Kanāls{0}}top PV Afganistānas lielajam apūdeņošanas projektam

Pētnieku grupa no Japānas un Afganistānas ir veikusi Afganistānas Kuš-Tepa apūdeņošanas kanāla kanāla-augstākās PV (CTPV) sistēmas tehno-vides un ekonomisko novērtējumu. Šim nolūkam pētnieki ieviesa sistēmu, ko sauc par integrēto tehno{4}}ekonomisko-vides novērtējumu (ITEEA), kuru, pēc viņu domām, var pārnest uz citiem jaunattīstības reģioniem ar līdzīgām īpašībām, tostarp Indiju, Pakistānu, Ziemeļāfriku un Austrumāfriku, kā arī Dienvidaustrumāzijas daļām.

"ITEEA sistēma nepārprotami nosaka enerģijas ražošanu, ūdens{0}}iztvaikošanas samazināšanu, zemes-izmantošanas ietaupījumus un ekonomiskos rādītājus vienā analītiskā struktūrā," žurnālam pv sacīja atbilstošais autors Hameedullah Zaheb. "Šī integrētā perspektīva ir īpaši svarīga trausliem un{3}}resursiem ierobežotiem reģioniem, kur infrastruktūrai vienlaikus jākalpo vairākiem mērķiem. Mēs esam ieinteresēti paplašināt ITEEA sistēmu, iekļaujot tajā arī citas pārrobežu kanālu sistēmas Centrālajā un Dienvidāzijā."

Apspriežot ietvara pielietošanas rezultātus Qush-Tepa kanālam, Zahebs sacīja, ka viens no pārsteidzošākajiem atklājumiem ir ūdens ietaupījuma apjoms, ko var panākt, izmantojot kanālu ēnojumu. "Pat ar daļēju kanālu pārklājumu, iztvaikošanas samazinājums projekta darbības laikā rada simtiem miljonu kubikmetru saglabātā ūdens, kam ir ekonomiska un stratēģiska nozīme, kas ir salīdzināma ar pašu elektroenerģijas ražošanu," viņš piebilda.

Darbs pie Qush-Tepa apūdeņošanas kanāla tika sākts 2022. gadā, un ir paredzēts, ka tas tiks pabeigts 2028. gadā. Projekts atrodas Afganistānas ziemeļos, un tas novirza ūdeni no Amudarjas upes, lai apūdeņotu aptuveni 550 000 hektāru un apkalpotu vairāk nekā 60 000 mājsaimniecību. Plānots, ka kanāla garums, neskaitot apakškanālus, būs 285 km, augšpuses platums ir 125 m, gultnes platums — 85 m, ūdens dziļums 6,5 m un kopējais kanāla dziļums 8 m.

Grupas ITEEA sistēma sākas ar ģeotelpisko skrīningu un priekšizpētes-priekšizpēti, izmantojot attālās-datu kopas, ĢIS slāņus un ieinteresēto personu intervijas. Otrajā posmā tiek veikta tehno-ekonomiskā un vides modelēšana, izmantojot sistēmas padomdevēja modeli (SAM) enerģijas simulācijai un iztvaikošanas koeficienta metodi (ECM) hidroloģiskajam novērtējumam. Trešais solis ir vērsts uz inženiertehnisko dizainu un sistēmas optimizāciju, tostarp moduļu sistēmas konfigurāciju, kanālu telpisko izkārtojumu un virsmas pārklājumu.

Ceturtajā solī sistēma tiek instalēta un sāk darboties. Šajā posmā ietvarstruktūrā tiek ņemta vērā dalīta produkcija, piemēram, ūdens plūsma caur sūkņiem uz lauksaimniecības krātuvi vai fermām un elektroenerģijas ražošana lauku elektrifikācijai vai tīkla eksportam. Piektais solis attiecas uz politikas integrāciju, tīkla atbilstību un ieinteresēto personu iesaisti. Pēdējā darbībā tiek izmantota slēgta-cikla mācīšanās pieeja, lai salīdzinātu{4}}reāllaika veiktspējas datus ar bāzes prognozēm.

Pamatojoties uz pirmajiem trim soļiem, pētnieki izvēlējās kanāla posmu netālu no Mazar-i-Sharif CTPV izvietošanai, jo tas piedāvā lielāku saules potenciālu. Viņi izvēlējās 550 W kristāliskā-silīcija PV moduļus ar 19% efektivitāti, kas uzstādīti 0 grādu slīpuma leņķī un 180 grādu azimutā, kas vērsti uz dienvidiem. Modelētās sistēmas kopējā jauda bija 836 MW. Tā kā šis bija simulācijas pētījums, komanda neizvietoja sistēmu, bet gan modelēja tās darbību, izmantojot jaudas koeficientus 18%, 20% un 23%.

"CTPV sistēma ir izstrādāta ar uzstādīto jaudu 836 MW, un, izmantojot bāzes -gadījuma jaudas koeficientu 20%, sistēma spēj saražot aptuveni 1465 GWh gadā ar jutības diapazonu no 1318 līdz 1684 GWh, kas atbilst jaudas koeficientiem 18-23% apmērā," skaidroja grupa. "Turklāt sistēma samazina ūdens iztvaikošanu par aptuveni 20%, ietaupot aptuveni 445 miljonus m3 ūdens un nodrošinot ūdens ietaupījumus, kuru vērtība ir aptuveni 200 miljoni USD 25 gadu laikā.

"Zemes izmantošanas ietaupījumi{0}}iegulda papildu 118 miljonus ASV dolāru no kopējiem ieguvumiem," skaidroja zinātnieki. "Nepieciešamie sākotnējie ieguldījumi ir aptuveni 1,08 miljardi ASV dolāru, un projekta ekonomija tiek novērtēta 25 gadu laikā ar bāzes diskonta likmi 12% ar jutīguma analīzi 8–16%. Labvēlīgos finansēšanas un darbības scenārijos sistēma demonstrē pozitīvu ekonomisko atdevi, bet rezultāti joprojām ir jutīgi pret jaudas koeficientu un diskonta likmes pieņēmumiem."

Pētījuma darbs tika prezentēts "Canal{0}}top fotoelementu sistēmas Qush-Tepa kanālā: enerģijas un ūdens sinerģijas modelis", kas publicēts izdevumā Energy Conversion and Management: X. Pētījumā ir piedalījušies pētnieki no Japānas Universitātes Ryukyus, Afganistānas Kabulas universitātes un Avicennas universitātes.