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据估计,世界上有16亿人,其中占世界人口的约30%,目前居住在没有电力的农村地区。如果没有能够在家中获得电力的能力,那么许多家庭必须采用木炭,木柴和一次性电池作为其能源,以满足日常烹饪和供暖需求。
农村电气化的目标
利用发电炉灶所需的传统能源造成的室内空气污染估计每年造成160万人死亡,其中许多人影响幼儿和母亲。因此,通过农村电气化消除了这些能源,这一过程涉及安装农村社区的配电系统,因此可以显着降低这种环境和健康的影响。
农村电气化也被证明通过提供夜间使用光线的能力来提高农村社区的整体生活质量,听取无线电,利用小电器甚至观看电视。此外,使用电力技术的工具和机器也可以提高当地工人的经济可持续性。例如,农村地区的农民现在能够防止新鲜农产品的腐败,最终通过将其在由太阳能供电的冰箱中的产品储存在当地市场中的更多食品。通过满足农村地区人民的能源需求,社区被培养了当地经济的能力,大大提高了教育率,经历了不断变化的健康和社会福利。
农村电气化的挑战
尽管农村电气化前景广阔,但实现这一目标的现实面临若干挑战,其中包括这些地区低效的能源基础设施和许多发展中国家无法满足的日益增长的电力需求。事实上,国际能源机构(IEA)估计,发展中国家每年需要大约3000亿美元的投资才能满足这些电力需求。由于与安装传统电网计划有关的限制,发展中国家转而转向可再生能源技术的可能性。
光伏和农村电气化
在需要农村电气化的发展中国家,有许多因素支持太阳能光伏系统的发展。这些因素包括:
- 大多数发展中国家都存在于被认为是“高太阳缺失水平”的区域,这是太阳能采集的理想选择
- PV系统可以安装,为单个家庭提供电力,一群房屋甚至整个村庄
- 增加了便利
- 更安全的能源
- 改善室内空气质量
- 与煤油灯相比,光的质量更高
光伏系统是一种灵活的能源,可以以各种方式应用于发展中国家的农村地区。为此,小型光伏系统,如Solar Pico systems (SPS),可用于替代小型应用的煤油灯,而中型光伏系统,如Solar Home systems (SHS),可用于几种不同的应用,提供多达250瓦的能源。例如,SHS可以用来为几盏荧光灯、收音机或电视机以及一些小型电器供电。光伏系统在为医院或整个社区供电的大型项目中也显示出了前景。
农村光伏技术
在在农村地区构建光伏系统之前,系统必须旨在满足家庭或社区的实际能源需求。为此,电缆的尺寸起到了至关重要的作用,作为表现出低尺寸的横截面的电缆已经显示出增加内阻并且最终导致更大的能量损失。
一个典型的农村电气化项目将涉及的其他光伏系统组件包括:
- 太阳能电池板
- 铅酸电池
- 充电控制器
- 逆变器
- 电线/电缆
为确保PV系统在安装后充分工作,应培训本地工人如何管理存储在光伏电池中的能量,防止滥用电池并协助与这些系统的整体维护相关的其他任务。当光伏系统设计和正确使用时,预计它们将持续长达20年,电池寿命至少达到5年。
挑战
发展中国家在试图将pv纳入其农村电气化项目时面临的主要挑战之一与这些国家的正规机构力量有限有关。发展中国家正规机构的缺陷可能包括缺乏能够执行这些实体的规章或标准,最终可能阻碍农村电气化努力实现可持续性。这种正式制度稳定性的缺乏导致光伏系统的安装没有事先考虑受影响人口当前或未来的需求。因此,这种新能源使这些社区受益的潜力受到了极大的阻碍。研究人员发现,监管标准的制定,特别是涉及政府范围内负责维护这些项目的农村电气化机构的选举,支持了pv在这些领域的成功。
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