۱٫ معرفی
مالاوی یکی از پایین ترین سطوح دسترسی به برق در جهان را دارد و تنها ۱۴٫۲ درصد از جمعیت در سال ۲۰۲۱ به برق دسترسی دارند. [
۱]. این چالش با این واقعیت تشدید می شود که رشد جمعیت از رشد سالانه دسترسی به برق پیشی می گیرد. از این رو، تعداد افراد بدون دسترسی در حال افزایش است [
۲]. دستیابی به توسعه پایدار و انتقال انرژی در چنین شرایطی برای کشورها چالش برانگیز است.
عدم دسترسی به برق و وابستگی مداوم به بیومس برای سوخت، اکثریت قریب به اتفاق مردم مالاوی و بقیه کشورهای جنوب صحرای آفریقا را در معرض فقر مطلق قرار داده است. [
۳,
۴,
۵,
۶]. علاوه بر این، افزایش فشار بر منابع طبیعی مانع توسعه اقتصادی و توانایی مردم برای ایجاد معیشت پایدار شده است. این به نوبه خود منجر به تخریب اکوسیستم شده است. تغییرات اقلیمی چالش‌های مکرر و شدیدتری را ایجاد می‌کند، به‌ویژه بر جوامع فقیری که گزینه‌های کمتری برای سازگاری دارند، تأثیر می‌گذارد. این اثرات نامطلوب تهدیدی قابل توجه برای دستیابی به اهداف دستور کار ۲۰۳۰ سازمان ملل متحد و دستور کار ۲۰۶۳ AU است.
تفاوت در نرخ دسترسی به برق بین مناطق شهری و روستایی قابل توجه است. به عنوان مثال، در مالاوی، در حالی که مناطق شهری ۴۲ درصد نرخ دسترسی دارند، مناطق روستایی تنها ۴ درصد دارند. [
۷]. یکی از دلایل این نابرابری این است که شرکت‌های برق در کشورهای در حال توسعه به دلیل کمبود ظرفیت تولید کافی، زیرساخت‌های ضعیف انتقال و توزیع، هزینه‌های بالای عرضه به مناطق دورافتاده، ناتوانی خانوارهای کم‌درآمد در پرداخت هزینه‌های اتصال بالا، و وضعیت مالی ضعیف شرکت های آب و برق [
۶]. کنده راب و همکاران (۲۰۱۵) مشاهده کرد که خدمات بیشتر دولت ها در آفریقا به عنوان وسیله ای برای پاداش دادن به دسته حاکم از طریق فساد استفاده می شود. [
۸]. گسترش شبکه به عنوان یک ابزار کمپین سیاسی مورد استفاده قرار گرفته است زیرا سیاستگذاران تمایل دارند گسترش شبکه را به مناطق حاشیه شهری اولویت دهند تا حمایت سیاسی خود را به حداکثر برسانند یا برق را برای جمعیت شهری که از نظر سیاسی فعال تر و سازماندهی شده تر از جمعیت روستایی هستند تأمین کنند. [
۹]. مشاهده شده است که مناطقی که می توان از نظر اقتصادی با گسترش شبکه به آنها خدمات رسانی کرد، به آرامی در حال فرسوده شدن هستند [
۲].
با توجه به IEA و همکاران. (۲۰۲۰)، در سال های اخیر، راه حل های توسعه یافته خارج از شبکه نرخ دسترسی به برق را در بسیاری از کشورها بهبود بخشیده است. [
۱۰]. این راه‌حل‌ها شامل سیستم‌های انرژی غیرمتمرکز، مانند شبکه‌های کوچک و سیستم‌های خانه خورشیدی (SHS) است. آنها می توانند به عنوان راه حل های مستقل یا تکمیل کننده تلاش های توسعه شبکه برای تسریع دسترسی به برق عمل کنند. مینی شبکه‌ها «سیستم‌های تولید و توزیع نیروی برق» هستند که «می‌توانند به طور کامل از شبکه اصلی جدا شوند یا به آن متصل شوند، اما همچنین می‌توانند عمداً خود را از شبکه جدا کنند». [
۱۱]. مینی شبکه‌ها می‌توانند با اشکال تولید متعارف یا تجدیدپذیر تغذیه شوند. در این مقاله، ما فقط بر روی منابع تجدیدپذیر تمرکز می کنیم. در حالی که به نظر می رسد در مورد ظرفیت تولید این سیستم ها اتفاق نظر وجود نداشته باشد، بیان شده است که مینی شبکه ها شامل تولید برق بین ۱۰ کیلووات تا ۱۰ مگاوات هستند. [
۱۲] یا به سادگی هر سیستم کمتر از ۱۰ مگاوات [
۱۱]. علاوه بر این، طبق Etongo & Naidu (2022)، هر سیستمی با توان کمتر از ۱۰ کیلو وات یا پایگاه مشتری ۲۰ تا ۱۰۰ باید به عنوان یک مینی شبکه در نظر گرفته شود. [
۱۲]. صرف نظر از این تعاریف، شبکه‌های کوچک می‌توانند نقش مهمی در گسترش موفقیت برق و افزایش ظرفیت کلی نصب شده خود در کشوری داشته باشند که دسترسی جهانی به برق ندارد. اما شبکه‌های کوچک باید طوری طراحی شوند که نیازهای کاربر نهایی یا بارهای مختلف را برآورده کنند، از مناسب‌ترین تولید (از لحاظ مالی و فنی) استفاده کنند، تجهیزات ذخیره‌سازی و کنترلی داشته باشند، بتوانند درآمدها را بازیابی کنند، به‌طور مؤثری بهره‌برداری و نگهداری می‌شوند و پتانسیل لازم را دارند. برای رشد با تقاضای آینده برای هزاران شبکه کوچکی که ساخته شده‌اند، معمولاً برای شرایط خاص با اهداف متفاوت از آنچه باید به دست آیند، به جای ارائه راه‌حل‌های خارج از قفسه و ایجاد مقایسه با همه جایگشت‌های مختلف، سفارشی می‌شوند. این امر به دلیل درگیر شدن طیف گسترده ای از سازمان ها که اغلب فاقد برنامه ریزی استراتژیک هستند، مشکلاتی را در افزایش دسترسی به برق ایجاد می کند.
۱٫۱٫ تلاش برای افزایش دسترسی به برق در مالاوی
مالاوی چندین پروژه انرژی غیرمتمرکز را برای گسترش دسترسی به برق اجرا کرده است، از جمله پروژه دسترسی به برق نداوالا و مالاوی (MEAP) [
13]. Ndawala پس از مشاهده این موضوع آغاز شد که حتی با گسترش شبکه برق در مناطق روستایی از طریق برنامه برق رسانی روستایی مالاوی (MAREP)، تعداد کمی از خانواده ها می توانند هزینه های اتصال و هزینه های سیم کشی داخلی را تامین کنند. [
۱۴]. MAREP یک بخش در وزارت انرژی وزارت نیرو است که هدف آن ترویج برق رسانی روستایی است. MAREP از طریق مالیات بر فروش انرژی مانند برق و فرآورده های نفتی تامین می شود. این پروژه خدمات سیم کشی و اتصالات به خانوارهای هدف را با ارائه وام نرم ۵۵۰۰۰ MWK (تقریباً ۵۴ دلار) به هر خانوار ارائه می دهد. با این حال، قبل از بهره مندی از این طرح، خانوارها باید هزینه تعهدی به مبلغ ۵۰۰۰ MWK (حدود ۴٫۹۰ دلار) بپردازند. بازپرداخت وام از طریق کسر ۴۰ درصد از هر واحد برق خریداری شده توسط خانوار انجام می شود. متاسفانه این طرح تنها ۱۲۹۸۲ خانوار را در سراسر کشور پشتیبانی کرد [
۱۴]. اگر بخواهد تأثیر قابل توجهی بر دسترسی به انرژی در کشور داشته باشد، نیازمند افزایش مقیاس است.
شرکت تامین برق مالاوی (ESCOM) MEAP را با حمایت فنی و مالی بانک جهانی اجرا کرد. [
۱۵,
۱۶]. هدف MEAP «حذف موانع اتصال به دلیل هزینه‌های غیرقابل تحمل سیم‌کشی داخلی، ارائه بردهای آماده به خانوارهای کم درآمدی بود که قادر به پرداخت هزینه‌های سیم‌کشی داخلی نیستند». این پروژه حمایت از ۲۸۰,۰۰۰ خانوار از ۱ میلیون خانوار را در ۵۰۰ متری ترانسفورماتورهای موجود با اتصالات برق برنامه ریزی شده تا سال ۲۰۲۴ هدف قرار داده است. خانوارهای ذینفع ملزم به پرداخت هزینه اتصال استاندارد ۲۵,۰۰۰ MWK (24 USD) بودند که ۳۱ درصد از کل اتصال را نشان می دهد. هزینه ۷۹۰۰۰ MWK (تقریباً ۷۸ دلار). این موجودی باید از طریق کسر تعرفه از هر واحد برق خریداری شده توسط خانوار بازپرداخت شود [
۱۴,
۱۷].
افزایش سرعت Ndawala و MEAP این پتانسیل را دارد که پوشش برق را تا حدود ۷۰ تا ۸۰ درصد از ۱ میلیون خانوار مورد نظر که در فاصله ۵۰۰ متری زندگی می کنند، یا ۱٫۵ میلیون خانواری که در ۱ کیلومتری ترانسفورماتورهای موجود زندگی می کنند، گسترش دهد. تخمین زده می شود که گسترش این دو ابتکار، دسترسی کلی برق ملی را به حدود ۳۸ درصد افزایش دهد. [
۱۷] از ۱۱٫۲ درصد فعلی. با این وجود، مزایای توسعه ای بالقوه برق رسانی و توانایی آن برای کاهش فقر، دست نیافتنی و فاقد تأثیر معنادار است، مگر اینکه با ابتکارات ملموس و متعهد همراه شود که از تحویل برق حمایت می کند. علاوه بر این، بدون افزایش ظرفیت تولید توسط شرکت ملی تولید برق، گسترش این دو پروژه به کاهش تعداد خاموشی‌ها و کاهش فشار بر سیستم برق فعلی کمک می‌کند. این دو پروژه برای گسترش شبکه بوده و جمعیتی را که از نظر اقتصادی می توان با شبکه های کوچک خدمات رسانی کرد در نظر نگرفت. شبکه‌های کوچک پتانسیل دسترسی اقتصادی به حدود ۴۰ درصد از کسانی که به برق در جنوب صحرای آفریقا دسترسی ندارند را دارند و تا سال ۲۰۳۰ به دسترسی جهانی به برق کمک می‌کنند. [
۱۸].
۱٫۲٫ انتقال انرژی و توسعه پایدار
آژانس بین المللی انرژی (۲۰۲۱) گزارش داد که انرژی حدود ۷۵ درصد از انتشارات گلخانه ای جهانی در سال ۲۰۱۹ را به خود اختصاص داده است، در حالی که مصرف سوخت برای تولید برق و گرما ۴۱ درصد از CO جهانی را تشکیل می دهد.
۲ انتشار گازهای گلخانه ای در سال ۲۰۲۱ [
۱۹]. پرداختن به تغییرات آب و هوایی و رسیدن به هدف انتشار خالص کربن صفر تا سال ۲۰۵۰ نیازمند یک تغییر الگو به سمت انتقال انرژی کم کربن است. [
۲۰]. این انتقال انرژی به عنوان افزایش حجم و نسبت انرژی های تجدیدپذیر جایگزین سوخت های سنتی یا فسیلی تعریف شده است. [
۲۱,
۲۲]
گسترش دسترسی به انرژی مدرن پیش شرطی برای کاهش فقر و افزایش رفاه مشترک برای زندگی مدرن است. [
۶,
۲۳,
۲۴]. دسترسی به انرژی مدرن با برنامه توسعه گسترده تر ارتباط مستقیم دارد. بررسی تمام ۱۶۹ هدف توسعه پایدار نشان می دهد که انرژی با ۱۲۵ هدف مرتبط است که ۷۴ درصد از کل اهداف را تشکیل می دهد. [
۶]. گسترش دسترسی به برق می تواند نقش مهمی در افزایش درآمد سرانه، ایجاد شغل و تأثیر مثبت در حوزه های بهداشت، آموزش، معیشت و امنیت غذایی داشته باشد. [
۲۲,
۲۵]. دستور کار ۲۰۶۳ اتحادیه آفریقا (AU) همان پیشنهادی است که دسترسی به انرژی مدرن بر اهداف دیگری مانند افزایش اقتصاد و ایجاد شغل و اقتصادها و جوامع سازگار با آب و هوای پایدار از نظر زیست محیطی تأثیر می گذارد. [
۲۶]. در واقع، چندین مطالعه در کشورهای مختلف، از جمله رواندا، بنگلادش، آفریقای جنوبی و کامبوج، همبستگی مثبتی بین درآمد خانوار، بهداشت، آموزش، امنیت غذایی، کاهش فقر، برابری جنسیتی، بهبود معیشت و دسترسی به انرژی ایجاد کرده‌اند. [
۲۷,
۲۸,
۲۹].
۱٫۳٫ عوامل موفقیت برای اجرای انرژی های تجدیدپذیر
برنامه ریزی انرژی های تجدیدپذیر یک فرآیند پیچیده است که شامل در نظر گرفتن عوامل متعددی است. موفقیت یک پروژه به تکمیل آن در محدوده و بودجه معین و حصول اطمینان از ارائه کیفیت مطلوب به مشتریان بستگی دارد. برای افزایش شانس موفقیت، شناسایی عوامل موثر ضروری است. این را می توان با تجزیه و تحلیل مطالعات قبلی که پروژه های تاسیس شده، در حال انجام و برنامه ریزی شده انرژی تجدیدپذیر را پوشش می دهد، به دست آورد. این تحلیل که از مطالعات موردی استفاده می‌کند، ملاحظات متنوعی را که برای توضیح مقیاس‌ها و پیچیدگی‌های مختلف فناوری‌های مورد بررسی لازم است، تشخیص می‌دهد.
راهنمای عوامل حیاتی موفقیت لازم برای اجرای موفقیت آمیز پروژه های انرژی تجدیدپذیر توسط [
۳۰]. عوامل برجسته شده بر اساس ویژگی های خاص خود در شش دسته طبقه بندی شدند. این مقوله ها ابعاد اجتماعی، سازمانی، مدیریتی، اقتصادی، زیست محیطی، فناوری و حاکمیتی را در بر می گیرد. عوامل موفقیت بحرانی که به طور مشابه از طریق بررسی پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر موجود در چین جمع‌آوری شده‌اند، نشان می‌دهند که عوامل موفقیت مرتبط با برنامه‌ریزی پروژه، همکاری، پیمانکاران و تدارکات و فضای پروژه به‌طور جدایی ناپذیری با موفقیت پروژه‌های آینده در هم تنیده هستند. [
۳۱]. این عوامل باید در برنامه ریزی برای حمایت از گردش سرمایه کارآمد و تعیین نتیجه کلی گنجانده شوند.
مطالعات منتشر شده محدودی در ادبیات مربوط به استفاده از انرژی توسط جوامع و نحوه کمک شبکه های کوچک به اقتصادهای محلی وجود دارد. [
۹]. بنابراین، مناسب است اطلاعات مربوط به تجربیات مینی گرید جمع آوری و در اختیار ذینفعان مربوطه قرار گیرد [
۳۲]. هدف این مقاله شناسایی عواملی است که منجر به موفقیت یا شکست مینی گریدها با تجزیه و تحلیل تجربیات گذشته و شناسایی مضامین مشترک می شود. برای رسیدن به این هدف، ما یک پایگاه داده شامل تمام شبکه‌های کوچک انرژی تجدیدپذیر در مالاوی را توسعه و تجزیه و تحلیل کردیم و دو مینی شبکه آبی را مورد بررسی قرار دادیم – Bondo و Chipopoma. داده های کمی و کیفی از طریق مرور ادبیات، بازدید از سایت، مصاحبه و مشاهدات جمع آوری شد.
هدف این مطالعه پر کردن شکاف تحقیقاتی با شناسایی عوامل کلیدی موثر در انعطاف‌پذیری و موفقیت شبکه‌های کوچک در مالاوی است. به طور مشخص در پی پاسخگویی به سوالات زیر است:
-
عوامل توانمند برای مینی گریدهای موفق چیست؟
-
شبکه های کوچک با چه چالش هایی برای پایداری مواجه هستند؟
-
چگونه می توان این چالش ها را برای افزایش انعطاف پذیری شبکه های کوچک کاهش داد؟
درک این موضوع برای مالاوی و سایر کشورهای در حال توسعه بسیار مهم است زیرا انعطاف پذیری و پایداری شبکه های کوچک را افزایش می دهد و در نتیجه مسیری مناسب برای گسترش دسترسی به برق و تقویت توسعه پایدار ارائه می دهد.
۲٫ روش شناسی
این مطالعه از روش ترکیبی استفاده کرد که شامل موارد زیر بود:
این نظرسنجی برای ایجاد یک پایگاه داده جامع از سیستم‌های شبکه کوچک مالاوی، چه برنامه‌ریزی شده، رها شده یا فعال طراحی شده است. این از طریق بررسی ادبیات و مصاحبه با کارشناسان صنعت انجام شد. داده‌های جمع‌آوری‌شده شامل اطلاعاتی در مورد ظرفیت‌های نصب‌شده، مکان‌ها، تأمین‌کنندگان مالی و انواع انرژی، و همچنین چالش‌ها و فرصت‌های مرتبط با این سیستم‌ها در تأمین برق به مشتریان بود. اگرچه ممکن است برخی از پارامترها در این فرآیند پوشش داده نشده باشند، اما نقطه شروعی برای تحقیقات بیشتر است. این نظرسنجی بین ماه مه و سپتامبر ۲۰۱۹ انجام شد و به‌روزرسانی‌ها تا ژوئن ۲۰۲۲ تکمیل شد.
- ب.
-
مصاحبه های کیفی به عنوان مطالعات موردی دو شبکه کوچک در مالاوی.
دو شبکه کوچک، مینی شبکه های آبی Bondo و Chipopoma، برای مطالعه دقیق تر از بین ۱۹ مینی شبکه شناسایی شده انتخاب شدند. دلیل انتخاب این سایت‌ها مشارکت بالای جامعه در مدیریت آنها بود که معیاری برای پایداری پروژه‌های مینی گرید محسوب می‌شود. [
۳۳]. سیستم مینی شبکه بوندو شامل سه نیروگاه است که بر روی رودخانه لوچنیا در ناحیه مولانجه در جنوب مالاوی واقع شده است. Bondo 1 با توان ۶۰ کیلووات در سال ۲۰۱۴ به بهره برداری رسید و مجوز کامل خود را در ژانویه ۲۰۱۶ دریافت کرد. Bondo 2 با توان ۶۰ کیلووات در سال ۲۰۱۷ نصب شد و پس از سیل در سال ۲۰۲۰ تحت تعمیرات قرار گرفت. Bondo 3 با توان ۱۰۰ کیلووات از سوی دیگر، مینی شبکه آبی چیپوپوما در بخش شمالی مالاوی، در بیش از ۸۰۰ کیلومتری بوندو واقع شده است و ظرفیت تولید ۳۶٫۵ کیلووات دارد و فضای فوری برای ارتقا به ۵۰ کیلووات از طریق یک شیر دروازه بزرگتر با این حال، بر خلاف Bondo، Chipopoma دارای یک محفظه سیلتیشن و پیشانی نیست و تنها در اوایل سال ۲۰۲۲ یک بار تخلیه ۶۶ کیلووات گنجانده شد. از ژوئن ۲۰۲۲، این سیستم فقط به هشتاد و پنج خانه، یک آسیاب ذرت و چندین مغازه خواربارفروشی خدمات رسانی می کرد.
مصاحبه ها با کارمندان MEGA و یک داوطلب در Chipopoma انجام شد. چندین بازدید از هر دو سایت انجام شد. برای بوندو، پنج بازدید میدانی در ۱۶ تا ۲۰ مه ۲۰۱۹، ۱۸ تا ۲۲ فوریه ۲۰۲۰، ۵ تا ۹ فوریه ۲۰۲۱، و ۲۹ نوامبر تا ۳ دسامبر ۲۰۲۱، با آخرین بازدید در ژوئن ۲۰۲۲ انجام شد. در طی این بازدیدها، مصاحبه ها و بحث ها با مدیر کل، مدیر فنی، هماهنگ کننده پروژه و تکنسین ها انجام شد. سه بازدید از شبکه کوچک چیپوپوما در ۲۷ تا ۲۹ آوریل ۲۰۲۰، ۲۶ تا ۲۸ اکتبر ۲۰۲۱ و ۱۴ تا ۱۶ مه ۲۰۲۲ انجام شد. نیز انجام شد. سوالات زیر هدایت کننده مصاحبه ها بود:
-
ایده راه اندازی مینی شبکه در این منطقه از نظر ظرفیت نصب شده و طراحی کلی چگونه شکل گرفت؟
-
اقدامات و مقررات لازم برای راه اندازی مینی گرید چه بود؟
-
منابع مالی چگونه تامین شد و چه کسی این بودجه را تامین کرد؟
-
این سیستم چگونه مدیریت می شود و ارائه دهنده چند کارمند دارد؟
-
این سیستم در تحویل برق به مشتریان خود با چه چالش هایی مواجه است؟
-
فرصت های موجود برای سیستم چیست؟
-
چه تعداد خانوار، مشاغل و بخش های اجتماعی به سیستم متصل هستند و تعرفه ها چگونه ساختار یافته اند؟
-
نقش دولت وزارت انرژی و MERA به عنوان تنظیم کننده حمایت مالی یا غیر آن از سیستم چه بوده است؟
-
آیا پیشنهادی در مورد اینکه چگونه مینی گرید می تواند در حال حاضر و آینده رشد کند دارید؟
-
راهبردهای بقای که تاکنون برای فعالیت به کار گرفته اید چیست؟
۳٫ نتایج
در این نظرسنجی ۱۹ شبکه کوچک در مالاوی با مکان های نشان داده شده در مالاوی یافت شد
شکل ۱.
میز ۱ پایگاه داده شبکه های کوچک در مالاوی را خلاصه می کند. مینی شبکه ها شامل نیروگاه آبی Wovwe است که می تواند به شبکه ملی متصل شود یا می تواند به صورت مجزا کار کند. دو سیستم تولید برق از باگاس به عنوان بقایای تولید شکر گنجانده شده است زیرا برق به خانوارهای کارمندان گسترش می یابد.
مطابق با
میز ۱بیش از ۹۴ درصد از کل ظرفیت نصب شده استفاده می شود و تنها سیستم های متروکه کار نمی کنند. با این حال، بیشتر نیروی تولید شده که از باگاس می آید، به عنوان گرما برای پردازش استفاده می شود. برق تولید شده در درجه اول برای شرکت ها و کارکنان آنها است و نه به نفع جامعه محلی. شایان ذکر است که ۴٫۵ مگاوات از ۴٫۷۶ مگاوات برق آبی تولید شده از سیستم متعلق به شرکت Wovwe می آید که می تواند به شبکه ملی متصل شود یا به عنوان یک شبکه کوچک استفاده شود. هیبرید خورشیدی فعال PV/دیزل برای خدمت به جزایر لیکوما و چیزومولو در دریاچه مالاوی استفاده می شود. سیستم های برق آبی در Usingini به دلیل کمبود منابع مالی رها شد. شش سیستم هیبریدی PV/بادی خورشیدی اولین شبکه های کوچکی بودند که در کشور توسعه یافتند. با این حال، آنها نتوانستند فراتر از مرحله آزمایشی بقای خود را به دلیل مدل تجاری تعریف نشده، عدم مشارکت جامعه، استفاده سیاستمداران از سیستم ها برای دستاوردهای سیاسی خود، و عدم ایجاد درآمد کافی برای عملیات و تعمیر و نگهداری، ادامه دهند.
در طول مطالعه مشخص شد که از پنج سیستم برق آبی، سه سیستم فعال، یکی در حال ساخت و یکی قبل از تکمیل رها شده است. از یازده سیستم PV و PV/باد، پنج سیستم فعال بودند، در حالی که شش سیستم نتوانستند فراتر از مرحله آزمایشی زنده بمانند. سایر شبکه‌های کوچک متعلق به شرکت یا شرکت خصوصی بودند. از این رو، پایداری یا انعطاف پذیری آنها به مشارکت فعال یا مشارکت جامعه بستگی ندارد. این نشان داد که احتمال بقای سیستم های برق آبی به طور بالقوه بیشتر از سیستم های خورشیدی PV و یا بادی است. این عمدتاً به این دلیل بود که سیستم های برق آبی نیازی به اینورتر و ذخیره باتری ندارند که پس از عمر مفید آنها نیاز به تعویض دارند.
Bondo و Chipopoma از ۱۹ مورد به عنوان مطالعه موردی انتخاب شدند. بوندو در جنوب مالاوی واقع شده است. این یک مینی شبکه بزرگ است که ۲۲۰ کیلووات تولید می کند. Chipopoma کوچکتر است، با ۳۶٫۵ کیلو وات و در بخش شمالی مالاوی واقع شده است. شبکه کوچک بوندو از ژوئن ۲۰۲۲ به ۱۷ روستا در منطقه مرجع سنتی مابوکا برق رسانی کرد. دیدن
جدول ۲. کارخانه های ذرت بر اساس سیستم جفتی روزانه کار می کنند، به این معنی که به دلیل ظرفیت محدود سیستم، تنها دو کارخانه مجاز به کار در هر روز هستند. این سیستم دارای سه نیروگاه است که هر یک دارای یک بار تخلیه برای کنترل نیروی اضافی است که بیشتر در روز و اواخر شب اتفاق می افتد. دیدن
شکل ۲. مینی گرید پتانسیل گسترش پوشش را دارد. سیستم الکتریکی توسط آژانس تولید برق Mulanje (MEGA) با مشارکت جامعه از کمیته برق روستا مدیریت می شود. گزارش شده است که مطالعات رومیزی و بررسی های روی زمین انجام شده توسط MEGA نشان داد که با افزایش ظرفیت نصب شده نیروگاه ها و بهبود لجستیک اتصال، بیش از ۱۰۰۰۰ خانه غیرمتصل در دره های لیچنیا و لوجری مجاور می توانند به هم متصل شوند. این علاوه بر مشاغل کوچک مختلف و امکانات اجتماعی برای بهداشت و آموزش است.
مینی شبکه چیپوپوما در ناحیه رومفی، شمال غربی دانشگاه لیوینگستونیا واقع شده است. دیدن
جدول ۲ و شماتیک سیستم
شکل ۳. تقاضا به قدری زیاد بود که چندین خانه به دلیل ظرفیت و کمبود تجهیزات وصل نشدند. دارای یک بار تخلیه مقاومتی برای مراقبت از برق اضافی است. Chipopoma توسط بنیانگذار آن، John Sailess مدیریت می شود و توسط سه کارمند دیگر پشتیبانی می شود. اعضای جامعه از طریق رؤسا در مدیریت سیستم مشارکت داشتند. بازدیدها و مصاحبه‌های انجام شده در Bondo و Chipopoma چالش‌ها و عوامل موفقیتی را که بر اثربخشی شبکه‌های کوچک در مالاوی تأثیر می‌گذارد، برجسته کرد. این عوامل در بخش های بعدی مورد بحث قرار می گیرند.
۳٫۱٫ چالش های مالی
سیستم های Bondo و Chipopoma با کمک مالی جامعه، اهداکننده و خصوصی توسعه داده شدند. بودجه برای بهره برداری و نگهداری از فروش برق، مشارکت های اجتماعی و کمک های مالی اهدا می شود. حمایت دولت وجود ندارد و درآمد حاصل از فروش برق برای پوشش هزینه های بهره برداری هر دو شبکه کوچک کافی نبوده است.
فروش برق برای Chipopoma کافی نبوده است و پایداری آن به خیرخواهان، مشارکت اعضای جامعه و داوطلبانه توسط بنیانگذار آن، جان سایلس بستگی دارد. حتی به سه نفر دیگر از کارکنان حقوقی پرداخت نمی شود که به نفع آنهاست. در این صورت، یکی از سرمایه گذاران در این منطقه یک آسیاب ذرت برای جان سایلس خرید تا بتواند پول بیشتری به دست آورد. مجموعه ای از فروش برق ۲۹۷۵۰۰ MWK (291.55 دلار آمریکا) بسیار کمتر از میانگین حقوق در مالاوی گزارش شده توسط Paylab است، که یک پلت فرم بین المللی نظرسنجی حقوق است که حقوق و پاداش را برای مردم مالاوی در محدوده ۱۲۴ تا ۴۱۶ دلار قرار می دهد. به طور متوسط ۲۷۰ دلار آمریکا) [
۳۵].
بوندو دارای تاسیساتی متشکل از سه مدیر، یک تکنسین ارشد، هشت برقکار، هشت خط کش و هشت نگهبان است. جمع آوری شده از فروش برق ۳,۰۰۰,۰۰۰ MWK (2951 USD) برای حقوق و مزایای دیگر برای کارمندان به سختی کافی است. حقوق اعضای کلیدی کارکنان توسط صندوق حفاظت از کوهستان مولنج (MMCT) به عنوان والدین آژانس تولید برق مولانجه تکمیل می شود. زیرا مدیران نیز در فعالیت های MMCT مشارکت دارند.
شکل ۴ فروش برق مینی شبکه را مقایسه می کند و آن را با میانگین حقوق ۲۷۰ دلار در ماه در مالاوی مقایسه می کند تا این واقعیت را نشان دهد که شبکه های کوچک درآمد کافی برای حمایت از کارکنان ایجاد نمی کنند.
تلاشی برای استفاده از کنتورها برای صورت‌حساب و شارژ معادل ۰٫۱۸ دلار در کیلووات ساعت انجام شد، اما این کار انجام نشد زیرا کنتورها پس از دستکاری کاربران بازنشانی نشدند. یکی از مظاهر چالش مالی که سیستم با آن مواجه است، عدم توانایی در بسیج تعمیرات برای یکی از پنج ترانسفورماتور است که در اثر صاعقه آسیب دیده اند. تعویض شیر دروازه با شیر بزرگتر با قیمت ۵۵۰۰۰۰ MWK (541 دلار آمریکا) به دلیل چالش های مالی به تعویق افتاد. یک سیستم صورت‌حساب مناسب و کنتورهای سازگار فقط با منابع مالی در دسترس قابل پیاده‌سازی است، که اینطور نیست. Bondo همچنین در ایجاد قرارداد با شرکت های تلفن همراه برای ساده سازی خرید واحدهای برق توسط مشتریان شکست خورده است. هزینه تخمینی ایجاد بستر برای خرید واحدهای برق با استفاده از پول موبایل ۳۵۰۰۰ دلار آمریکا است که تقریباً کل درآمد یک سال از فروش برق است. فروش برق و مشارکت های اجتماعی می تواند بودجه کافی برای مدیریت روزانه سیستم فراهم کند. با این حال، تعمیرات و ارتقاء اساسی نیاز به بودجه خارجی و کمک فنی دارد.
۳٫۲٫ چالش های فنی
این دو مینی شبکه با توجه به فناوری در یک منحنی یادگیری بوده اند. ترتیب اولیه برای تولید برق در Bondo 1 بود و سپس آب تخلیه شده برای تولید برق به پایین دست در Bondo 3 هدایت شد. Bondo 1 که اولین بار نصب شد، دارای یک چرخ پلتون سه جت است که چالش هایی با قدرت داشت. نسل، به ویژه در فصل خشک. به آب زیادی نیاز داشت، اما برق کمی تولید می شد. در نتیجه، آب از پنستوک اجازه عبور از Bondo 1 را بدون به حرکت درآوردن توربین داشت، فقط برای اینکه در Bondo 3 برق تولید شود. در طول تمام بازدیدهای سایت، Bondo 1 بیکار بود. اسناد ارائه دهنده انرژی در Bondo نشان می دهد که نرخ جریان در Bondo 1 و Bondo 3 0.261 متر است.
۳/s با سرهای ۵۰ متر و ۵۵٫۸ متر به ترتیب. ارتفاع سر در Bondo 2 80 متر است. توربین‌های جریان متقاطع، توربین‌های ترجیحی برای این شرایط هستند، و این توربین‌ها در Bondo 3 و ارتقاء اخیر به Bondo 2، که دورترین قسمت بالادست است، استفاده می‌شوند. علاوه بر این، عدم تعویض تیرهای آسیب دیده و تاخیر در تعمیر کانال نشتی وجود داشته است. ضریب بار کم در Bondo، MEGA را بر آن داشت تا یک دستگاه بریکت سازی تهیه کند. دیدن
شکل ۵.
این دستگاه از برق اضافی برای تبدیل ضایعات گیاهی خشک شده به آجر استفاده کرد. این راهی برای تشویق اعضای جامعه به کاهش اتکا به هیزم و روی آوردن به هر گونه ماده گیاهی خشک شده بود. این پروژه به دلیل چربی بیش از حد در مواد اولیه که همراه با سنگ و فلز آورده شده بود شکست خورد و در نتیجه صفحه نمایش آسیب دید. دستگاه بیش از چهار سال بیکار ماند.
Chipopoma منحنی یادگیری خود را در رابطه با بخش فناوری با اولین پنستوک خود داشته است که از پلی اتیلن با چگالی بالا ساخته شده بود و در کمتر از شش ماه پس از کار آسیب دیده بود. آسیب به استحکام کم و اندازه کم نسبت داده شد. UNDP تحت پروژه
افزایش دسترسی به خدمات انرژی غیرمتمرکز پاک و مقرون به صرفه در مناطق منتخب آسیب‌پذیر مالاوی، سپس یک پنستوک فلزی با اندازه مناسب در اختیار گیاه قرار داد. قطب های استاندارد، کابل ها، واحدهای کنترل و ترانسفورماتورها به عنوان بخشی از حمایت برنامه توسعه ملل متحد همراه شدند. با این حال، شیر دروازه از ورودی به توربین جایگزین نشد و این جریان را برای افزایش تولید توان محدود کرد. با یک شیر دروازه ای با اندازه مناسب، توان تولیدی می تواند از ۳۵ کیلووات که در ژوئن ۲۰۲۲ تولید شده بود تا ۵۰ کیلو وات افزایش یابد. یک توربین پلتون که در مالاوی ساخته شده بود در ابتدا نصب شد، اما این نیز خراب شد و چندین بار با توربین های ساخته شده جایگزین شد. از چرخ های وسیله نقلیه موتوری استفاده شده؛ دیدن
شکل ۶. دو تا از این ها به گونه ای ساخته شده بودند که اگر یکی از کار افتاد، دیگری نصب می شد در حالی که شکسته برای نگهداری فرستاده می شد. این تضمین می کرد که تامین برق تا حد زیادی بدون وقفه بود.
ماسه و لای ممکن است در داخل سیستم در Chipopoma انباشته شوند زیرا اتاقک سیلتاسیون نصب نشده است. یک مخزن آب آجر و ملات در نیروگاه به عنوان بار تخلیه ایجاد شد، اما شکاف هایی در مخزن ایجاد شد. این با جریان مداوم آب سرد به داخل مخزن اصلاح شد.
۳٫۳٫ چالش های مقررات و ثبت نام
برنامه هایی برای ارتقای Bondo از ۲۲۰ کیلووات به ۶٫۵ مگاوات با پشتیبانی Vilunga Power با نیروگاه جدید برای استفاده از ذخیره آب وجود دارد. مدارک به Power Market Limited (PML) ارسال شد و تأییدیه ها در آوریل ۲۰۲۲، بیش از ۱۰ ماه از تاریخ ارسال، تکمیل شدند. تأخیرهای مشابهی در مورد نیروگاه برق آبی Usingini پیشنهادی تجربه شد، که منجر به رها شدن نیروگاه پس از عمل عملی، به عنوان تسهیل کننده، از عملیات آن در مالاوی شد.
چالش نظارتی دیگر تعدیل تعرفه است. سیستم هایی با تولید واقعی ۵۰ کیلو وات یا بیشتر نیاز به تایید رگولاتور دارند. تأخیر، اصلاح و رد تعدیل قیمت بر اساس کامل بودن اسناد درخواست و مفهوم حمایت از مشتریان اتفاق می‌افتد. بوندو از نرخ هایی استفاده کرد که در صورت عدم تایید و بدون توجه به تورم و کاهش ارزش پول محلی، برای اپراتور مقرون به صرفه نبود. سیستم انرژی برابر یا کمتر از ۵۰ کیلووات از سایر مقررات به جز ثبت در مالاوی مستثنی بود. [
۳۶]. ظرفیت تولید چیپوپوما به ۵۰ کیلووات نرسید. از این رو، مشمول مقررات و مصوبات تعرفه ای سختگیرانه نبود. تعرفه بالاتری معادل ۰٫۱۸ کیلووات ساعت دلار (MKW183) در زمان نصب سیستم در سال ۲۰۱۸ اعمال شد، زیرا در آن زمان نیازی به تایید تنظیم کننده انرژی نبود. چالش‌های مربوط به کنتورها و سیستم صورت‌حساب، اپراتور سیستم را مجبور کرد از سال ۲۰۱۹ به نرخ ثابت ۲۵۰۰ K در ماه رضایت دهد که در اوت ۲۰۲۲ به K3500 (3.43 دلار آمریکا) در ماه تنظیم شد. Bondo از تعرفه مصوب استفاده می‌کرد. K78 (0.076 دلار آمریکا) برای مشتریان داخلی تا دسامبر ۲۰۲۲، که کمتر از میانگین تعرفه ملی مصوب K104 (0.10 دلار آمریکا) در استفاده از شبکه در دسامبر ۲۰۲۲ بود.
۳٫۴٫ نمایه بار و مدیریت تقاضای نیرو
هر دو شبکه کوچک به دلایل زیر نتوانستند پیک تقاضای برق را برآورده کنند: در Bondo، مشتریان کنتورهای خود را با محدود کننده‌های جریان نصب می‌کنند و به منظور استفاده بیشتر، مشتری ملزم به ایجاد یک برنامه جداگانه بود. این بدان معنی است که اتصال دستگاهی که جریان بسیار بیشتری می کشد، مانند اتوی فشاری یا اجاق گاز، منجر به قطع کنتور از شبکه کوچک می شود. علاوه بر این، تا اوت ۲۰۲۲، بیش از ۲۰۰۰ خانوار وجود داشتند که سیم کشی را تکمیل کرده و هزینه اتصال را پرداخت کرده بودند، اما هنوز به دلیل کمبود کنتور، برق نداشتند. قبل از همگام سازی سه نیروگاه ملی، که تنها در مارس ۲۰۲۲ تکمیل شده بود، خاموشی در بسیاری از روستاهای مورد استفاده بسیار مکرر بود، به ویژه در ساعات اوج مصرف از ۵ بعد از ظهر تا ۱۰ شب اگر همه خانوارها وصل بودند و هر مشترک می توانست از آن خارج شود. قدرت بر اساس نیاز آنها، سیستم می تواند تا ۲۲۰ کیلو وات فرو بریزد، که برای پشتیبانی از چنین تعداد زیادی خانه کافی نیست.
همچنین پروژه ای برای یک ماشین بریکت سازی برای ساخت بلوک های سوختی از بقایای گیاهی برای پخت و پز خانگی وجود داشت. قرار بود این دستگاه از تقاضای بدون پیک برق در تولید بریکت استفاده کند. با این حال، دستگاه به دلیل شکست در طبقه بندی مواد اولیه که با سنگ و ماسه می آمد، با چالش های صفحه نمایش شکسته مواجه بود. چالش دیگر مواد خام بی کیفیت بود که حاوی مقدار زیادی نفت بود. این دو چالش برای رها شدن دستگاه کافی بود.
در Chipopoma، بیش از ۴۰۰ خانوار به اتصال برق نیاز داشتند، اما تنها ۸۵ مشترک متصل بودند. سیستم محدودیت بار نداشت و سیستم در ساعات اوج مصرف از ۵ بعدازظهر تا ۷ بعدازظهر بیش از حد بارگذاری شد، به همین دلیل، سیستم از طریق کاهش تولید برق از ۳۵ به ۲۸ کیلو وات واکنش نشان داد. از این رو، جریان کم به مشتریان تحویل داده شد. در طول فصل خشک، به ویژه از سپتامبر تا نوامبر، نیاز آب برای آبیاری در بالادست بالا بود و جریان آب در رودخانه کاهش یافت. سیستم برق آبی جریان آب کافی برای تولید برق دریافت نمی کرد. در طول این مدت، اپراتورها تصمیم گرفتند که سیستم در فواصل زمانی که ورودی آب کافی به دست آورد، کار کند.
انباشت زباله همچنین در طول فصل بارانی یک چالش است که منجر به مسدود شدن صفحه نمایش در ورودی می شود. همه این چالش‌ها باعث شد که این سیستم نتواند برق مستمر کافی را برای مشترکین موجود فراهم کند و بیش از ۴۰۰۰ خانوار در حوضه آبریز را که هنوز بدون اتصال برق بودند وصل کند.
۴٫ عواملی که در افزایش انعطاف پذیری مینی گریدها در مالاوی باید در نظر گرفته شوند
پایگاه داده شبکه های کوچک نشان داد که تعداد نسبتا کمی مینی شبکه با ظرفیت تجمعی زیر ۲۶ مگاوات در مالاوی وجود دارد. این کشور تابش نسبتاً بالایی در محدوده ۵٫۰ تا ۵٫۷۹ کیلووات ساعت در متر داشت.۲/ سال، و چندین منطقه با میانگین سرعت باد ۵ متر بر ثانیه در سال وجود داشت، اگرچه این تمایل به فصلی بود، که می‌توان از آن برای مینی شبکه‌های هیبریدی خورشیدی PV و PV/باد استفاده کرد.
علاوه بر این، این کشور رودخانه‌های دائمی زیادی در نواحی تپه‌ای ناحیه مولانجه در جنوب مالاوی و چیتیپا، خلیج ناکتا و رومفی در شمال مالاوی دارد. [
۳۷]. این رودخانه ها پتانسیل افزایش تعداد مینی شبکه های برق آبی را دارند، زیرا ابر و باران مرتبط با تپه ها به این معنی است که به صورت محلی، منبع تابش خورشیدی کمتری وجود دارد.
عواملی که بر انعطاف پذیری مینی گریدهای Bondo و Chipopoma تأثیر می گذارند مشابه مواردی است که بر سایر مینی گریدها تأثیر می گذارد که شامل سیاست ها و مقررات، چارچوب های سازمانی، مدل های تحویل و تأمین مالی، راه حل های فناوری، ظرفیت سازی و پیوندهای بین بخشی می شود. [
۳۸,
۳۹]. عوامل فوق به هم مرتبط هستند و در زیر با بهترین شیوه های بین المللی مرتبط مورد بحث قرار می گیرند.
۴٫۱٫ مالی
تامین مالی، هم به عنوان هزینه سرمایه و هم به عنوان هزینه عملیاتی، یک چالش بزرگ است. وابستگی به مشارکت های خصوصی و اجتماعی و بودجه خصوصی برای اطمینان از عملکرد روان شبکه های کوچک موجود کافی نیست. تامین مالی عمومی برای حمایت از شبکه های کوچک در مالاوی مورد نیاز است. یکی از کشورهایی که این اتفاق می افتد اندونزی است، جایی که شبکه های کوچک با تامین مالی مستقیم قوی از منابع مالی عمومی در قالب یارانه ها و کمک های مالی با مالکیت، بهره برداری و نگهداری پس از ساخت به جامعه منتقل می شود. [
۳۸]. سرعت راه‌اندازی مینی‌شبکه سریع بود و اندونزی در بین ده کشور برتر جهان با بیشترین تعداد مینی‌شبکه نصب‌شده در مجموع بیش از ۵۸۳ شبکه در سال ۲۰۱۹ قرار گرفت. [
۲].
به اشتراک گذاری هزینه ها برای مطالعات امکان سنجی، ارزیابی اثرات زیست محیطی و صدور مجوز بین توسعه دهنده و موسسات با امور مالی عمومی گزینه دیگری است که در نیجریه و تانزانیا انجام می شود. [
۳۸]. این عمل تانزانیا را قادر ساخته است تا در تاسیسات مینی شبکه با بیش از ۱۵۸ مگاوات در سال ۲۰۱۸ پیشرفت کند. [
۱۲]، در مقابل کمتر از ۱۹ مگاوات مالاوی به عنوان ظرفیت نصب شده تجمعی.
یک خط اعتباری اختصاصی برای برق رسانی خارج از شبکه، از جمله شبکه های کوچک، گزینه دیگری است، همانطور که در رواندا و تانزانیا وجود داشت. [
۳۸]. تانزانیا دارای یک خط اعتباری ۲۳ میلیون دلاری بانک جهانی بود که در سال ۲۰۱۰ راه اندازی شد. این خط اعتباری به بانک سرمایه گذاری دولتی تانزانیا برای اعطای وام به بانک های تجاری محلی به عنوان بدهی ۱۵ ساله با بهره کم برای تامین مالی تا سقف ۱۵ سال ارائه شد. ۸۵٪ به توسعه دهندگان پروژه های ۱۰ مگاوات یا کمتر. با این حال، تنها ۵٫۷۷ میلیون دلار تا سال پایان خط اعتباری در سال ۲۰۱۶ پرداخت شد. [
۱۳,
۳۸]. خط اعتباری بزرگ تا سال خاتمه ۲۰۱۶ به دلایلی که توسط نویسندگان فاش نشده است مورد استفاده قرار نگرفت. ۷٫۲ مگاوات اضافه شده و منحنی یادگیری در اجرای چنین پروژه هایی همچنان می تواند به عنوان یک پیشرفت مثبت تلقی شود.
مثال دیگر ویتنام است، جایی که دولت برق را به عنوان یکی از تحولات اجتماعی-اقتصادی برای جوامع، استان ها و مناطق در اولویت قرار داده است. [
۴۰]. برای حمایت از تقلید، چندین منبع مالی در دسترس قرار گرفت و استفاده مولد از برق (PUE) یکی از حوزه های اولویت بود.
تامین مالی عمومی از طریق صندوق برق روستایی (REF) و اعتبارات اعتباری اختصاص داده شده به توسعه دهندگان در مالاوی می توانست ظرفیت کل تولید شبکه های کوچک را به سطوح بالاتری برساند و به کاهش مشکلات مالی اپراتورهای مینی شبکه کمک کند.
۴٫۲٫ فنی
چالش های فنی ارتباط نزدیکی با چالش های مالی داشتند. اگر کار مقدماتی مناسب با مشارکت متخصصان انجام می شد، مشکل پنستوک کم اندازه در Chipopoma و نیاز شناسایی شده به یک شیر دروازه بزرگتر نبود. برق آبی یک فناوری بسیار بالغ است و چالش های توربین های مختلف با شرایط کاری متفاوت به خوبی شناخته شده است. از این رو، تصمیم بین جریان متقاطع یا چرخ پلتون سه جت نباید مشکلی باشد. بسیاری از مسائل فنی را می توان با استفاده از تجهیزات استاندارد و تخصص حل کرد. همچنین جذب تخصص فنی را می توان با در دسترس بودن مالی حل کرد که می تواند پرسنل تحصیل کرده و با تجربه مناسب را جذب کند. این می تواند از طریق تامین مالی عمومی (مانند کمک های بلاعوض، یارانه ها و کمک های مالی مشابه) و تسهیلات اعتباری اختصاص داده شود.
۴٫۳٫ آئین نامه
به شبکه های کوچک نباید مانند شبکه اصلی برق نگاه کرد، همانطور که در حال حاضر در کشور وجود دارد. [
۳۷]. نیاز به یک چارچوب نظارتی ساده وجود دارد. در مالاوی، توسعه‌دهنده باید از Power Market Limited تأییدیه بگیرد. سپس، آنها باید توسط تنظیم کننده انرژی مجوز بگیرند و از اداره محیط زیست مجوز بگیرند. برای نیروگاه آبی، توسعه دهنده موظف است حق آبه را از وزارت آب و فاضلاب دریافت کند. این امر مستلزم زمان و منابع است و تاخیر در فرآیند تایید بسیار رایج است. صدور مجوز و پاکسازی محیط زیست می تواند از طریق یک فرآیند یک مرحله ای در وزارت نیرو تسریع شود که شامل تمام الزامات است.
همچنین نیاز به تعیین حداقل اندازه شبکه های کوچکی که نیاز به مجوز دارند با سیستم های کوچکتر که فقط نیاز به ثبت دارند وجود دارد. چارچوب نظارتی برای شبکه‌های کوچک در مالاوی مشخص می‌کند که شبکه‌های کوچک با ظرفیت نصب شده ۵۰ کیلووات یا بیشتر نیاز به مجوز دارند. [
۳۶]. چنین رقمی در پایین تر است زیرا صدور مجوز همچنین به این معنی است که تعدیل تعرفه باید توسط تنظیم کننده تایید شود. تصویب ممکن است زمان زیادی ببرد، و تعرفه اعمال شده ممکن است تعدیل شود، که در برخی موارد منعکس کننده هزینه نیست. از این رو، توانایی مالی را مختل می کند. این کشور طرح جامعی ندارد که کدام مناطق باید توسط شبکه های کوچک و کدام توسط شبکه اصلی سرویس دهی شوند. همچنین عدم برنامه ریزی در مورد اینکه در صورت تجاوز یک شرکت برق به منطقه ای که برای شبکه های کوچک سرویس دهی شده یا برنامه ریزی شده است، چه اتفاقی می افتد، وجود ندارد.
کشور همسایه تانزانیا، که با ۱۵۸ مگاوات، دومین ظرفیت تخمین زده شده مینی شبکه در آفریقا را دارد. [
۱۲]و ۴۹ مینی شبکه برق آبی [
۱۳]، درس های زیادی در مورد مقررات ارائه می دهد. به عنوان مثال، تولیدکنندگان برق در مقیاس کوچک با ظرفیت ۱ مگاوات نیازی به مجوز از رگولاتور در تانزانیا ندارند. [
۱۹,
۴۱]. در رواندا، پروژه هایی با هدف تولید کمتر از ۵۰۰ کیلووات نیازی به مجوز یا مجوز زیست محیطی ندارند (Energy Environment Partnership، ۲۰۱۸). مقررات تانزانیا تصریح می کند که پروژه های انرژی کمتر از ۱۰۰ کیلووات نیازی به تایید تعرفه ندارند. [
۱۹]. توسعه‌دهندگان تشویق می‌شوند تا با جوامع یا مشتریان در مورد اینکه چقدر باید هزینه دریافت کنند، همکاری کنند. توسعه دهندگان انرژی با ظرفیت نصب شده کمتر از ۱۰۰ کیلووات برق مجاز به فروش برق به شرکت برق در تانزانیا هستند. [
۱۳]. توسعه دهندگان برای جلوگیری از از دست دادن ارزش خود با ارز محلی خود، برق خود را به واحد برق به ارزش دلار می فروشند. در تانزانیا، طبق قانون، یک شرکت برق باید هزینه سرمایه منهای یارانه را در بدو ورود به شبکه اصلی به اپراتورهای مینی شبکه بپردازد. علاوه بر این، یک مینی شبکه همچنین می تواند تبدیل به یک تولید کننده برق کوچک (SPP) یا یک توزیع کننده برق کوچک (SPD) را انتخاب کند. مالاوی می‌تواند از این مثال‌های کشورهای همسایه یاد بگیرد که مقررات موجود را ساده‌سازی کند و مقررات جدیدی را تعریف کند که می‌تواند به تشویق سرمایه‌گذاری در شبکه‌های کوچک کمک کند.
۴٫۴٫ نمایه بار و مدیریت تقاضای نیرو
نیروگاه در ساعات اوج بار نمی تواند نیاز برق را برآورده کند و تجهیزات تولید کننده برق در ساعات کم بار در حالت بیکار هستند. حداقل مصرف ۴۰ کیلو وات است، در حالی که حداکثر استفاده ۱۱۰ کیلو وات است که از ساعت ۵ بعد از ظهر تا ۹ بعد از ظهر متغیر است.
مدل KeyMaker (Bloomberg NEF، ۲۰۲۰) [
۴۲] گزارش شده است که یکی از راه های بهبود میانگین درآمد هر کاربر (ARPU) است. بر اساس این مدل، توسعه‌دهنده یا هر شخص ذینفع دیگری می‌تواند درگیر تهیه مواد خام یا محصولات از جامعه محلی باشد که سپس در شبکه برق کوچک استفاده می‌شود تا آنها را پردازش کند و با قیمت بالاتر به مشتریان شهری بفروشد. مناطق. جامعه Bondo و منطقه Mulanje به طور کلی به دلیل فراوانی آناناس تقریباً در تمام طول سال شناخته شده هستند و قبلاً یک کارخانه کنسرو سازی در این منطقه وجود داشت. راه‌اندازی کارخانه تولید مربا، مارمالاد و آب میوه‌های آناناس با استفاده از مینی‌شبکه برق بیشتر در ساعات کم بار می‌تواند راه‌حل مناسبی برای این امر باشد.
بدون چشم‌انداز بار لنگر برای دو نیروگاه، استفاده تولیدی از برق (PUE) باید به عنوان راهی برای تحریک مصرف برق مشتریان و ایجاد ظرفیت آنها برای پرداخت هزینه برق تشدید شود. PUE ها مجموعه ای از فعالیت ها هستند که از انرژی/الکتریسیته برای افزایش درآمد و بهره وری استفاده می کنند [
۱۹,
۴۳]. چنین فعالیت هایی باید بتوانند ارزش افزوده ایجاد کنند، مانند مالیات در قالب مالیات بر ارزش افزوده. به عنوان مثال می توان به فرآوری کشاورزی، مانند آسیاب اشاره کرد. صنایع تولید سبک مانند نجاری، خیاطی، جوشکاری و بافندگی؛ و بخش خدمات، از جمله بارها و رستوران‌هایی که برای روشنایی، سیستم‌های صوتی و تبرید به برق نیاز دارند. اجرای موفقیت آمیز PUE مستلزم پرداختن به چندین چالش از جمله دسترسی به منابع مالی و تجهیزات، شبکه های جاده ای خوب، و ارائه مهارت های فنی و تجاری در جامعه محلی است. چنین طیف وسیعی از نیازها را نمی‌توان تنها به توسعه‌دهنده واگذار کرد و سایر ذینفعان مانند مؤسسات مالی، تولیدکنندگان/توزیع‌کنندگان تجهیزات، دانشگاه‌ها، ادارات دولتی و جامعه باید درگیر شوند.
۴٫۵٫ ظرفیت سازی و پیوندهای بین بخشی
راه اندازی و بهره برداری از شبکه های کوچک نیازمند ظرفیت فنی، برنامه ریزی و عملیاتی کافی است. مینی گریدها اغلب در مناطق روستایی قرار دارند که در جذب کادر مدیریتی و فنی مورد نیاز با مشکل مواجه هستند. مینی شبکه Bondo حدود ۱۶ کیلومتر با ستاد منطقه فاصله دارد و تمام کادر مدیریتی و فنی آن در ستاد مستقر هستند. این باعث می شود که ترتیبات برای پاسخگویی به موقع به مسائل پرهزینه و چالش برانگیز باشد. شبکه های ضعیف تلفن همراه نیز ارتباطات را مختل می کند. خرید واحدهای برق توسط مشتریان با جمع‌آوری پول به چالش تبدیل می‌شود و سپس توکن‌ها قبل از تحویل به مشتریان در دفاتر دفتر مرکزی منطقه تولید می‌شوند. در برخی موارد، چنین ترتیبی چندین روز طول می کشد تا مشتری بتواند به واحدهای برق دسترسی پیدا کند. تجربه Chipopoma نیز به همین صورت است و صرفاً وابسته به تعهد موسس آن به حل کلیه مسائل فنی و مدیریتی است. با این حال، این سیستم نزدیک‌تر به دانشگاه لیوینگستونیا قرار داشت که جذب و حفظ پرسنل فنی را آسان‌تر می‌کند. با این حال، چالش در مورد تامین مالی برای دستمزد معقول پرسنل فنی همچنان باقی است. رویکردهای بهتری برای آوردن پرسنل مناسب و ایجاد ظرفیت پرسنلی که در حال حاضر در دسترس هستند مورد نیاز است. این امر مستلزم یک تعهد مالی است، چه از سوی بودجه خصوصی، کمک کننده یا دولتی.
۴٫۶٫ چارچوب های نهادی
مالاوی از برق رسانی روستایی از طریق صندوق برق روستایی (REF) حمایت می کند، مالیاتی که از فروش انواع انرژی جمع آوری می شود. همچنین کمیته مدیریت برق روستایی متشکل از کارمندان ارشد دولتی است که به وزیر مسئول که موظف به توسعه طرح های برق رسانی روستایی و اجرای فعالیت های برق رسانی روستایی است پاسخگو هستند. [
۱۵,
۳۷,
۴۴]. با این حال، فناوری‌های مینی‌شبکه گزینه‌ی شناخته‌شده در طرح‌ها و فعالیت‌های برق‌رسانی روستایی نیستند و نمی‌توانند به منابع مالی حاصل از بودجه دسترسی پیدا کنند. [
۳۷]. از آنجایی که REF در داخل خدمات ملکی مدیریت می شود، مسائل مربوط به شفافیت و پاسخگویی و بسیاری از موارد فساد و انحراف بودجه با مشکل مواجه شده است. [
۴۵,
۴۶]. امید به بودجه عمومی در سیاست انرژی دولت مالاوی وجود دارد [
۴۷]، که نیاز زیر را تشخیص داد:
“به منظور بهبود حاکمیت مدیریت برای برق رسانی روستایی و انرژی های تجدید پذیر… ایجاد آژانس برق روستایی به عنوان یک نهاد حقوقی نیمه مستقل برای مدیریت صندوق برق روستایی و فعالیت های برق رسانی روستایی (در هر دو گزینه گسترش شبکه و گزینه های خارج از شبکه)… ۲۰۱۸-۲۰۲۰ ”
تحقق نیاز به نهادینه‌سازی آژانس برق روستایی (REA) می‌تواند راه درازی برای ارتقای مدیریت و شفافیت REF داشته باشد. اگرچه این سیاست تصریح می‌کند که REA باید تا سال ۲۰۲۰ نهادینه شود، این امر تا نوامبر ۲۰۲۲ انجام نشد. همانطور که توسط سیاست انرژی توضیح داده شد، ایجاد REA دارای مزیت افزایش شفافیت و پاسخگویی REF است، جدای از جذب کمک های مالی خارجی از کمک کنندگان و بخش خصوصی، از جمله. چنین رویکردی می تواند پوشش برق روستایی را افزایش دهد و ظرفیت نصب شده را افزایش دهد. کشورهای همسایه و کشورهای دیگر مانند کنیا، تانزانیا، زیمبابوه و زامبیا قبلاً دارای REAهای تثبیت شده هستند.
خانوارهای برق دار روستایی فاقد تقاضای برق هستند و قادر به پرداخت هزینه برق نیستند و یا تمایلی به پرداخت ندارند که این امر بر پایداری مالی پروژه های برق رسانی تاثیر می گذارد. [
۴۸]. یک راه رو به جلو این است که برنامه های دسترسی برق روستایی همراه با PUE ترویج شود. برنامه‌های PUE می‌تواند شامل افزایش آگاهی، افزایش در دسترس بودن برق، ارائه لوازم برقی مقرون‌به‌صرفه، ارائه حمایت مالی، ارائه خدمات ترویجی برای شرکت‌ها یا حمایت از کشاورزی مدرن باشد. چگونه برنامه برق رسانی روستایی به عنوان راهی برای رسیدن به برق رسانی به مایل آخر در برزیل انجام شد [
۳۰]. جوامع برای انجام موارد زیر متعهد شدند:
-
شناسایی کاربردهای مولد احتمالی برق؛
-
اجرای کمپین های آگاهی بخشی؛
-
همکاری با دانشگاه ها، توسعه دهندگان، سازمان های نظارتی و مراکز تحقیقاتی؛
-
استفاده از یارانه های متقابل برای مقرون به صرفه کردن برق و جبران خدمات ارائه دهندگان خدمات به مناطق روستایی؛
-
ارائه لوازم برقی در میان طرح ها.
چنین حمایت جامعی به دلیل افزایش بهره وری در کشاورزی و فرآوری مواد غذایی، درآمد خانواده را تا ۲۵۰ درصد افزایش داد [
۳۰].
در غنا، تامین برق با آموزش تجاری و ایجاد مناطق صنعتی سبک ترکیب شد. در نتیجه حمایت از نواحی صنعتی ۵۵۰ شرکت ایجاد شد که در مجموع ۱۹۷۰ نفر مشغول به کار بودند. [
۴۳]. در کنیا، ارتقاء PUE از طریق آموزش به مشتریان و مشارکت های ایجاد شده بین جوامع و ارائه دهندگان/تولیدکنندگان تجهیزات، مؤسسات مالی و سایر ذینفعان انجام شد. [
۴۳]. در زیمبابوه، یک صندوق گردان برای اعطای وام به خانوارهای روستایی جدید و موجود برای حمایت از خرید ماشین آلات الکتریکی از مشاغل کوچک تأسیس شد. تأمین مالی از سوی اهداکنندگان و بودجه عمومی برای برنامه های PUE مورد نیاز است. توسعه بیشتر صنعت مستلزم حمایت بیشتر در درک تولید، تقاضا و کل زنجیره ارزش است.
همچنین نیاز به اطلاعات متمرکز در مورد وضعیت برق رسانی در کشور، مانند مکان منابع انرژی محلی، زیرساخت های شبکه فعلی، موقعیت شبکه های کوچک فعلی، پروژه های برق رسانی خارج از شبکه، و فرصت های مینی شبکه وجود دارد. به عنوان مثال، تانزانیا یک پورتال آنلاین مینی شبکه داشت که توسط موسسه مالی بین المللی پشتیبانی می شد، اما به طور جمعی توسط REA، تنظیم کننده، آژانس محیط زیست، ابزار و اداره استاندارد مدیریت می شد. [
۱۳]. اطلاعات مربوط به مجوز، تامین مالی، ادبیات و نقشه مکان یابی منابع GIS برای برنامه ریزی و اجرای مینی شبکه در دسترس بود. مالاوی اطلاعات پراکنده دارد. از این رو، باید تلاش کرد تا تمام اطلاعات در مورد فرصت های شبکه کوچک، از جمله، تحت یک پورتال یا وب سایت ارائه شود.
۶٫ نتیجه گیری
بخش مینی گرید در مالاوی با پیشرفت اندکی در زمینه توسعه پایدار و انتقال انرژی کم کربن در مناطق روستایی با چالش های زیادی روبرو است. ظرفیت نصب شده مینی شبکه های فعال در مالاوی در مقایسه با ظرفیت برخی از کشورهای همسایه مانند تانزانیا دلگرم کننده نیست. تعداد ذینفعان در مالاوی اندک است و صدها خانواده را در بر می گیرد، در حالی که نیاز به میلیون ها نفر برای افرادی است که هم در مناطق روستایی و هم شهری مالاوی به برق دسترسی ندارند. عدم آگاهی و آگاهی مردم در چرایی رها شدن چندین پروژه تعیین کننده بود و باید به این موضوع رسیدگی شود.
این مقاله با گردآوری پایگاه داده ای از پروژه های شبکه کوچک در مالاوی و توسعه مطالعات موردی برای مینی شبکه های آبی Bondo و Chipopoma، چالش های رایج برای اجرا را شناسایی کرده است. پایداری و انعطاف‌پذیری شبکه‌های کوچک در مالاوی به پرداختن به چالش‌های مالی، فنی، نظارتی و نهادی از طریق یک رویکرد هماهنگ و دارای بودجه خوب بستگی دارد. یکی از مسائل مهم این شبکه های کوچک بی ثباتی مالی است. آنها برای پوشش هزینه های عملیاتی تنها از طریق فروش برق تلاش می کنند. این امر نگهداری زیرساخت ها و گسترش خدمات را با مشکل مواجه می کند. بازده مالی پایین شبکه های کوچک به استفاده غیرمولد از برق گره خورده است. تشویق استفاده از برق برای فعالیت‌های تولیدی، مانند فرآوری محصولات کشاورزی، می‌تواند اقتصاد محلی را تحریک کرده و پایداری مالی شبکه‌های کوچک را افزایش دهد. علاوه بر این، تامین مالی عمومی از طریق خطوط اعتباری و یارانه‌های اختصاصی می‌تواند مصرف برق مینی شبکه را شبیه‌سازی کند.
چالش های فنی، مانند تجهیزات کم اندازه و تخصص فنی ناکافی، ارتباط نزدیکی با محدودیت های مالی دارند. پرداختن به این چالش ها نیازمند تجهیزات استاندارد، طراحی اولیه مناسب و مشارکت کارشناسان فنی است. علاوه بر این، جذب و حفظ پرسنل ماهر نیازمند منابع مالی کافی است که بر نیاز به مکانیسم‌های مالی قوی دولتی و خصوصی تاکید می‌کند. ساده‌سازی این مقررات، همانطور که در تانزانیا و رواندا دیده می‌شود، جایی که پروژه‌های کوچکتر از الزامات سختگیرانه صدور مجوز معاف هستند، می‌تواند فرآیندهای توسعه را ساده‌تر کند. ایجاد فرآیند یک مرحله ای برای تاییدیه ها در وزارت نیرو می تواند این فرآیندها را تسریع کند.
مدیریت پیک تقاضای برق همچنان مشکل ساز است و منجر به قطعی مکرر می شود. مینی شبکه های Bondo و Chipopoma نمی توانند اوج تقاضای برق را برآورده کنند، که منجر به قطع برق مکرر و نارضایتی کاربران می شود. پیاده‌سازی استراتژی‌هایی مانند مدل KeyMaker، که استفاده مولد از برق را در ساعات کم بار ترویج می‌کند، می‌تواند دوام اقتصادی و کارایی را افزایش دهد. تقویت چارچوب های نهادی، مانند ایجاد آژانس برق رسانی روستایی (REA)، می تواند مدیریت و شفافیت تلاش های برق رسانی روستایی را بهبود بخشد. با یادگیری از بهترین شیوه های بین المللی، مالاوی می تواند قابلیت اطمینان و پوشش سیستم های مینی شبکه خود را افزایش دهد، توسعه پایدار و بهبود کیفیت زندگی جوامع روستایی را ارتقا دهد.
