性の問題よりも、経済的な検討事項の方が多くなっている。

必要水量ツール

必要水量計算ツールは、地理的・気候的パラメータに応じて、さまざまな作物や家畜の必要水量を計算し、灌漑システムに必要な水量を評価する際にアドバイザーや農家をサポートします。これにより、過剰な揚水や灌漑不足を防ぐことができます。

実現可能な要因

作物の水需要、毎月の降水量、地表水域と地下水の帯水層システム、水の許認可と取水権、水源流量に関する現地データ。

教訓

過剰な汲み上げは、地下水の枯渇につながる可能性がある。これは、地下水の汲み上げ速度が汲み上げ量を上回ることを意味する。帯水層の枯渇は、生態系や湿地帯の損失、温室効果ガス排出量の増加、地盤沈下、他の水利 用者との社会的対立につながる可能性がある。 したがって、SPIS の開発は、現行の法律や規制の枠組み、地域の水・地下水管理計画やモニ タリングに組み込まれなければならない。

農場分析ツール

農場分析ツールは、農場の収益性を評価することができます。様々な農場経費と収入を追加するための入力シートを提供し、農場利益率を自動的に計算します。また、どの固定費と変動費が最も顕著で、どこを節約すれば大きな効果が期待できるかを明らかにします。このツールは農場所得計算書を作成し、融資機関に提示することができます。このツールは次のような場合に役立ちます:

  • 現在の収益性レベル(投資前のベースライン)の決定;
  • 投資の予想収益性の決定(投資後の予測)。
実現可能な要因

作付パターン、灌漑技術、揚水システム、その他の利用可能な揚水代替手段、市場、SPISの潜在顧客が利用可能な現行の融資商品に関するデータの入手可能性、地域の水・エネルギー供給体制、地域で利用可能な支援・助言体制と補助金制度、長期的な環境影響評価、農場の収益性の年次再評価

教訓

太陽光発電灌漑システム(SPIS)は一般的に、農場の運営費を削減するか、農業の生産性を向上させるか、あるいはその両方を実現するための長期的な投資である。 そのためには、あらゆるコストと収入という観点から、農場事業をビジネスとして理解する必要がある。

農業事業の収益性が確認されたとしても、自動的にSPISへの投資が最も賢明な選択であるとは限りません。他の揚水技術が市場で容易に入手できる場合は、特にそうである。揚水が年に限られた期間しか必要とされない場合は、ディーゼルまたは系統連系電気ポンプの方がより現実的かもしれません。Payback-Toolはこの決断をサポートします。

影響

太陽熱灌漑に関する情報不足と比較的高い投資コストが、技術普及の大きな障害となっている。太陽熱利用灌漑システム(SPIS)の可能性、限界、リスクに関する知識は、普及指導員、供給業者、政策立案者、融資機関、その他の関係者の間で不完全である。その結果、主要なエンドユーザーグループである農民は、十分な情報を得た上で決定を下し、SPISを持続可能な形で維持するために、適切な情報を得るのに苦労している。

Toolboxは、SPISアドバイザーがクライアントを財政的にも環境的にも健全な選択へと導くことができるよう、実践的な知識を総合的にまとめた資料を提供することで、知識のギャップを埋めるものです。Toolboxを活用した意思決定により、農家のニーズや、技術的な面も含めたその土地特有の環境・農学的条件に合わせてSPISを最適化することで、生態学的・経済的な悪影響を回避することができる。GIZはこれまでに、世界中で500人以上の関係者、意思決定者、アドバイザーを訓練してきました。

Toolboxは10のモジュールと16のツールで構成され、予算編成、サイズ決定、太陽熱灌漑システムの設計においてユーザーをサポートします。Toolboxを利用することで、エンドユーザーは水を節約し、環境に水を供給しながら、消費水量当たりの生産性を向上させることができる。これは、食糧安全保障の改善、水管理、農家の収入増加につながる。

受益者

このツールボックスは、ソーラー灌漑分野のアドバイザー、サービスプロバイダー、実務者が、エンドユーザー、特に零細農家や協同組合に相談できるように設計されています。

持続可能な開発目標
SDG1 - 貧困のない世界
SDG2 - 飢餓ゼロ
SDG3 - 良好な健康と福祉
SDG5 - ジェンダーの平等
SDG6「清潔な水と衛生設備
SDG7 - 手頃でクリーンなエネルギー
SDG9 - 産業、イノベーション、インフラ
SDG12「責任ある消費と生産
SDG13 - 気候変動対策
SDGs17「目標のためのパートナーシップ
ストーリー
GIZ/イェルク・ベートリング
太陽熱灌漑の能力開発
GIZ/ Jörg Böthling

2015年以来、ToolboxはシンプルなExcelツールから、英語、フランス語、スペイン語、アラビア語で利用できる包括的な学習体験へと成長しました。試行錯誤を重ねたトレーニング・モジュール、eラーニング・コース、オンライン指導ビデオ、そしてPowering Agricultureチームによるトレーニングを受けたトレーナー陣を擁しています。このように、Toolboxはさまざまな学習手段を提供している。

当初から、プロジェクトやより広範なカリキュラムの一環としてトレーニングを提供することが考えられていた。Toolboxは、いくつかの組織の研修カリキュラムに組み込まれている。Toolboxへの関心が高まるにつれ、より体系的で持続可能なトレーナー・ネットワークが必要であることが明らかになった。その第一歩となったのが、ケニアのWomen in Sustainable Energy and Entrepreneurship (WISEe)との協力でした。

他の多くの国と同様、ケニアにおける再生可能エネルギーの導入は、農村家庭への不十分な技術支援によって妨げられている。ケニアでは、太陽光発電の有資格者は、主に大都市中心部にしかいない。さらに、女性の技術者も少ない。このギャップに対処するため、WISEeは女性に太陽光発電の基本的な技術訓練を行い、他の人を教育する力を与え、自分のビジネスを立ち上げるための起業家スキルを開発し、ソーラー技術のチャンピオンにしました。

「WISEが研修を行った女性の一人であるジャシンタ・ガトウィリは、「能力開発は重要な鍵です。

5日間のトレーナー・トレーニング(ToT)ワークショップの後、5人の女性がSPISトレーニング・ワークショップに参加し、指導することになった。WISEeのトレーナーたちは、新たに習得したスキルを、関心のある組織にサービスとして提供できるようになった。WISEeは、主に男性優位のセクターで女性に力を与えるために、女性によって構想され、運営されているという事実が、WISEeを変革のきっかけにしている。

ジャシンタ・ガトウィリと彼女の同僚は、現在までにGIZとFAOの両方のために、ケニアや他の国々で太陽熱を利用した灌漑に関する複数の研修を指導してきた。「柔軟な教授法を用いたり、研修生が現場での経験に基づき現地のニーズに合わせて修正を提案したりする余地があったことは、とても楽しい経験でした」と、WISEeの会長は振り返る。地域レベルでの能力構築は、研修を受けた人々の協力やネットワーク作りを強化する可能性を秘めている。

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