Инструментарий по системам орошения на солнечных батареях (SPIS): Информация и инструменты для консультирования по солнечным водяным насосам и ирригации
Полное решение
Ирригация на солнечных батареях
GIZ/Jörg Böthling
Солнечные насосы стали экономичной, технически и экологически целесообразной альтернативой традиционным насосным системам, работающим на ископаемом топливе (дизель, бензин, газ) или на электричестве от сети, даже в сельских районах с ограниченным или отсутствующим электроснабжением.
Инструментарий по СПИС разработан для того, чтобы консультанты, поставщики услуг и специалисты-практики в области солнечного орошения могли предоставлять широкие практические рекомендации конечным пользователям, политикам и финансистам. Целостный набор практических знаний, предоставляемых Инструментарием, позволяет конечным пользователям учитывать специфические особенности SPIS и минимизировать риски, связанные с эффективностью системы, финансовой устойчивостью и нерациональным использованием воды.
Инструментарий состоит из информационных модулей, дополненных удобными для пользователя программными инструментами (расчетные таблицы, контрольные списки, руководства), которые помогают пользователям в составлении бюджета, определении размеров и проектировании системы орошения на солнечных батареях. Инструменты доступны на английском, французском, испанском и арабском языках.
Последнее обновление: 11 Nov 2022
9351 Просмотров
Фотогалерея и видеогалерея
Контекст
Решаемые задачи
Недостаток информации о солнечном орошении и относительно высокие инвестиционные затраты препятствуют внедрению этой технологии. Необходимо расширить знания о потенциале, ограничениях и рисках SPIS среди специалистов по распространению знаний, поставщиков, политиков, финансовых учреждений и других заинтересованных сторон. Таким образом, фермеры получат доступ к достоверной информации для принятия обоснованных решений и устойчивого поддержания SPIS. Инструментарий обеспечивает целостный подход, с помощью которого консультанты по СПИС могут направлять своих клиентов.
Инструментарий SPIS повышает потенциал фермеров, консультантов и установщиков систем по устойчивому управлению водными ресурсами в SPIS. Доступ к информации о SPIS способствует более широкому внедрению технологии и снижению выбросов за счет использования солнечной энергии вместо ископаемого топлива для питания насосов.
Инструментарий информирует органы, принимающие решения, о финансовых вариантах, более подходящих для нужд фермеров, чтобы фермеры могли получить доступ к финансированию SPIS.
Расположение
Кения
Западная и Центральная Африка
Северная Африка
Восточная и Южная Африка
Центральная Америка
Южная Америка
Западная Азия, Ближний Восток
Юго-Восточная Азия
Южная Азия
Процесс
Краткое описание процесса
Важно разработать SPIS таким образом, чтобы учесть потребности фермеров и конкретные условия участка (их экологические, агрономические и технические аспекты). Это позволяет оптимизировать потенциал технологии и избежать негативных экологических и экономических последствий. Инструментарий восполняет пробел в знаниях, информируя специалистов по распространению знаний, поставщиков, политиков, финансовые учреждения и другие заинтересованные стороны о потенциале, ограничениях и рисках систем орошения на солнечных батареях (SPIS). Инструментарий включает информационные модули, дополненные удобными для пользователя программными инструментами (расчетные таблицы, контрольные списки, руководства), которые представляют собой целостный набор практических знаний, с помощью которых консультанты по СПИС могут направлять своих клиентов к финансово и экологически обоснованному выбору, помогающему экономить воду, достигать более высокой производительности на единицу потребляемой воды и одновременно обеспечивать водой окружающую среду.
Строительные блоки
Инструмент для определения размеров насоса
Инструмент Pump Sizing Tool позволяет рассчитать напор насоса, необходимую мощность солнечного фотоэлектрического модуля и выбрать подходящие технологии насосов. DESIGN - Pump Sizing Tool помогает спроектировать систему орошения таким образом, чтобы обеспечить минимальные потери давления в системе. Кроме того, он служит в качестве контрольного списка для выявления потерь давления, например, из-за утечек в существующей системе.
Благоприятные факторы
Техническая поддержка фермеров на этапе планирования; данные о суточной потребности в воде для сельскохозяйственных культур, среднесуточной глобальной солнечной радиации для расчетного месяца, стоимости фотоэлектрических панелей и насосов для конкретной страны; наличие вариантов финансирования
Извлеченный урок
Правильный выбор размеров компонентов SPIS имеет решающее значение, поскольку SPIS с недостаточной мощностью не удовлетворит потребности фермеров, а слишком большая система приведет к излишним эксплуатационным и капитальным затратам. Небрежное отношение к устойчивой водоотдаче водных источников может привести к нехватке воды и истощению водных ресурсов, что негативно скажется на бюджете фермерского хозяйства и окружающей среде. Поэтому очень важно поддерживать тесный контакт с фермером на этапе планирования и информировать его о преимуществах и ограничениях SPIS.
Окончательное проектирование фотоэлектрического насоса и ирригационной системы следует доверить опытным системным интеграторам, которые используют компьютерные инструменты для расчета и моделирования систем, такие как COMPASS, WinCAPS и PVSYST, HydroCALC, GESTAR.
Инструмент окупаемости
Инструмент "Окупаемость" позволяет провести сравнительную оценку доходов и трех различных вариантов ирригационных насосных систем. Информация, необходимая для использования этого инструмента, включает инвестиционные и эксплуатационные расходы для различных насосных систем, ожидаемый доход от сельскохозяйственного производства и основные экономические условия (например, уровень инфляции). Однако даже если рентабельность сельскохозяйственного предприятия подтверждена, это не означает, что инвестиции в SPIS автоматически являются наиболее разумным выбором. Это особенно верно, если на рынке доступны другие насосные технологии. Дизельный или подключенный к сети электрический насос может быть более целесообразным, если откачка воды требуется только в течение ограниченного времени в году. Инструмент "INVEST - Окупаемость" рассматривает и сравнивает ирригационные системы на солнечных батареях с другими технологиями откачки воды. Основные данные собираются у поставщиков технологий, и автоматически рассчитывается срок окупаемости с учетом прибыли фермы и различных технологий.
Благоприятные факторы
Наличие данных о сроке службы проекта/СПИС, капитальных затратах/первоначальных капитальных вложениях для солнечной энергии и альтернативных вариантов, рыночных ценах, стоимости эксплуатации и обслуживания, макроэкономических переменных, налоговой политике; дополнительные консультации финансовых экспертов
Извлеченный урок
Все расчеты должны основываться на ценах, которые можно определить, а также на оценках и предположениях. Необходимо рассмотреть текущую ситуацию и будущие сценарии, а также сравнить варианты альтернативных насосных систем (электрических, дизельных). Перед принятием решения следует проработать различные сценарии.
Инструмент оценки рынка
Инструмент оценки рынка учитывает основные геофизические параметры и предоставляет руководящие принципы и весовые коэффициенты для оценки параметров, которые позволяют создать благоприятную бизнес-среду для СПИС. Инструмент оценки рынка направлен на предоставление информации для проведения оценки рыночного потенциала ирригационных систем на солнечных батареях в стране или регионе. В нем представлены параметры для рассмотрения, которые могут применяться различными заинтересованными сторонами (включая частные компании SPIS, разработчиков политики, финансовые институты и специалистов по развитию) при оценке рыночного потенциала SPIS.Параметры, используемые для оценки рыночного потенциала, включают геофизические параметры, такие как солнечная радиация, количество осадков, растительный покров и землепользование, а также параметры деловой среды (такие как государственное вмешательство,Вмешательство организаций по развитию, финансирование, доступность и стоимость альтернативных видов топлива, технический потенциал, осведомленность о технологии солнечных фотоэлектрических батарей, значимость сельского хозяйства в местной экономике, доступ к земле и владение ею, транспортная и коммуникационная инфраструктура).
Благоприятные факторы
Точные данные об осадках, растительном покрове и землепользовании, а также о солнечном облучении; установление истины на местности
Извлеченный урок
Определение целевых рынков для СПИС предполагает оценку множества параметров. К ним могут относиться различные геофизические параметры и параметры бизнес-среды. Для заинтересованных сторон, не имеющих в виду определенный целевой рынок или желающих получить лишь общий обзор потенциальных областей, где могут быть установлены или использованы системы, это может оказаться сложной и трудоемкой задачей.
При оценке рыночного потенциала СПИС заинтересованным сторонам необходимо оценить ирригационную жизнеспособность целевого участка с точки зрения почвенно-растительного покрова и землепользования. Всегда важно сопровождать камеральный анализ почвенно-растительного покрова посещением выбранных участков на месте.
Установка солнечных панелей в регионах с низкой солнечной радиацией может привести к высоким затратам на установку в результате использования большего количества панелей. Благодаря технологическому прогрессу солнечная радиация является скорее экономическим фактором, чем вопросом технической осуществимости.
Инструмент для определения потребности в воде
Инструмент Water Requirement Tool рассчитывает потребность в воде для различных культур и домашнего скота в соответствии с географическими и климатическими параметрами, помогая консультантам и фермерам оценить количество воды, необходимое для системы орошения. Это позволяет предотвратить чрезмерное и недостаточное орошение.
Благоприятные факторы
Местные данные о потребностях в воде для сельскохозяйственных культур, месячном количестве осадков, поверхностных водоемах и системах подземных водоносных горизонтов, о лицензировании и правах на забор воды, а также о дебите источников воды; ресурсы, предоставляемые (например, ФАО).
Извлеченный урок
Чрезмерное выкачивание может привести к истощению грунтовых вод. Это означает, что добыча подземных вод происходит быстрее, чем их восполнение. Истощение водоносного горизонта может привести к потере экосистем и водно-болотных угодий, увеличению выбросов парниковых газов, оседанию почвы и социальным конфликтам с другими водопользователями. Поэтому любая разработка СПИС должна быть интегрирована в существующую нормативно-правовую базу и в местное планирование и мониторинг управления водными ресурсами/подземными водами.
Инструмент анализа фермы
Инструмент "Анализ фермы" позволяет провести оценку рентабельности фермы. Он предоставляет листы для ввода различных расходов и доходов фермы и автоматически рассчитывает маржу прибыли фермы. Он также показывает, какие постоянные и переменные затраты являются наиболее значительными и где экономия может оказать существенное влияние. Инструмент генерирует отчет о доходах фермы, который можно представить кредитной организации. Инструмент полезен для:
- Определения текущего уровня рентабельности (базовая линия до инвестирования);
- определения ожидаемой рентабельности инвестиций (постинвестиционный прогноз).
Благоприятные факторы
Наличие данных о структуре посевов, методах орошения, насосных системах, других доступных альтернативах, рынке, текущих кредитных продуктах, доступных для потенциального клиента СПИС,режим водо- и энергоснабжения в регионе, структуры поддержки/консультирования и схемы субсидирования, доступные для региона, долгосрочная оценка воздействия на окружающую среду; ежегодная переоценка рентабельности фермы
Извлеченный урок
Система орошения на солнечных батареях (SPIS) - это, как правило, долгосрочный инвестиционный выбор, направленный на снижение эксплуатационных расходов фермы, повышение производительности сельского хозяйства или и того, и другого. Это требует понимания фермерского хозяйства как бизнеса с точки зрения всех расходов и доходов.
Даже если рентабельность фермерского хозяйства подтверждена, это не означает, что инвестиции в SPIS автоматически являются наиболее разумным выбором. Это особенно верно, если на рынке доступны другие насосные технологии. Дизельный или подключенный к сети электронасос может быть более целесообразным, если откачка воды требуется только в течение ограниченного времени в году. Инструмент "Окупаемость" может помочь в принятии такого решения.
Воздействие
Недостаток информации о солнечной ирригации и относительно высокие инвестиционные затраты являются основными препятствиями для внедрения этой технологии. Специалисты по распространению знаний, поставщики, разработчики политики, финансовые учреждения и другие заинтересованные стороны не обладают достаточными знаниями о потенциале, ограничениях и рисках систем орошения на солнечных батареях (СПИС). В результате фермеры, как основная группа конечных пользователей, с трудом получают достоверную информацию, необходимую для принятия обоснованных решений и поддержания устойчивости СПИС.
Инструментарий восполняет пробел в знаниях, предоставляя целостный набор практических материалов, с помощью которых консультанты по СПИС могут направлять своих клиентов к финансово и экологически обоснованному выбору. Решения, принятые с использованием инструментария, позволяют избежать негативных экологических и экономических последствий, оптимизируя SPIS в соответствии с потребностями фермеров и конкретными экологическими и агрономическими условиями, включая технические аспекты. На данный момент GIZ обучил более 500 заинтересованных сторон, лиц, принимающих решения, и консультантов по всему миру.
Инструментарий состоит из 10 модулей и 16 инструментов, которые помогают пользователям в составлении бюджета, определении размеров и проектировании ирригационной системы на солнечных батареях. С помощью инструментария конечные пользователи экономят воду и достигают более высокой производительности на единицу потребляемой воды, одновременно обеспечивая водой окружающую среду. Это приводит к улучшению продовольственной безопасности, рациональному использованию водных ресурсов и увеличению доходов фермеров.
Бенефициары
Инструментарий разработан для того, чтобы консультанты, поставщики услуг и специалисты-практики в области солнечного орошения могли консультировать конечных пользователей, особенно мелких фермеров и кооперативы.
Цели устойчивого развития
ЦУР 1 - Нет бедности
ЦУР 2 - Нулевой голод
ЦУР 3 - Хорошее здоровье и благополучие
ЦУР 5 - Гендерное равенство
ЦУР 6 - Чистая вода и санитария
ЦУР 7 - Доступная и чистая энергия
ЦУР 9 - Промышленность, инновации и инфраструктура
ЦУР 12 - Ответственное потребление и производство
ЦУР 13 - Действия в области климата
ЦУР 17 - Партнерство для достижения целей
История
Развитие потенциала для ирригации с использованием солнечной энергии
GIZ/ Jörg Böthling
С 2015 года "Инструментарий" превратился из простого Excel-инструмента в комплексный учебный курс, доступный на английском, французском, испанском и арабском языках. В нем представлены проверенные учебные модули, электронный курс обучения, видеоролики с онлайн-обучением и пул тренеров, которые сами прошли обучение в команде Powering Agriculture. Таким образом, инструментарий предлагает различные способы обучения.
С самого начала идея заключалась в том, чтобы проводить тренинги в рамках проекта или более широкой учебной программы. Инструментарий был включен в учебные программы нескольких организаций. По мере роста интереса к инструментарию стало ясно, что необходима более систематическая и устойчивая сеть тренеров. Первым шагом на пути к этому стало сотрудничество с организацией "Женщины в устойчивой энергетике и предпринимательстве" (WISEe) в Кении.
Как и во многих других странах, распространению возобновляемых источников энергии в Кении препятствует недостаточная техническая поддержка сельских домохозяйств. В Кении немногие квалифицированные специалисты по солнечной фотоэлектрической энергии находятся в основном в крупных городских центрах. Кроме того, среди них мало женщин-техников. Чтобы устранить этот пробел, организация WISEe обучила женщин основным техническим навыкам работы с фотовольтаикой, предоставив им возможность обучать других, развивать предпринимательские навыки для создания собственного бизнеса и сделать их поборниками солнечных технологий.
"Развитие потенциала имеет ключевое значение, поскольку это позволит обеспечить, чтобы информация об ирригации с помощью солнечных батарей доходила до практиков и конечных пользователей, а не оставалась в ведении производителей оборудования, поставщиков и экспертов", - говорит Джасинта Гатвири, одна из женщин, прошедших обучение в WISEe.
После пятидневного семинара по подготовке инструкторов (ToT) пять женщин были приглашены для участия и руководства учебными семинарами SPIS. Теперь тренеры WISEe могут предложить свои приобретенные навыки заинтересованным организациям. Тот факт, что WISEe был создан и управляется женщинами для расширения прав и возможностей женщин в секторе, где в основном доминируют мужчины, делает его катализатором перемен.
К настоящему времени Джасинта Гатвири и ее коллеги провели множество тренингов по ирригации на солнечных батареях в Кении и других странах для GIZ и FAO. "Мне понравился опыт использования гибких методов обучения, а также то, что слушатели могли предлагать модификации в соответствии с местными потребностями, основываясь на своем опыте работы на местах", - вспоминает председатель WISEe. Наращивание потенциала на местном уровне может способствовать расширению сотрудничества и созданию сетей среди тех, кто прошел обучение".
Связь с соавторами
Другие вкладчики
Гранд-задача "Вода и энергия для продовольствия
BMZ, GIZ, ЕС, Министерство иностранных дел Королевства Нидерландов, Sida, USAID
