태양열 관개 시스템(SPIS)에 관한 도구 상자: 태양열 펌핑 및 관개에 대한 조언을 위한 정보 및 도구
전체 솔루션
태양열 관개
GIZ/Jörg Böthling
태양광 펌프는 전기 공급이 제한적이거나 전혀 없는 시골 지역에서도 화석 연료(디젤, 가솔린, 가스) 또는 전력망의 전기로 작동하는 엔진으로 구동되는 기존 펌핑 시스템의 경제적이고 기술적, 환경적으로 실행 가능한 대안으로 자리 잡았습니다.
SPIS의 툴박스는 태양열 관개 분야의 자문가, 서비스 제공업체 및 실무자가 최종 사용자, 정책 입안자 및 금융가에게 광범위한 실무 지침을 제공할 수 있도록 설계되었습니다. 툴박스가 제공하는 총체적인 실용 지식 제품 세트를 통해 최종 사용자는 SPIS의 특정 특성을 고려하고 시스템 효율성, 재정적 실행 가능성 및 지속 불가능한 물 사용과 관련된 위험을 최소화할 수 있습니다.
툴박스는 사용자 친화적인 소프트웨어 도구(계산 시트, 체크리스트, 가이드라인)로 보완된 유익한 모듈로 구성되어 있어 사용자가 태양열 관개 시스템을 예산, 규모, 설계하는 데 도움을 줍니다. 이 도구는 영어, 프랑스어, 스페인어, 아랍어로 제공됩니다.
마지막 업데이트: 11 Nov 2022
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컨텍스트
해결 과제
태양열 관개에 대한 정보가 부족하고 상대적으로 높은 투자 비용이 이 기술의 보급을 방해하고 있습니다. 확장 책임자, 공급업체, 정책 입안자, 금융 기관 및 기타 이해관계자 사이에서 SPIS의 잠재력, 한계 및 위험에 대한 지식을 확대할 필요가 있습니다. 이를 통해 농부들은 정보에 입각한 결정을 내리고 지속 가능한 방식으로 SPIS를 유지할 수 있는 건전한 정보에 접근할 수 있게 될 것입니다. 툴박스는 SPIS 어드바이저가 고객을 안내할 수 있는 총체적인 접근 방식을 제공합니다.
SPIS 툴박스는 농부, 자문가, 시스템 설치자가 SPIS에서 수자원을 지속 가능하게 관리할 수 있는 역량을 향상시킵니다. SPIS에 대한 정보에 대한 접근성을 높이는 한편, 화석 연료 대신 태양 에너지를 사용하여 펌프에 동력을 공급함으로써 기술의 광범위한 채택과 배출량 감소에 기여합니다.
툴박스는 의사결정 기관에 농가의 필요에 더 적합한 금융 옵션을 알려주어 농부들이 SPIS에 대한 금융을 이용할 수 있도록 합니다.
위치
케냐
서부 및 중앙 아프리카
북아프리카
동아프리카 및 남아프리카 공화국
중앙 아메리카
남미
서아시아, 중동
동남아시아
남아시아
프로세스
프로세스 요약
농부들의 요구와 현장의 특정 조건(환경, 농업, 기술적 측면)을 고려한 방식으로 SPIS를 설계하는 것이 중요합니다. 이를 통해 기술의 잠재력을 최적화하여 부정적인 생태적, 경제적 영향을 피할 수 있습니다. 이 툴박스는 확장 담당자, 공급업체, 정책 입안자, 금융 기관 및 기타 이해관계자에게 태양열 관개 시스템(SPIS)의 잠재력, 한계 및 위험에 대해 알려줌으로써 지식 격차를 메웁니다. 이 툴박스에는 사용자 친화적인 소프트웨어 도구(계산 시트, 체크리스트, 가이드라인)로 보완된 유익한 모듈이 포함되어 있어 SPIS 자문가가 고객에게 물을 절약하고 소비되는 물의 단위당 생산성을 높이는 동시에 환경에 물을 공급하는 데 도움이 되는 재정적, 환경적으로 건전한 선택을 안내할 수 있는 종합적인 실용 지식 자료 세트를 제공합니다.
빌딩 블록
펌프 크기 조정 도구
펌프 사이징 도구를 사용하면 펌핑 헤드와 필요한 태양광 모듈 용량을 계산하고 적합한 펌프 기술을 선택할 수 있습니다. 설계 - 펌프 사이징 도구는 시스템에서 가능한 한 적은 압력이 손실되도록 관개 시스템을 설계하는 데 도움이 됩니다. 또한 기존 시스템의 누출 등으로 인한 압력 손실을 식별하는 체크리스트 역할도 합니다.
활성화 요인
계획 단계에서 농부들의 기술 지원, 일일 농작물 물 요구량 데이터, 설계 월의 평균 일사량, 태양광 패널 및 펌프의 국가별 비용, 자금 조달 옵션의 가용성.
교훈
용량이 불충분한 SPIS는 농가의 요구를 충족시키지 못하고, 지나치게 큰 시스템은 불필요한 운영 및 자본 비용을 유발할 수 있으므로 SPIS 구성 요소의 적절한 크기 조정이 중요합니다. 수원의 지속 가능한 물 생산량을 소홀히 하면 물 부족과 수자원 고갈을 초래하여 농장 예산과 환경에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 계획 단계에서 농부와 긴밀히 연락하여 SPIS의 장점과 한계에 대해 알려주는 것이 매우 중요합니다.
태양광 펌프 및 관개 시스템의 최종 설계는 COMPASS, WinCAPS 및 PVSYST, HydroCALC, GESTAR와 같은 컴퓨터 기반 시스템 사이징 및 시뮬레이션 도구를 사용하는 숙련된 시스템 통합업체에 맡겨야 합니다.
페이백 도구
투자 회수 도구를 사용하면 소득과 세 가지 관개 펌핑 옵션을 비교 평가할 수 있습니다. 이 도구를 사용하는 데 필요한 정보에는 다양한 펌핑 시스템에 대한 투자 및 운영 비용, 농업 생산으로 인한 예상 수입, 기본 경제 상황(예: 인플레이션율)이 포함됩니다. 그러나 농업 기업의 수익성이 확인되더라도 이것이 자동으로 SPIS에 투자하는 것이 가장 현명한 선택이라는 것을 의미하지는 않습니다. 특히 시장에서 다른 펌핑 기술을 쉽게 구할 수 있는 경우에는 더욱 그렇습니다. 연간 제한된 시간 동안만 물을 펌핑해야 하는 경우에는 디젤 또는 그리드 연결 전기 펌프가 더 적합할 수 있습니다. 투자 - 투자 회수 도구는 태양열 관개 시스템과 다른 펌핑 기술을 고려하고 비교합니다. 기술 공급업체로부터 기본 데이터를 수집하고 농장 수익과 다른 기술에 대한 투자 회수 기간을 자동으로 계산합니다.
활성화 요인
프로젝트/SPIS 기능 수명, 태양광 및 대체 옵션에 대한 자본 지출/초기 자본 투자, 시장 가격, 운영 및 유지보수 비용, 거시경제 변수, 세금 정책에 대한 데이터 가용성, 재무 전문가의 추가 조언.
교훈
모든 계산은 결정할 수 있는 가격뿐만 아니라 추정치와 가정을 기반으로 해야 합니다. 현재 상황과 미래 시나리오를 고려해야 하며 대체 펌핑 시스템(전기, 디젤)에 대한 옵션을 비교해야 합니다. 결정을 내리기 전에 다양한 시나리오를 정교하게 검토해야 합니다.
시장 평가 도구
시장 평가 도구는 기본적인 지구물리학적 매개변수를 고려하고 SPIS의 사업 환경을 알려주는 매개변수를 평가하기 위한 지침과 가중치를 제공합니다. 시장 평가 도구는 국가 또는 지역 내 태양열 관개 시스템에 대한 시장 잠재력 평가를 수행하는 정보를 제공하는 것을 목표로 합니다. 이 도구는 다양한 이해관계자(민간 SPIS 기업, 정책 입안자, 금융 기관 및 개발 실무자 포함)가 SPIS의 시장 잠재력을 평가할 때 적용할 수 있는 고려할 수 있는 매개변수를 제공합니다.시장 잠재력을 평가하는 데 사용되는 매개변수에는 일사량, 강수량, 토지 피복 및 사용과 같은 지구물리학적 매개변수와 정부 개입과 같은 비즈니스 환경 매개변수가 포함됩니다,개발 기구 개입, 자금 조달, 대체 연료의 가용성 및 비용, 기술 역량, 태양광 발전 기술에 대한 인식, 지역 경제에서 농업의 중요성, 토지 접근성 및 보유, 교통 및 통신 인프라) 등이 포함됩니다.
활성화 요인
강수량, 토지 피복 및 사용, 일사량에 대한 정확한 데이터, 지상 실측 데이터
교훈
SPIS의 목표 시장을 파악하려면 수많은 변수를 평가해야 합니다. 여기에는 다양한 지리적-물리적 및 비즈니스 환경 매개변수가 포함될 수 있습니다. 목표 시장이 정해져 있지 않거나 시스템을 설정하거나 활용할 수 있는 잠재적 영역에 대한 개략적인 개요만 원하는 이해관계자에게는 이 작업이 어렵고 시간이 많이 소요될 수 있습니다.
SPIS의 시장 잠재력을 평가할 때 이해관계자는 토지 피복-토지 이용 관점에서 대상 지역의 관개 실행 가능성을 평가해야 합니다. 토지 피복에 대한 데스크톱 분석에 이어 선택한 지역에 대한 실제 현장 방문을 통해 후속 조치를 취하는 것이 항상 중요합니다.
일사량이 적은 지역에 태양광 패널을 설치하면 더 많은 수의 패널 사용으로 인해 설치 비용이 높아질 수 있습니다. 기술 발전으로 인해 태양광 조사는 기술적 타당성의 문제라기보다는 경제적 고려사항에 더 가깝습니다.
물 요구량 도구
물 요구량 도구는 지리적 및 기후 매개변수에 따라 다양한 작물과 가축의 물 요구량을 계산하여 자문가와 농부가 관개 시스템에 필요한 물의 양을 평가할 수 있도록 지원합니다. 이를 통해 과도한 펌핑과 불충분한 관개를 방지할 수 있습니다.
활성화 요인
농작물 용수 수요, 월별 강수량, 지표수 및 지하수 대수층 시스템, 용수 면허 및 취수권, 수원 유량에 대한 현지 데이터, 제공된 자원(예: FAO).
교훈
과도한 펌핑은 지하수 고갈로 이어질 수 있습니다. 이는 지하수가 보충될 수 있는 속도보다 빠른 속도로 추출된다는 것을 의미합니다. 대수층 고갈은 생태계와 습지의 손실, 온실가스 배출 증가, 토지 침하, 다른 물 사용자들과의 사회적 갈등으로 이어질 수 있습니다. 따라서 모든 SPIS 개발은 현행 법률 및 규제 프레임워크와 지역 수자원/지하수 관리 계획 및 모니터링에 통합되어야 합니다.
농장 분석 도구
농장 분석 도구를 사용하면 농장 수익성에 대한 평가를 수행할 수 있습니다. 다양한 농장 비용과 수입을 추가할 수 있는 입력 시트를 제공하고 농장 수익률을 자동으로 계산합니다. 또한 가장 눈에 띄는 고정 비용과 변동 비용이 무엇인지, 절감 효과가 큰 부분을 강조해줍니다. 이 도구는 대출 기관에 제출할 수 있는 농장 손익 계산서를 생성합니다. 이 도구는 다음과 같은 경우에 유용합니다:
- 현재 수익성 수준(투자 전 기준선) 파악;
- 투자의 예상 수익성 결정(투자 후 예상).
활성화 요인
작물 재배 패턴, 관개 기술, 펌핑 시스템, 기타 사용 가능한 펌핑 대안, 시장, 잠재적 SPIS 고객이 이용할 수 있는 현재 대출 상품에 대한 데이터의 가용성,해당 지역의 물 및 에너지 공급 체제, 지원/자문 구조 및 보조금 제도, 장기 환경 영향 평가, 농장 수익성에 대한 연례 재평가.
교훈
태양열 관개 시스템(SPIS)은 일반적으로 농장 운영 비용을 줄이거나 농업 생산성을 높이거나 둘 다 높이기 위한 장기적인 투자 선택입니다. 이를 위해서는 모든 비용과 수입 측면에서 농장 기업을 비즈니스로서 이해해야 합니다.
농업 기업의 수익성이 확인되더라도 이것이 자동으로 SPIS에 대한 투자가 가장 현명한 선택이라는 것을 의미하지는 않습니다. 특히 시장에서 다른 펌핑 기술을 쉽게 구할 수 있는 경우에는 더욱 그렇습니다. 연간 제한된 시간 동안만 물을 펌핑해야 하는 경우에는 디젤 또는 그리드 연결 전기 펌프가 더 적합할 수 있습니다. 투자 회수 도구는 이러한 결정을 지원할 수 있습니다.
영향
태양열 관개에 대한 정보 부족과 상대적으로 높은 투자 비용은 기술 도입의 주요 장애물입니다. 확장 담당자, 공급업체, 정책 입안자, 금융 기관 및 기타 이해관계자 사이에서 태양열 관개 시스템(SPIS)의 잠재력, 한계 및 위험에 대한 지식이 불완전합니다. 그 결과, 주요 최종 사용자 그룹인 농부들은 정보에 입각한 결정을 내리고 지속 가능한 방식으로 SPIS를 유지하기 위해 올바른 정보를 얻는 데 어려움을 겪고 있습니다.
이 툴박스는 SPIS 자문가가 고객에게 재정적으로나 환경적으로 건전한 선택을 할 수 있도록 안내할 수 있는 총체적인 실용 지식 자료를 제공하여 지식 격차를 메웁니다. 툴박스 사용을 통해 얻은 정보를 바탕으로 내린 결정은 기술적 측면을 포함한 농가의 요구와 현장별 환경 및 농업 조건에 맞게 SPIS를 최적화함으로써 생태 및 경제에 미치는 부정적인 영향을 피할 수 있게 해줍니다. GIZ는 지금까지 전 세계 500명 이상의 이해관계자, 의사결정자 및 자문가를 교육했습니다.
툴박스는 10개의 모듈과 16개의 도구로 구성되어 있으며, 사용자가 태양열 관개 시스템을 예산 책정, 크기 조정, 설계할 수 있도록 지원합니다. 최종 사용자는 툴박스를 통해 물을 절약하고 소비되는 물의 단위당 생산성을 높이는 동시에 환경을 위한 물을 공급할 수 있습니다. 이는 식량 안보와 물 관리 개선, 농가의 소득 증대로 이어집니다.
수혜자
이 툴박스는 태양광 관개 분야의 자문가, 서비스 제공자 및 실무자가 최종 사용자, 특히 소규모 농부 및 협동조합과 상담할 수 있도록 설계되었습니다.
지속 가능한 개발 목표
SDG 1 - 빈곤 퇴치
SDG 2 - 기아 제로
SDG 3 - 건강과 웰빙
SDG 5 - 양성 평등
SDG 6 - 깨끗한 물과 위생
SDG 7 - 저렴하고 깨끗한 에너지
SDG 9 - 산업, 혁신 및 인프라
SDG 12 - 책임감 있는 소비와 생산
SDG 13 - 기후 행동
SDG 17 - 목표를 위한 파트너십
스토리
태양열 관개용 용량 개발
GIZ/ Jörg Böthling
2015년부터 툴박스는 단순한 엑셀 도구에서 영어, 프랑스어, 스페인어, 아랍어로 제공되는 종합적인 학습 경험으로 성장했습니다. 이 도구는 검증된 교육 모듈, 온라인 학습 과정, 온라인 교육 동영상, Powering Agriculture 팀에서 직접 교육한 강사 풀을 갖추고 있습니다. 이러한 방식으로 툴박스는 다양한 학습 방법을 제공합니다.
처음부터 아이디어는 프로젝트 또는 더 광범위한 커리큘럼의 일부로 교육을 제공하는 것이었습니다. 툴박스는 여러 조직의 교육 커리큘럼에 통합되었습니다. 툴박스에 대한 관심이 높아지면서 보다 체계적이고 지속 가능한 트레이너 네트워크가 필요하다는 것이 분명해졌습니다. 이를 위한 첫 번째 단계로 케냐의 지속 가능한 에너지 및 기업가정신 여성(WISEe)과의 협력이 이루어졌습니다.
다른 많은 국가와 마찬가지로 케냐에서도 농촌 가정에 대한 기술 지원이 충분하지 않아 재생 에너지 보급이 저해되고 있습니다. 케냐에서는 자격을 갖춘 태양광 발전 전문가가 거의 없기 때문에 주로 대도시 중심지에서 찾아볼 수 있습니다. 게다가 여성 기술자는 거의 없습니다. 이러한 격차를 해소하기 위해 WISEe는 여성들에게 기본적인 태양광 발전 기술을 교육하여 다른 사람들을 교육하고, 창업 기술을 개발하여 태양광 기술의 챔피언이 될 수 있도록 역량을 강화했습니다.
"역량 개발이 중요한 이유는 태양열 관개에 관한 정보가 장비 제조업체, 공급업체, 전문가의 영역에 머무르지 않고 실무자와 최종 사용자에게 전달될 수 있도록 하기 때문입니다."라고 WISE에서 교육을 받은 여성 중 한 명인 자신타 가트위리는 언급합니다.
5일간의 트레이너 교육(ToT) 워크숍을 거쳐 5명의 여성이 SPIS 교육 워크숍에 기여하고 이끌도록 초대되었습니다. 이제 WISEe 트레이너들은 새로 습득한 기술을 관심 있는 기관에 서비스로 제공할 수 있게 되었습니다. 대부분 남성이 지배적인 분야에서 여성의 역량을 강화하기 위해 여성에 의해 개념화되고 운영되는 WISEe는 변화의 촉매제가 되고 있습니다.
자킨타 가트위리와 그녀의 동료들은 지금까지 케냐와 다른 나라에서 GIZ와 FAO를 위해 태양열 관개에 관한 교육을 여러 차례 진행했습니다. "유연한 교수법을 사용한 경험과 교육생들이 현장의 경험을 바탕으로 현지의 필요에 맞게 수정할 수 있는 여지가 있다는 점이 좋았습니다."라고 WISEe의 의장은 회상합니다. 지역 차원의 역량 강화는 교육받은 사람들 간의 협업과 네트워킹을 강화할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
