Trazendo Luz às Comunidades Rurais no Senegal

Marcus Jones Blocked Desbloquear Seguir Seguindo 12 de janeiro

No país do Senegal, na África Ocidental, a pobreza é aguda em áreas rurais remotas, com pouco acesso a combustível para cozinhar, luzes elétricas e outras comodidades básicas. Nos últimos dois anos, as soluções de energia limpa da CES têm apoiado a Comissão Europeia e a Agência de Eletrificação Rural do Senegal no fornecimento de eletricidade solar renovável fora da rede para 76 comunidades remotas no Senegal. Este projeto permitirá e catalisará educação, segurança, igualdade de gênero e desenvolvimento econômico.

Uma visita de campo começa com uma discussão com os líderes da aldeia

Os desafios da vida rural no Senegal

Enquanto muitos visitantes só vêem a capital do Senegal, Dakar, um dos principais polos econômicos e políticos da África Ocidental, mais da metade da população de 15 milhões vive em aldeias rurais remotas nas profundezas de Savannah. A vida rural é desafiadora, com apenas acesso rodoviário sazonal e sem acesso à eletricidade.

Toda a aldeia gosta da emoção! Esta é uma boa estrada

O Senegal tem um ranking do Índice de Desenvolvimento Humano (IDH) de 162 dos 188 países. Mais da metade da população é “multidimensionalmente pobre”, enquanto outros 18% estão próximos de viver em pobreza multidimensional. O Índice Multidimensional de Pobreza identifica múltiplas privações sobrepostas sofridas pelas famílias em três dimensões: educação, saúde e padrões de vida. As taxas de pobreza são influenciadas por múltiplos fatores complexos. Com um alto número de filhos por mulher, pode ser uma luta para alimentar uma família. O déficit estatural da desnutrição identifica a desnutrição em crianças de 0 a 5, tão grave que tem um efeito permanente ou duradouro na saúde e no desempenho. No Senegal, 20% das crianças sofrem de desnutrição crônica.

A pobreza energética pode ser definida como a “incapacidade de cozinhar com combustíveis modernos e a falta de um mínimo de iluminação elétrica para ler ou para outras atividades domésticas e produtivas ao pôr do sol” (UNDP 2005) .³ O acesso à eletricidade é fundamental para cumprir necessidades sociais básicas, impulsionando o crescimento econômico e alimentando o desenvolvimento humano. Os serviços de energia afetam a produtividade, saúde, educação, água potável e serviços de comunicação.?

A atribuição

Para apoiar os objetivos do “Programa Nacional de Eletrificação Rural”, a agência senegalesa de eletrificação rural (Agência Nacional de Eletrificação Rural – ASER) visa fornecer eletricidade a todas as comunidades rurais até o final de 2025. ? O projeto é co-financiado. financiado com 50% de financiamento através do Fundo Europeu de Desenvolvimento ao abrigo do Mecanismo de Energia África-Caraíbas-Pacífico. Os objetivos da doação são aliviar a pobreza e combater as mudanças climáticas. O projeto visa fornecer eletricidade na forma de usinas fotovoltaicas de mini-redes para 76 aldeias remotas no Senegal. Este projeto deve impactar mais de 50.000 moradores nas regiões de Matam – Bakel – Goudiry, no leste do Senegal.

As soluções de energia limpa da CES receberam o papel de consultor da ASER na aquisição, gestão e supervisão da construção dos sistemas fotovoltaicos. O projeto teve início em 2016 e prevê-se que continue até 2020. As tarefas até à data incluíram a seleção de aldeias, o desenvolvimento do conceito técnico e o lançamento bem sucedido do convite à apresentação de propostas e seleção de um contratante. A instalação e comissionamento das usinas está em andamento. Um dos desafios enfrentados pela equipe do projeto é o afastamento das aldeias, o que requer soluções técnicas robustas e um planejamento logístico cuidadoso.

Visitas de campo às comunidades rurais

Após o início do contrato, a ASER apresentou sua lista de 181 aldeias dentro das regiões-alvo, cada uma habitada por 30 a 5 mil pessoas. A fim de definir a demanda de eletricidade de cada aldeia e dimensionar os sistemas, foi realizada uma pesquisa preliminar com representantes de todas as aldeias e coordenadas de GPS de importantes consumidores de energia (instalações de saúde, escolas, moinhos, mesquitas, lojas etc.). gravado. Durante duas missões de campo em 2016, dois consultores das soluções de energia limpa da CES visitaram um total de 22 aldeias para controlar a qualidade dos dados fornecidos, identificar parceiros locais e compreender melhor a situação no terreno.

A eletrificação solar afeta todos

Vendo um pequeno pedaço da vida da aldeia no Senegal foi uma experiência de mudança de vida e forneceu um contexto para o projeto e seus objetivos. As aldeias são todas por definição “remotas”, e algumas só são acessíveis por longas viagens fora de estrada durante a estação seca. Embora as vilas estejam às vezes a 30 km de qualquer via planejada ou rede elétrica, todas têm boa cobertura de telefone celular, demonstrando como uma nova tecnologia pode ultrapassar soluções obsoletas nos países em desenvolvimento e fornecendo evidências de que a energia solar de redes de alta voltagem de combustíveis fósseis.

Cada aldeia tem o seu próprio carácter, mas uma constante era evidente: ao chegar à aldeia, fomos apinhados por crianças pequenas, as raparigas vestiam lindos e coloridos vestidos feitos à mão e os rapazes usavam camisas de futebol.

As crianças adoram andar por aí para ajudar na nossa inspeção!

A vida no Senegal rural prossegue dentro de meios escassos. Normalmente, as mulheres passam seus dias cozinhando e cuidando das crianças. A agricultura e o pastoreio de cabras e ovelhas são a ocupação principal. Uma vez fomos convidados para uma casa onde dormir parecia desconfortável, em uma esteira na terra nua, muitas vezes sem mosquiteiros. Em todas as aldeias, nos encontramos com o imã local e o chefe da aldeia para discutir o projeto e seus impactos na aldeia e confirmar os dados coletados até o momento.

Mapa dos locais visitados

Dimensionamento de demanda elétrica

Para dimensionar o sistema solar fotovoltaico, foi feita uma estimativa da carga elétrica da aldeia para aldeias selecionadas com base nos dados populacionais coletados. Isso incluiu o número de famílias e atividades comerciais e industriais. A projeção da taxa de crescimento populacional ao longo de 15 anos foi considerada no dimensionamento. Os consumidores são agrupados da seguinte forma: domicílios, serviços públicos (iluminação pública, escolas, instalações de saúde, etc.) e atividades comerciais e industriais.

Nos lares, uma segmentação é feita em quatro níveis de serviço, do nível um que representa o nível mínimo (iluminação de LED e carregamento de celular) até o nível quatro, que representa famílias mais abastadas que podem pagar uma televisão e gostariam de ter sua própria geladeira. Todas as famílias são fornecidas (cobertura de 100%). Esta segmentação da população é uma estimativa baseada na experiência local no Senegal e na literatura de projetos internacionais semelhantes. Cada segmento doméstico recebe um número de dispositivos (rádio, TV, luzes LED) e cada dispositivo tem um perfil de consumo ao longo de 24 horas do dia.

Perfil de carga horária da aldeia

A segunda classe de consumidores responde por atividades comerciais e industriais e inclui principalmente lojas, oficinas (madeira, metal) e consumidores industriais comuns, como bombas de água ou fábricas de cereais.

A terceira classe de consumidores é responsável por serviços públicos como iluminação pública ou instalações de saúde. Todas essas cargas são consideradas prioritárias e, portanto, precisam ter alguma autonomia dos demais consumidores. A fim de assegurar um fornecimento constante de eletricidade, eles têm um cabo independente dedicado e um inversor para alimentá-lo. Além disso, a um nível definido de descarga das baterias, a eletricidade será cortada dos consumidores regulares, para assegurar seu fornecimento ao consumidor prioritário.

Esse dimensionamento detalhado da demanda foi realizado em vários tamanhos representativos de vilarejos, a fim de chegar a uma curva de demanda com base na população da aldeia. Os perfis horários de cada dispositivo para cada subclasse de consumidores foram somados para fornecer a curva de demanda global para uma aldeia, conforme apresentado no perfil de carga horária da vila. Nesta figura, o perfil médio de consumo de energia de 24 horas é mostrado, com cada categoria de consumo identificada. Geralmente, a demanda de pico ocorre à noite e é impulsionada principalmente pelo consumo das famílias.

Fornecimento de tamanho

Com a carga elétrica horária estimada determinada, um modelo de sistema foi criado para selecionar um projeto de sistema ideal para atender aos requisitos da vila. Os principais fatores de custo versus desempenho de um sistema fotovoltaico de mini-rede são a capacidade total do banco de baterias em ampère-hora ou quilowatts / hora e a área de painéis fotovoltaicos em m² ou em quilowatts-pico. O banco de baterias é necessário para atender a incompatibilidade de fase diurna de fornecimento (pico de energia solar ao meio-dia) e demanda (à noite), e também para cobrir a carga durante dias nublados.

Um modelo dinâmico do sistema foi criado com esses parâmetros e eficiências de componentes. O modelo foi simulado durante um período de uma “semana de projeto”, incluindo vários dias de sol, dias médios e dias nublados, conforme definido por uma análise das condições meteorológicas locais.

A ferramenta de dimensionamento de projeto de sistema apresenta a ferramenta de simulação dinâmica, que normalmente é dimensionada ao longo de uma semana, mas encurtada para três dias para este artigo. Nesta figura, a curva de demanda, conforme descrito acima, é apresentada na linha preta sólida. A reunião de demanda é o objetivo principal do exercício de design. A demanda pode ser atendida com energia armazenada no banco de baterias (área azul escura) ou pelo consumo direto dos painéis fotovoltaicos (área amarela). O excesso de energia solar é usado para recarregar o banco de baterias (área azul clara). O estado horário da carga é representado pela linha azul tracejada e medido no eixo direito. Como pode ser visto neste exemplo ilustrativo, a demanda não é atendida em um dia nublado. Tanto aumentar a capacidade da bateria quanto a área do painel fotovoltaico poderia aumentar a saída de energia do sistema, mas, nesse caso, a área do painel precisaria ser aumentada, já que a bateria não está totalmente carregada.

Usando essa ferramenta, várias usinas fotovoltaicas foram projetadas otimizando os principais parâmetros de autonomia e custo. Usando-os como desenhos típicos, a capacidade resultante do banco de baterias em kWh e a potência de projeto da planta em kW foram calculadas para todas as 76 aldeias, a fim de calcular as quantidades dos componentes da usina. Esses parâmetros são usados pelos contratados na preparação de seus lances e projetos.

Um plano de rede elétrica foi projetado para as aldeias levando em consideração todos os consumidores e seu layout geográfico. A localização e a quantidade total de postes de serviço foram definidos, assim como o tipo e o comprimento de cada um dos quatro tipos de cabos de transmissão. Figura X – Esboço da rede de uma aldeia de amostra. A capacidade total prevista para todo o projeto é de 1,27 MW de painéis fotovoltaicos e 195,8 kAh de capacidade da bateria. Além disso, serão instalados 268 km de cabos e 3.420 postes de madeira.

Condições de carga simuladas

SELEÇÃO TECNOLÓGICA

Como discutido, os principais componentes do sistema são os painéis fotovoltaicos e o banco de baterias. Outros elementos da planta incluem os inversores, componentes eletrônicos e uma estrutura para alojar os componentes. A grade de baixa tensão e os componentes domésticos (luzes, tomadas elétricas) também estão no escopo do projeto.

Uma inovação tecnológica que beneficia tal aplicação fora da rede é o sistema de barramento CA, que coloca a produção fotovoltaica paralela ao sistema de armazenamento. Isto significa que a energia fotovoltaica é convertida diretamente em corrente trifásica na rede. A energia pode então ser consumida diretamente pela aldeia e / ou usada para recarregar o banco de baterias. Isso pode ser contrastado com um sistema DC, onde o gerador fotovoltaico é colocado atrás da bateria, o que significa que, se a bateria estiver totalmente carregada, a energia solar será desperdiçada. Outra vantagem do barramento AC é que outras fontes de energia podem ser facilmente integradas na mini rede, por exemplo, outras usinas fotovoltaicas ou um gerador de biodiesel.

Conclusão

Na data de publicação deste artigo, o processo de licitação terminou oficialmente e o fornecedor dos sistemas foi escolhido. Obras de construção iniciadas em 2018 e duram aproximadamente 16 meses. CES, em seguida, intervir para cumprir as próximas partes da atribuição ou seja, supervisão de construção. Muito importante para o sucesso geral do projeto é a transferência informada da planta e da rede para o operador final.

É claro que o projeto terá um impacto real na vida desses aldeões senegaleses remotos. Com a disponibilidade de eletricidade, novas atividades comerciais e industriais em potencial serão ativadas, a educação e a saúde serão melhoradas e um futuro melhor será possível. O empreiteiro foi selecionado e a construção foi iniciada.

Para mais informações, visite CES Clean Energy Solutions em Viena, Áustria.

Home | Soluções de energia limpa CES
As soluções de energia limpa da CES são o centro de competência para eficiência energética, energia renovável e sustentabilidade… www.ic-ces.at

E a Agence Sénégalaise d'Electrification Rurale em Dakar, Senegal

Bienvenue sur le Portail teia de interesse agrária rural de eletricidade
Agence Sénégalaise d'Electrification Rurale www.aser.sn