Kanali-ülemine PV Afganistani massiivse niisutusprojekti jaoks

Jaapani ja Afganistani uurimisrühm viis läbi Afganistani Qush-Tepa niisutuskanali kanali-top PV (CTPV) süsteemi tehno-keskkonna- ja majandushinnangu. Sel eesmärgil võtsid teadlased kasutusele raamistiku, mida nimetatakse integreeritud tehno-ökonoomiliseks-keskkonnahinnanguks (ITEEA), mis on nende sõnul ülekantav teistele sarnaste omadustega arengupiirkondadele, sealhulgas Indiale, Pakistanile, Põhja- ja Ida-Aafrikale ning Kagu-Aasia osadele.

"ITEEA raamistik kvantifitseerib selgesõnaliselt energiatootmise, vee{0}}aurustumise vähendamise, maakasutuse-säästu ja majandustulemusi ühes analüütilises struktuuris," ütles vastav autor Hameedullah Zaheb ajakirjale pv. "See integreeritud perspektiiv on eriti oluline nõrkade ja{3}}ressurssidega piiratud piirkondade jaoks, kus infrastruktuur peab samaaegselt teenima mitut eesmärki. Oleme huvitatud ITEEA raamistiku laiendamisest teistele piiriülestele kanalisüsteemidele Kesk- ja Lõuna-Aasias."

Arutades raamistiku Qush-Tepa kanalile rakendamise tulemusi, ütles Zaheb, et üks silmatorkavamaid leide oli kanali varjutamise abil saavutatav veesäästu ulatus. "Isegi osalise kanalikatte korral tähendab aurustumise vähenemine projekti eluea jooksul sadu miljoneid kuupmeetreid konserveeritud vett, millel on elektritootmisega võrreldav majanduslik ja strateegiline tähtsus," lisas ta.

Töö Qush-Tepa niisutuskanali kallal algas 2022. aastal ja see peaks lõppema 2028. aastal. Põhja-Afganistanis asuv projekt suunab Amu Darya jõe vett ära, et niisutada umbes 550 000 hektarit ja teenindada rohkem kui 60 000 majapidamist. Kanali pikkus ilma allkanaliteta on 285 km, laius 125 m, sängi laius 85 m, vee sügavus 6,5 m ja kanali kogusügavus 8 m.

Rühma ITEEA raamistik algab georuumilise sõeluuringu ja eelhinnanguga-, kasutades kaugseire-andmekogumeid, GIS-i kihte ja huvirühmade intervjuusid. Teises etapis viiakse läbi tehno-majanduslik ja keskkonnamodelleerimine, kasutades energiasimulatsiooniks süsteeminõustaja mudelit (SAM) ja hüdroloogiliseks hindamiseks aurustumisteguri meetodit (ECM). Kolmas samm keskendub projekteerimisele ja süsteemi optimeerimisele, sealhulgas moodulsüsteemi konfiguratsioonile, kanali ruumilisele paigutusele ja pinnakattele.

Neljandas etapis süsteem installitakse ja hakkab tööle. Praeguses etapis arvestatakse raamistikus kaheharuliste väljunditega, nagu veevoolud pumpade kaudu põllumajandusmahutitesse või farmidesse ning elektri tootmine maapiirkondade elektrifitseerimiseks või võrgu ekspordiks. Viies samm käsitleb poliitika integreerimist, võrgu vastavust ja sidusrühmade kaasamist. Viimases etapis kasutatakse suletud-tsükliga õppimisviisi, et võrrelda reaalajas-jõudlusandmeid baasprognoosidega.

Esimese kolme etapi põhjal valisid teadlased CTPV kasutuselevõtuks Mazar{0}}i-Sharifi lähedal asuva kanali lõigu, kuna see pakub suuremat päikeseenergia potentsiaali. Nad valisid 550 W kristallilisest -ränist PV-moodulid, mille tõhusus on 19%, mis on paigaldatud 0-kraadise kaldenurga ja 180-kraadise asimuudiga lõuna poole. Modelleeritud süsteemi koguvõimsus oli 836 MW. Kuna tegemist oli simulatsiooniuuringuga, ei võtnud meeskond süsteemi kasutusele, vaid modelleeris selle toimimist, kasutades võimsustegureid 18%, 20% ja 23%.

"CTPV-süsteem on projekteeritud installeeritud võimsusega 836 MW ja kasutades 20% baasvõimsustegurit, on süsteem võimeline tootma ligikaudu 1465 GWh aastas, tundlikkuse vahemikuga 1318–1684 GWh, mis vastab võimsusteguritele 18–23%,“ selgitas grupp. "Lisaks vähendab süsteem vee aurustumist ligikaudu 20%, säästes umbes 445 miljonit m3 vett ja andes vee säästmise kasu, mille väärtus on 25 aasta jooksul ligikaudu 200 miljonit USA dollarit.

"Maakasutuse kokkuhoid- annab kogukasule täiendavalt 118 miljonit USA dollarit," selgitasid teadlased. "Vajalik alginvesteering on ligikaudu 1,08 miljardit dollarit ja projekti ökonoomikat hinnatakse 25-aastase eluea jooksul baasdiskontomääraga 12%, tundlikkusanalüüsiga 8–16%. Soodsa rahastamise ja tulemuslikkuse stsenaariumide korral näitab süsteem positiivset majanduslikku tulu, samas kui tulemused jäävad tundlikuks võimsusteguri ja diskontomäära eelduste suhtes."

Uurimistööd esitleti ajakirjas "Canal{0}}top fotogalvaanilised süsteemid Qush-Tepa kanalil: energia ja vee sünergia mudel", mis avaldati ajakirjas Energy Conversion and Management: X. Uuringus on osalenud Jaapani Ryukyuse ülikooli, Afganistani Kabuli ülikooli ja Avicenna ülikooli teadlased.