Amazonėje daugiau nei 3 milijonai žmonių aptarnaujami izoliuotais mini tinkleliais. Šimtai mini tinklų, maitinamų dyzeliniais generatoriais, kuriuos valdo nepriklausomi energijos gamintojai (IPP) ir viešosios elektros energijos įmonės Amazonės regione, naudojasi vyriausybės subsidijomis, kurios padengia 100 procentų kuro sąnaudų. Gana dažnai gabenant litrą dyzelino į šias atokias ir sunkiai pasiekiamas vietoves sunaudojama daugiau nei litras dyzelino. Vien 2023 m. deginant subsidijuojamą dyzeliną Amazonės mini tinkluose bus išmetama 1,6 mln.2ekv., kurio degalų sąnaudos siekia 2,5 mlrd. USD, kurias per kuro suvartojimo sąskaitą dalijasi visi brazilai. Elektros tiekimas priklauso nuo dyzelino tiekimo logistikos, kuri sausros metu gali nutrūkti, todėl tam tikrose vietose dyzelinės gamyklos turi turėti didelius kuro bakus. Be to, daugelis vietovių, iš kurių privažiavimas nešvariais keliais, patiria sunkumų lietaus sezono metu, todėl reikia didesnių degalų atsargų, kaip yra toliau parodytame Oiapoque miestelyje, kuriame yra 1,5 milijono litrų degalų ir 45 dienų autonomija. .
Per pastaruosius dešimtmečius bandymai sumažinti dyzelino gamybą upės pakrantėse ir izoliuotuose Amazonės kaimuose ir miesteliuose nebuvo sėkmingi. IPP pirmenybę teikia jiems taip gerai žinomiems dyzeliniams generatoriams, kuriuos sudaro patogios subsidijos, sukurtos prieš daugelį dešimtmečių, siekiant užtikrinti prieigą prie energijos, energijos saugumą ir paslaugų patikimumą. Tuo tarpu daugelio atsinaujinančios energijos technologijų (RET) kainos sumažėjo ir įsitvirtino patikimumo bei vietinių gamtos išteklių naudojimo požiūriu. Šiame kontekste buvo įvertinti RET, tokie kaip biomasė, saulė ir vėjas, siekiant padėti Amazonės energijos perėjimui, ir čia pateikiama išsami analizė.
Biomasė:tik mažuma izoliuotų sistemų bendruomenių turi pakankamai pajėgumų gaminti energiją naudojant biomasės gamybą iš pagrindinių regiono kultūrų, įskaitant manioką, açaí, kukurūzus, bananus ir saldžiąsias bulves, likučius. Energijos gamyba deginant medienos liekanas, gaunamas iš lentpjūvių, turinčių tvaraus valdymo planą ir tarptautinį sertifikavimą savo gaminiui, yra retas dalykas regione, kuris randamas tik vienoje vietoje (Itacoatiara – AM), veikiančioje Amazonėje (www. itacoatiara.com.br).
Vėjas:Amazonės regione vidutinis metinis vėjo greitis yra mažas (mažiau nei 4 m/s), dėl to, kartu su sudėtinga prieiga ir masto stoka šiose izoliuotose bendruomenėse, vėjo energijos gamyba regione tampa nekonkurencinga.
Fotoelektra:Saulės spinduliuotės ištekliai yra gausūs ir tolygiai pasklidę visoje Amazonėje; vidutinis metinis pasaulinis horizontalus apšvitinimas viršija 1700 kWh/m2.metai. Saulės energija yra modulinis sprendimas, kurį lengva įdiegti ir nereikalaujanti priežiūros, tačiau ši technologija turi svarbų minusą – didelio ploto poreikį. Saulės elektrinių diegimui Amazonėje galimi trys variantai: i) centralizuotos, ant žemės sumontuotos fotovoltinės elektrinės, ii) plūduriuojančios saulės PV elektrinės ir iii) nedidelės paskirstytos fotovoltinės sistemos (stogai arba žemė, įskaitant žemės ūkio energiją).
Didelio ploto, centralizuotas ant žemės montuojamas variantas susiduria su svarbiu apribojimu, kuris yra tinkamų plotų prieinamumas intensyvioms saulės PV jėgainėms įrengti be tolesnio miško slopinimo. Amazonės atogrąžų miškai yra labai tankūs su aukštais medžiais, ir tai yra pagrindinė šio techninio sprendimo kliūtis, nes daugelyje vietų nėra aiškių tokio dydžio plotų. Agrivoltaics čia gali atlikti svarbų vaidmenį, susiejant fotovoltinės energijos gamybą ir tvarų žemės naudojimą.
Kitas variantas yra plūduriuojančios PV sistemos, kurias būtų galima įrengti upės pakrantėse, prie kurių yra didelė dalis izoliuotų bendruomenių. Plaukiojantis PV yra plačiai naudojamas vietose, kuriose yra didelis demografinis tankis ir mažas sausumos plotas, pvz., Singapūras ir Japonija, ir paprastai įrengiamas ežeruose ar rezervuaruose, nejudančio vandens vietose, o vandens judėjimas susijęs tik su vietiniu vėju. Pagrindiniai ir labiausiai patyrę plūduriuojančių sistemų gamintojai su dideliu pasipriešinimu ir skepticizmu susiduria su plūduriuojančių PV sistemų įrengimo palei sraunias Amazonės upes techniniu perspektyvumu.
Trečiasis fotovoltinės energijos gamybos variantas yra stogo paskirstytas sprendimas, kuris taip dažnai naudojamas miesto zonose, o Brazilijos sujungtoje energijos paskirstymo sistemoje veikia daugiau nei 2 milijonai įrenginių. Brazilijos nacionalinio kosmoso tyrimų instituto (INPE) atlikta analizė rodo, kad esamų stogų skaičius šiose izoliuotose bendruomenėse gali garantuoti didelį šių izoliuotų sistemų aptarnavimo procentą. Pasirinkimas taip pat turi svarbių socialinių aspektų, nes norint integruoti PV į daugybę sistemų, reikės daug vietos darbo jėgos įrengimui ir vėlesnei priežiūrai.
Tipiškame gyvenamajame būste šiose mažas pajamas gaunančiose bendruomenėse naudojamos nebrangios pluoštinio cemento stogo čerpės, montuojamos ant trapių medinių konstrukcijų, kurios negali atlaikyti 20-25 kg/m.2papildoma apkrova, kurią sukelia tipinis PV modulis ir aliuminio konstrukcija, naudojama stogo PV. Kad tokiomis sąlygomis būtų galima integruoti stogo PV, pluoštinio cemento PV stogo čerpes sukūrė vienas didžiausių pluoštinio cemento stogo čerpių gamintojų Brazilijoje ir yra paskutiniame patvarumo ir patikimumo bandymo etape Saulės energijos laboratorijoje Universidade Federal de. Santa Catarina. Papildomas 1/6 nupjautų saulės elementų juostelių svoris ant galutinės stogo čerpės yra nereikšmingas, o keletą šių PV čerpių ant esamų stogų pakeisti yra paprasta. Numatomos sąnaudos yra mažesnės už tradicinę ant stogo įrengtą PV sistemą, tačiau norint gauti prieigą prie fotovoltinių elementų konkurencingomis kainomis, būtina padidinti mastą.
Atliekant šį tvaraus ir atsparaus energijos perėjimo izoliuotose Amazonės sistemose scenarijų vertinimą, dalis fotovoltinių generatorių turėtų būti sumontuoti centralizuotai, kad būtų užtikrinta centrinė aukšto našumo, prieinamumo ir patikimumo sistema, neišvalant jokių papildomų miško plotų. kita reikšminga generatorių dalis turėtų būti sumontuota paskirstyta ant stogų ir agrovoltinėse sistemose.
Autoriai: Prof. Andrew Blakers /ANU ir prof. Ricardo Rüther (UFSC).
