PV بادوام ترین منبع انرژی برای انتقال انرژی آمازون است

در آمازون، بیش از 3 میلیون نفر توسط مینی شبکه های مجزا خدمات رسانی می کنند. صدها مینی شبکه تغذیه شده توسط مجموعه های ژنراتور دیزلی که توسط تولیدکنندگان مستقل برق (IPP) و شرکت های برق عمومی در منطقه آمازون اداره می شوند، همگی از یارانه های دولتی استفاده می کنند که 100 درصد هزینه سوخت را پوشش می دهد. اغلب بیش از یک لیتر گازوئیل برای انتقال یک لیتر گازوئیل به این مناطق دورافتاده و صعب العبور مصرف می شود. تنها در سال 2023، سوزاندن گازوئیل یارانه‌ای در مینی‌شبکه‌های آمازون، 1.6 MtCO منتشر می‌کند.₂eq، با هزینه سوخت 2.5 میلیارد دلار، که توسط تمام برزیلی ها از طریق حساب مصرف سوخت مشترک است. تامین برق بستگی به تدارکات تامین گازوئیل دارد، که ممکن است در مواقع خشکسالی قطع شود و نیاز است که کارخانه‌های دیزل در مکان‌های خاص دارای مخازن ذخیره سوخت بزرگ باشند. علاوه بر این، بسیاری از مکان‌های دسترسی به جاده‌های خاکی در طول فصل بارندگی با مشکلاتی مواجه می‌شوند و به ذخایر سوخت بیشتری نیاز دارند، مانند مورد شهر Oiapoque که در زیر نشان داده شده است، که ظرفیت ذخیره‌سازی 1.5 میلیون لیتر سوخت با استقلال 45 روز دارد. .

در دهه‌های گذشته، تلاش‌ها برای کاهش مشارکت تولید دیزل در روستاها و شهرهای دورافتاده آمازون و حاشیه رودخانه موفقیت‌آمیز نبوده است. IPP ها ترجیح می دهند به ژنراتورهای دیزلی که به خوبی می شناسند، تحت پناهگاه مناسب یارانه هایی که چندین دهه پیش برای ارائه دسترسی به انرژی، امنیت انرژی و قابلیت اطمینان خدمات طراحی شده اند، پایبند باشند. در این میان، بسیاری از فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر (RET) کاهش قیمت را تجربه کرده‌اند و از نظر قابلیت اطمینان و استفاده از منابع طبیعی در دسترس محلی خود را تثبیت کرده‌اند. در این زمینه، RET ها مانند زیست توده، خورشید و باد به منظور کمک به انتقال انرژی آمازون مورد ارزیابی قرار گرفته اند و یک تحلیل جامع در اینجا ارائه شده است.

زیست توده:تنها تعداد کمی از جوامع در سیستم های جدا شده ظرفیت کافی برای تولید انرژی با استفاده از تولید زیست توده از طریق بقایای محصولات اصلی در منطقه، از جمله کاساوا، آکای، ذرت، موز، و سیب زمینی شیرین و چندین محصول دیگر را دارند. تولید انرژی از طریق سوزاندن بقایای چوب، به دست آمده از کارخانه های چوب بری که دارای برنامه مدیریت پایدار و گواهینامه بین المللی محصول خود هستند، چیزی نادر در منطقه است که تنها در یک سایت (Itacoatiara – AM) فعال در آمازون یافت می شود (www. itacoatiara.com.br).

باد:منطقه آمازون میانگین سرعت باد سالانه پایینی دارد (کمتر از 4 متر بر ثانیه)، که همراه با دسترسی دشوار و کمبود مقیاس در این جوامع منزوی، تولید انرژی بادی را در منطقه رقابتی نمی کند.

فتوولتائیک:منبع تابش خورشیدی فراوان و به طور مساوی در سراسر آمازون پخش شده است. متوسط ​​تابش افقی جهانی سالانه بیش از 1700 کیلووات ساعت در متر است².سال. انرژی خورشیدی یک راه حل مدولار است که نصب آن آسان است و تعمیر و نگهداری آن کم است، اما این فناوری یک نقطه ضعف مهم دارد که نیاز به مساحت بزرگ است. برای پیاده‌سازی نیروگاه‌های خورشیدی در آمازون، سه گزینه امکان‌پذیر است: ۱) نیروگاه‌های PV متمرکز، روی زمین، ۲) نیروگاه‌های فتوولتائیک خورشیدی شناور، و ۳) سیستم‌های فتوولتائیک توزیع‌شده کوچک (پشت‌بام یا زمین، از جمله agrivoltaic).

گزینه نصب شده روی زمین با مساحت بزرگ و متمرکز با یک محدودیت مهم مواجه است، که در دسترس بودن مناطق مناسب برای نصب نیروگاه های فتوولتائیک خورشیدی متراکم منطقه بدون سرکوب بیشتر جنگل است. جنگل های بارانی آمازون بسیار متراکم با درختان بلند است و این گلوگاه اصلی این راه حل فنی است، زیرا برای بسیاری از مکان ها مناطق روشنی به این ترتیب بزرگی وجود ندارد. Agrivoltaics می تواند نقش مهمی را در اینجا ایفا کند و تولید برق PV و استفاده پایدار از زمین را مرتبط کند.

سیستم‌های PV شناور، که می‌توانند در سواحل رودخانه‌ای که بخش خوبی از جوامع جدا شده در آن قرار دارند نصب شوند، گزینه دیگری هستند. PV شناور به طور گسترده در مکان‌هایی با تراکم جمعیتی بالا و در دسترس بودن کم مناطق خشکی مانند سنگاپور و ژاپن استفاده می‌شود و معمولاً روی دریاچه‌ها یا مخازن، مکان‌های آب ساکن نصب می‌شود و حرکت آب فقط با باد محلی همراه است. قابلیت فنی نصب سیستم های PV شناور در امتداد رودخانه های آمازون با جریان سریع با مقاومت و تردید زیادی از سوی اصلی ترین و با تجربه ترین سازندگان سیستم های شناور مواجه شده است.

گزینه سوم برای تولید PV، راه حل توزیع شده روی پشت بام است که به طور معمول در مناطق شهری مستقر شده است، با بیش از 2 میلیون تاسیسات که در سیستم توزیع انرژی به هم پیوسته برزیل کار می کنند. تجزیه و تحلیل های انجام شده توسط موسسه ملی تحقیقات فضایی برزیل (INPE) نشان می دهد که تعداد سقف های موجود در این جوامع جدا شده می تواند درصد بالایی از خدمات را برای این سیستم های ایزوله تضمین کند. این گزینه همچنین جنبه های اجتماعی مهمی را ارائه می دهد، زیرا برای ادغام PV در تعداد زیادی از سیستم ها، نیروی کار محلی بسیار زیادی برای نصب و نگهداری بعدی مورد نیاز است.

خانه‌های مسکونی معمولی در این جوامع کم‌درآمد از کاشی‌های سقفی الیاف سیمانی کم‌هزینه استفاده می‌کنند که بر روی سازه‌های چوبی ضعیف نصب شده‌اند که نمی‌توانند 20-25 کیلوگرم بر متر را تحمل کنند.²بار اضافی تحمیل شده توسط ماژول PV معمولی به علاوه ساختار آلومینیومی مورد استفاده در PV پشت بام. برای فعال کردن ادغام PV روی پشت بام تحت این شرایط، کاشی‌های سقف فیبر سیمان PV توسط یکی از بزرگترین تولیدکنندگان کاشی‌های سقف سیمان الیافی در برزیل توسعه یافته‌اند و در آخرین مراحل تست استقامت و قابلیت اطمینان در آزمایشگاه انرژی خورشیدی در دانشگاه فدرال هستند. سانتا کاتارینا. وزن اضافی نوارهای سلول های خورشیدی برش 1/6 بر روی کاشی سقف نهایی ناچیز است و جایگزینی تعدادی از این کاشی های PV در سقف های موجود ساده است. هزینه های مورد انتظار کمتر از سیستم PV سنتی پشت بام است، اما افزایش مقیاس برای دسترسی به سلول های PV با هزینه های رقابتی ضروری است.

در این ارزیابی از سناریوهای انتقال انرژی پایدار و انعطاف‌پذیر در سیستم‌های ایزوله در آمازون، بخشی از ژنراتورهای فتوولتائیک باید به صورت مرکزی نصب شوند تا سیستم مرکزی با عملکرد بالا، در دسترس بودن و قابلیت اطمینان بدون پاکسازی مناطق جنگلی دیگر تضمین شود. بخش قابل توجهی دیگر از ژنراتورها باید بر روی پشت بام ها و در سیستم های agrivoltaic نصب شوند.

نویسندگان: پروفسور اندرو بلیکرز / ANU) و پروفسور ریکاردو روتر (UFSC).