Toolbox voor irrigatiesystemen op zonne-energie (SPIS): Informatie en hulpmiddelen voor advies over waterpompen en irrigatie op zonne-energie
Volledige oplossing
Irrigatie op zonne-energie
GIZ/Jörg Böthling
Zonnepompen zijn een economisch, technisch en ecologisch haalbaar alternatief geworden voor conventionele pompsystemen die worden aangedreven door motoren op fossiele brandstoffen (diesel, benzine, gas) of elektriciteit van het elektriciteitsnet, zelfs in plattelandsgebieden met een beperkte of geen elektriciteitsvoorziening.
De Toolbox over SPIS is ontworpen om adviseurs, dienstverleners en mensen uit de praktijk op het gebied van irrigatie op zonne-energie in staat te stellen brede praktische begeleiding te bieden aan eindgebruikers, beleidsmakers en financiers. De holistische set praktische kennisproducten die de Toolbox biedt, stelt eindgebruikers in staat om rekening te houden met de specifieke kenmerken van SPIS en de risico's met betrekking tot systeemefficiëntie, financiële haalbaarheid en niet-duurzaam watergebruik te minimaliseren.
De Toolbox bestaat uit informatieve modules aangevuld met gebruiksvriendelijke software tools (rekenbladen, checklists, richtlijnen) die gebruikers ondersteunen bij het begroten, dimensioneren en ontwerpen van een irrigatiesysteem op zonne-energie. De tools zijn beschikbaar in het Engels, Frans, Spaans en Arabisch.
Laatst bijgewerkt: 11 Nov 2022
9350 Weergaven
Foto- en videogalerij
Context
Uitdagingen
Het gebrek aan informatie over zonne-irrigatie en de relatief hoge investeringskosten belemmeren de acceptatie van de technologie. De kennis over de mogelijkheden, beperkingen en risico's van SPIS onder voorlichters, leveranciers, beleidsmakers, financieringsinstellingen en andere belanghebbenden moet worden uitgebreid. Zo krijgen boeren toegang tot de juiste informatie om weloverwogen beslissingen te nemen en een SPIS op een duurzame manier te onderhouden. De Toolbox biedt een holistische benadering waarmee SPIS-adviseurs hun klanten kunnen begeleiden.
De SPIS Toolbox verbetert de capaciteit van boeren, adviseurs en systeeminstallateurs om waterbronnen in een SPIS duurzaam te beheren. Terwijl de toegang tot informatie over de SPIS bijdraagt aan een bredere acceptatie van de technologie en minder uitstoot door het gebruik van zonne-energie in plaats van fossiele brandstoffen om de pompen aan te drijven.
De Toolbox informeert besluitvormingsinstanties over de financiële optie die beter aansluit bij de behoeften van boeren, zodat boeren toegang krijgen tot financiering voor de SPIS.
Locatie
Kenia
West- en Centraal-Afrika
Noord-Afrika
Oost- en Zuid-Afrika
Centraal-Amerika
Zuid-Amerika
West-Azië, Midden-Oosten
Zuidoost-Azië
Zuid-Azië
Proces
Samenvatting van het proces
Het is belangrijk om het SPIS zo te ontwerpen dat rekening wordt gehouden met de behoeften van de boeren en de specifieke omstandigheden van de locatie (hun milieu-, agronomische en technische aspecten). Dit maakt het mogelijk om het potentieel van de technologie te optimaliseren om negatieve ecologische en economische gevolgen te vermijden. De Toolbox vult het kennisgat door voorlichters, leveranciers, beleidsmakers, financieringsinstellingen en andere belanghebbenden te informeren over de mogelijkheden, beperkingen en risico's van Solar Powered Irrigation Systems (SPIS). De Toolbox bestaat uit informatieve modules aangevuld met gebruiksvriendelijke software tools (rekenbladen, checklists, richtlijnen) die een holistische set van praktisch kennismateriaal bieden waarmee SPIS adviseurs hun klanten kunnen begeleiden naar een financieel en ecologisch verantwoorde keuze die helpt water te besparen, een hogere productiviteit per verbruikte eenheid water te bereiken en tegelijkertijd water te leveren voor het milieu.
Bouwstenen
Het hulpmiddel voor pompmaten
Met de Pump Sizing Tool kan de opvoerhoogte worden berekend, de vereiste capaciteit van de zon-PV-module worden berekend en geschikte pomptechnologieën worden geselecteerd. De DESIGN - Pump Sizing Tool helpt bij het ontwerp van het irrigatiesysteem om ervoor te zorgen dat er zo weinig mogelijk druk verloren gaat in het systeem. Daarnaast dient het als checklist om drukverlies te identificeren, bijvoorbeeld door lekken in een bestaand systeem.
Sleutelfactoren
Technische ondersteuning van boeren tijdens de planningsfase; gegevens over de dagelijkse behoefte aan water voor de gewassen, gemiddelde dagelijkse globale zonnestraling voor de ontwerpmaand, landspecifieke kosten van PV-panelen en pompen; beschikbaarheid van financieringsopties.
Geleerde les
De juiste dimensionering van de componenten van een SPIS is cruciaal, omdat een SPIS met onvoldoende capaciteit niet zal voldoen aan de behoeften van de boeren en een overgedimensioneerd systeem onnodige operationele en kapitaalkosten met zich meebrengt. Verwaarlozing van de duurzame wateropbrengst van waterbronnen kan leiden tot watertekort en uitputting van waterbronnen, met negatieve gevolgen voor het bedrijfsbudget en het milieu. Het is daarom heel belangrijk om tijdens de planningsfase nauw contact te hebben met de boer en hem te informeren over de voordelen en beperkingen van SPIS.
Het uiteindelijke ontwerp van het PV pomp- en irrigatiesysteem moet worden overgelaten aan ervaren systeemintegrators die gebruik maken van computergebaseerde systeem dimensionerings- en simulatiegereedschappen zoals COMPASS, WinCAPS en PVSYST, HydroCALC, GESTAR.
De terugverdientool
De terugverdientool maakt een vergelijkende beoordeling mogelijk tussen het inkomen en drie verschillende irrigatiepompopties. De informatie die nodig is voor het gebruik van deze tool omvat investerings- en operationele kosten voor de verschillende pompsystemen, verwachte inkomsten uit landbouwproductie en economische basisvoorwaarden (bijv. inflatiepercentage). Zelfs als de winstgevendheid van het landbouwbedrijf wordt bevestigd, betekent dit echter niet automatisch dat een investering in een SPIS de meest verstandige keuze is. Dit geldt vooral als er andere pomptechnologieën op de markt beschikbaar zijn. Een diesel- of netgekoppelde elektrische pomp is misschien beter geschikt als er slechts een beperkte tijd per jaar water hoeft te worden opgepompt. De INVEST - Payback Tool bekijkt en vergelijkt irrigatiesystemen op zonne-energie met andere pomptechnologieën. Er worden basisgegevens verzameld van technologieleveranciers en de terugverdientijd wordt automatisch berekend in verhouding tot de bedrijfswinst en de verschillende technologieën.
Sleutelfactoren
Beschikbaarheid van gegevens over de functionele levensduur van het project/SPIS, kapitaaluitgaven/aanvangskapitaalinvestering voor zonne-energie en alternatieve opties, marktprijzen, bedrijfs- en onderhoudskosten, macro-economische variabelen, belastingbeleid; verder advies van financiële deskundigen
Geleerde les
Alle berekeningen moeten gebaseerd zijn op prijzen die bepaald kunnen worden, maar ook op schattingen en aannames. Ze moeten rekening houden met de huidige situatie en toekomstige scenario's en moeten opties voor alternatieve pompsystemen (elektrisch, diesel) vergelijken. Verschillende scenario's moeten worden uitgewerkt voordat een beslissing wordt genomen.
De marktbeoordelingstool
Het instrument voor marktbeoordeling houdt rekening met geofysische basisparameters en biedt richtlijnen en wegingen om parameters te evalueren die een gunstig ondernemingsklimaat voor SPIS mogelijk maken. Het instrument voor marktbeoordeling is bedoeld om informatie te verschaffen waarmee het marktpotentieel voor irrigatiesystemen op zonne-energie in een land of regio kan worden beoordeeld. Het biedt parameters ter overweging die kunnen worden toegepast door verschillende belanghebbenden (waaronder particuliere SPIS-bedrijven, beleidsmakers, financiële instellingen en ontwikkelingswerkers) bij het beoordelen van het marktpotentieel van SPIS.Parameters die gebruikt worden om het marktpotentieel te beoordelen, zijn onder andere geofysische parameters zoals zonnestraling, neerslag, bodembedekking en -gebruik, en parameters voor het ondernemingsklimaat (zoals overheidsinterventies,Interventies van ontwikkelingsorganisaties, financiering, beschikbaarheid en kosten van alternatieve brandstoffen, technische capaciteit, bekendheid van zon-PV-technologie, belang van landbouw in de lokale economie, toegang tot land en grondbezit, transport- en communicatie-infrastructuur).
Sleutelfactoren
Nauwkeurige gegevens over neerslag, bodembedekking en -gebruik en zonnestraling; grondonderzoek
Geleerde les
Voor het identificeren van doelmarkten voor SPIS moeten tal van parameters worden geëvalueerd. Dit kunnen verschillende geofysische en bedrijfsomgevingsparameters zijn. Voor belanghebbenden die geen vaste doelmarkt in gedachten hebben of die alleen een overzicht op hoog niveau willen van potentiële gebieden waar systemen zouden kunnen worden opgezet of gebruikt, kan dit een ontmoedigende en tijdrovende taak zijn.
Bij het beoordelen van het marktpotentieel voor SPIS moeten belanghebbenden de levensvatbaarheid van irrigatie van hun doellocatie beoordelen vanuit het perspectief van bodembedekking en landgebruik. Het is altijd belangrijk om de desktopanalyse van bodembedekking te laten volgen door daadwerkelijke bezoeken ter plaatse aan de geselecteerde gebieden.
Het installeren van zonnepanelen in regio's met weinig zoninstraling kan leiden tot hoge installatiekosten als gevolg van het gebruik van een groter aantal panelen. Door de technologische vooruitgang is zoninstraling meer een economische overweging dan een kwestie van technische haalbaarheid.
Het waterbehoefte-instrument
De Water Requirement Tool berekent de waterbehoefte voor verschillende gewassen en vee op basis van geografische en klimatologische parameters, en ondersteunt adviseurs en boeren bij het beoordelen van de hoeveelheid water die nodig is voor het irrigatiesysteem. Dit voorkomt zowel overmatig pompen als onvoldoende irrigatie.
Sleutelfactoren
Lokale gegevens over de behoefte aan water voor gewassen, maandelijkse neerslag, oppervlaktewaterlichamen en grondwatervoerende lagen, watervergunningen en onttrekkingsrechten, en debieten van waterbronnen; bronnen (bijvoorbeeld van de FAO).
Geleerde les
Overmatig pompen kan leiden tot uitputting van het grondwater. Dit betekent dat grondwater sneller wordt onttrokken dan het kan worden aangevuld. Uitputting van watervoerende lagen kan leiden tot verlies van ecosystemen en wetlands, meer uitstoot van broeikasgassen, bodemdaling en sociale conflicten met andere watergebruikers. De ontwikkeling van SPIS moet daarom worden geïntegreerd in de geldende wet- en regelgeving en in de lokale planning en monitoring van water-/grondwaterbeheer.
Het hulpmiddel voor bedrijfsanalyse
Met de Farm Analysis Tool kun je de winstgevendheid van een boerderij beoordelen. Het biedt invulbladen voor het toevoegen van verschillende bedrijfsuitgaven en -inkomsten en berekent automatisch de winstmarge van het bedrijf. Het laat ook zien welke vaste en variabele kosten het meest prominent zijn en waar besparingen een grote impact zouden kunnen hebben. De tool genereert een bedrijfsinkomstenoverzicht dat aan een kredietinstelling kan worden gepresenteerd. De tool is nuttig voor:
- Het bepalen van het huidige winstgevendheidsniveau (pre-investeringsbasislijn);
- Het bepalen van de verwachte winstgevendheid van de investering (post-investeringsprojectie).
Sleutelfactoren
Beschikbaarheid van gegevens over teeltpatronen, irrigatietechnieken, pompsystemen, andere beschikbare pompalternatieven, markt, huidige leningproducten die beschikbaar zijn voor potentiële SPIS-klanten,water- en energievoorzieningsregeling in de regio, ondersteunings-/adviesstructuren en subsidieregelingen die beschikbaar zijn voor de regio, milieueffectbeoordeling op lange termijn; een jaarlijkse herevaluatie van de winstgevendheid van landbouwbedrijven
Geleerde les
Een irrigatiesysteem op zonne-energie (SPIS) is over het algemeen een langetermijninvestering om de bedrijfskosten van de boerderij te verlagen of de landbouwproductiviteit te verhogen of beide. Dit vereist inzicht in het boerenbedrijf als een bedrijf, in termen van alle kosten en inkomsten.
Zelfs als de winstgevendheid van het landbouwbedrijf wordt bevestigd, betekent dit niet automatisch dat een investering in een SPIS de meest verstandige keuze is. Dit geldt vooral als er andere pomptechnologieën op de markt beschikbaar zijn. Een diesel- of netgekoppelde elektrische pomp is misschien beter haalbaar als het pompen van water slechts een beperkte tijd per jaar nodig is. De Payback-Tool kan helpen bij deze beslissing.
Invloeden
Het gebrek aan informatie over irrigatie op zonne-energie en de relatief hoge investeringskosten vormen de grootste belemmeringen voor de toepassing van deze technologie. De kennis over de mogelijkheden, beperkingen en risico's van Solar Powered Irrigation Systems (SPIS) is onvolledig bij voorlichters, leveranciers, beleidsmakers, financieringsinstellingen en andere belanghebbenden. Als gevolg daarvan hebben boeren, als belangrijke eindgebruikersgroep, moeite om goede informatie te krijgen zodat ze weloverwogen beslissingen kunnen nemen en een SPIS op een duurzame manier kunnen onderhouden.
De Toolbox vult de kenniskloof door een holistische set praktische kennismaterialen aan te bieden waarmee SPIS-adviseurs hun klanten kunnen begeleiden naar een financieel en ecologisch verantwoorde keuze. Beslissingen die gebaseerd zijn op het gebruik van de Toolbox maken het mogelijk om negatieve ecologische en economische effecten te voorkomen door het SPIS te optimaliseren voor de behoeften van de boeren en de specifieke milieu- en agronomische omstandigheden op de locatie, inclusief technische aspecten. GIZ heeft tot nu toe meer dan 500 belanghebbenden, besluitvormers en adviseurs over de hele wereld getraind.
De Toolbox bestaat uit 10 modules en 16 tools die gebruikers ondersteunen bij het begroten, dimensioneren en ontwerpen van een irrigatiesysteem op zonne-energie. Met de Toolbox besparen de eindgebruikers water en bereiken ze een hogere productiviteit per verbruikte eenheid water, terwijl ze tegelijkertijd het milieu van water voorzien. Dit leidt tot verbeterde voedselzekerheid, waterbeheer en een stijging van het inkomen van boeren.
Begunstigden
De Toolbox is ontworpen om adviseurs, dienstverleners en vakmensen op het gebied van irrigatie op zonne-energie in staat te stellen eindgebruikers te raadplegen, met name kleine boeren en coöperaties.
Duurzame Ontwikkelingsdoelen
SDG 1 - Geen armoede
SDG 2 - Honger nul
SDG 3 - Goede gezondheid en welzijn
SDG 5 - Gendergelijkheid
SDG 6 - Schoon water en sanitaire voorzieningen
SDG 7 - Betaalbare en schone energie
SDG 9 - Industrie, innovatie en infrastructuur
SDG 12 - Verantwoord consumeren en produceren
SDG 13 - Klimaatactie
SDG 17 - Partnerschappen voor de doelen
Verhaal
Capaciteitsontwikkeling voor irrigatie op zonne-energie
GIZ/ Jörg Böthling
Sinds 2015 is de Toolbox uitgegroeid van een eenvoudige Excel-tool tot een uitgebreide leerervaring die beschikbaar is in het Engels, Frans, Spaans en Arabisch. Het bevat beproefde trainingsmodules, een e-learning cursus, online instructievideo's en een pool van trainers die zelf zijn opgeleid door het Powering Agriculture team. Op deze manier biedt de Toolbox verschillende leermogelijkheden.
Vanaf het begin was het idee om trainingen te geven als onderdeel van een project of breder curriculum. De Toolbox is geïntegreerd in de trainingscurricula van verschillende organisaties. Toen de belangstelling voor de Toolbox groeide, werd het duidelijk dat er behoefte was aan een meer systematisch en duurzaam trainersnetwerk. De eerste stap hiertoe was een samenwerking met Women in Sustainable Energy and Entrepreneurship (WISEe) in Kenia.
Net als in zoveel andere landen wordt het gebruik van hernieuwbare energie in Kenia belemmerd door onvoldoende technische ondersteuning voor huishoudens op het platteland. In Kenia zijn de weinige gekwalificeerde zonne-energietechnici voornamelijk te vinden in grote stedelijke centra. Bovendien zijn er weinig vrouwelijke technici. Om deze kloof te dichten heeft WISEe vrouwen getraind in technische basisvaardigheden op het gebied van fotovoltaïsche energie, hen in staat gesteld anderen te onderwijzen, ondernemersvaardigheden ontwikkeld om hun eigen bedrijf op te zetten en hen tot voorvechters van zonne-energietechnologieën gemaakt.
"Capaciteitsontwikkeling is essentieel, omdat het ervoor zorgt dat informatie over irrigatie op zonne-energie doorsijpelt naar praktijkmensen en eindgebruikers in plaats van het domein te blijven van fabrikanten, leveranciers en experts", zegt Jacinta Gatwiri, een van de vrouwen die door WISE is getraind.
Na een vijfdaagse training van trainers (ToT) werden vijf vrouwen uitgenodigd om bij te dragen aan de SPIS-trainingsworkshops en deze te leiden. De WISEe-trainers kunnen nu hun nieuw verworven vaardigheden als dienst aanbieden aan geïnteresseerde organisaties. Het feit dat WISEe is bedacht en wordt beheerd door vrouwen om vrouwen mondiger te maken in een sector die grotendeels door mannen wordt gedomineerd, maakt het tot een katalysator voor verandering.
Jacinta Gatwiri en haar collega's hebben inmiddels meerdere trainingen geleid over irrigatie op zonne-energie in Kenia en andere landen voor zowel GIZ als FAO. "Ik heb genoten van het gebruik van flexibele lesmethoden en van het feit dat er ruimte was voor cursisten om wijzigingen voor te stellen die aansloten bij hun lokale behoeften op basis van hun ervaringen in het veld", herinnert de voorzitter van WISEe zich. Capaciteitsopbouw op lokaal niveau kan de samenwerking en het netwerken tussen de opgeleiden verbeteren.
In contact komen met medewerkers
Andere medewerkers
Water en energie voor voedsel Grand Challenge
BMZ, GIZ, EU, Ministerie van Buitenlandse Zaken van het Koninkrijk der Nederlanden, Sida, USAID
