Kanal-glavni fotonapon za projekat masovnog navodnjavanja u Afganistanu

Istraživačka grupa iz Japana i Avganistana izvršila je tehničku{0}}ekološku i ekonomsku procjenu kanala-top PV (CTPV) sistema na avganistanskom kanalu za navodnjavanje Qush-Tepa. U tu svrhu, istraživači su uveli okvir nazvan integrirana tehno{4}}ekonomska-procjena okoliša (ITEEA), za koju kažu da se može prenijeti na druge regije u razvoju sa sličnim karakteristikama, uključujući Indiju, Pakistan, sjevernu i istočnu Afriku i dijelove jugoistočne Azije.

"Okvir ITEEA eksplicitno kvantificira proizvodnju energije,{0}}smanjenje isparavanja vode,{1}}uštede korištenja zemljišta i ekonomske performanse unutar jedne analitičke strukture," rekao je odgovarajući autor Hameedullah Zaheb za pv magazin. "Ova integrisana perspektiva je posebno važna za krhke regije i regione{3}}sa ograničenim resursima, gdje infrastruktura mora istovremeno služiti višestrukim ciljevima. Zainteresirani smo za proširenje ITEEA okvira na druge prekogranične kanalske sisteme u centralnoj i južnoj Aziji."

Govoreći o rezultatima primjene okvira na kanal Qush-Tepa, Zaheb je rekao da je jedan od najupečatljivijih nalaza skala uštede vode koja se može postići kroz zasjenjenje kanala. "Čak i uz djelomičnu pokrivenost kanala, smanjenje isparavanja se pretvara u stotine miliona kubnih metara sačuvane vode tokom životnog vijeka projekta, što ima ekonomski i strateški značaj uporediv sa samom proizvodnjom električne energije", dodao je.

Radovi na kanalu za navodnjavanje Qush-Tepa počeli su 2022. godine i očekuje se da će biti završeni 2028. godine. Smješten u sjevernom Afganistanu, projekat preusmerava vodu iz rijeke Amu Darya za navodnjavanje oko 550.000 hektara i opslužuje više od 60.000 domaćinstava. Planirano je da kanal ima dužinu od 285 km, bez potkanala, sa vršnom širinom od 125 m, širinom korita od 85 m, dubinom vode 6,5 m i ukupnom dubinom kanala od 8 m.

Grupni ITEEA okvir počinje geoprostornim skriningom i pre-procjenom izvodljivosti, koristeći skupove podataka{1}}na daljinu, GIS slojeve i intervjue sa zainteresovanim stranama. U drugom koraku, tehno{3}}ekonomsko i ekološko modeliranje se provodi korištenjem System Advisor Model (SAM) za simulaciju energije i metode koeficijenta isparavanja (ECM) za hidrološku procjenu. Treći korak se fokusira na inženjerski dizajn i optimizaciju sistema, uključujući modularnu konfiguraciju sistema, prostorni raspored kanala i pokrivenost površine.

U četvrtom koraku sistem se instalira i ulazi u rad. U ovoj fazi, okvir uzima u obzir razdvojene rezultate, kao što su tokovi vode preko pumpi do poljoprivrednih skladišta ili farmi, i proizvodnja električne energije za ruralnu elektrifikaciju ili izvoz mreže. Peti korak se odnosi na integraciju politike, usklađenost sa mrežom i angažovanje zainteresovanih strana. U posljednjem koraku koristi se pristup učenja zatvorene{3}}zatvorene petlje za upoređivanje-podataka o performansama u stvarnom vremenu sa osnovnim projekcijama.

Na osnovu prva tri koraka, istraživači su odabrali dio kanala u blizini Mazar{0}}i-Šarifa za implementaciju CTPV, jer nudi veći solarni potencijal. Odabrali su kristalne-silikonske PV module od 550 W sa 19% efikasnosti, instalirane pod uglom nagiba od 0 stepeni i azimutom od 180 stepeni, okrenute prema jugu. Modelirani sistem je imao ukupni kapacitet od 836 MW. Kako je ovo bila simulacijska studija, tim nije implementirao sistem, već je umjesto toga modelirao njegov rad koristeći faktore kapaciteta od 18%, 20% i 23%.

"CTPV sistem je projektovan sa instaliranom snagom od 836 MW, a koristeći faktor kapaciteta osnovnog-faktora od 20%, sistem je sposoban da proizvede približno 1.465 GWh godišnje, sa rasponom osjetljivosti od 1.318-1.684 GWh što odgovara faktorima kapaciteta od 18-23% objašnjenih u grupi." „Štaviše, sistem smanjuje isparavanje vode za približno 20%, čuvajući oko 445 miliona m3 vode i donosi -uštede vode u vrijednosti od približno 200 miliona USD tokom 25 godina.

"Ušteda{0}}u korišćenju zemljišta doprinosi dodatnih 118 miliona USD ukupnim koristima", objasnili su naučnici. "Početna potrebna investicija je približno 1,08 milijardi dolara, a ekonomija projekta se procjenjuje tokom 25-godišnjeg životnog vijeka uz osnovnu diskontnu stopu od 12%, sa analizom osjetljivosti u rasponu od 8-16%. Pod povoljnim scenarijima finansiranja i učinka, sistem pokazuje pozitivne ekonomske povrate, dok rezultati ostaju osjetljivi na faktor kapaciteta i pretpostavke diskontne stope."

Istraživački rad je predstavljen u "Canal-top fotonaponskim sistemima na kanalu Qush-Tepa: model za sinergiju energije i vode", objavljenom u Energetskoj konverziji i upravljanju: X. U studiji su učestvovali istraživači sa japanskog univerziteta Ryukyus, avganistanskog univerziteta Kabul i Univerziteta Avicena.