أطروحة (ماجستير)-جامعة القاهرة، 2024.

ببليوجرافيا: صفحات 266-283.

تقع منطقة الدراسة بين دائرتي عرض (4,21° شمالًا، و 28, 4° جنوبًا)، وبين خطي طول (34°، و42° شرقًا)، أي أنها تحوي نحو 8 دوائر عرضية، وبهذا تقسمها الدائرة الاستوائية إلى قسمين، و تتميز كينيا بموقع جغرافي فريد ومتنوع؛ مما يجعلها مثالية لتوطن محطات الطاقة الشمسية، نتيجةً لوجودها في المنطقة الاستوائية، وبفضل تضاريسها المُتنوعة، لذا فإن كينيا تتيح فُرصًا مُتعددة لتوطن محطات الطاقة الشمسية، سواء على السهول الواسعة، أو في المناطق الجبلية، التي تتلقى كميات كبيرة من الطاقة الشمسية، والتي تعتبر من أكثر التقنيات الواعدة في كينيا، كما أنها تلعب دورًا مُهمًا في الحد من انبعاث الغازات الضارة للبيئة، إذا مـا قورنـت بمـصادر الطاقـة الأخرى، لأنها تتميز بكونها طاقة نظيفة، لا ينتُج عنها أي نوع من أنـواع التلوث، في كافة صورها. تواجه كينيا طلبًا مُتزايدًا على الكهُرباء؛ نتيجة النمو الاقتصادي السريع، وزيادة حجم السكان، إذ أنها تعتمد على دول الجوار مثل أوغندا وإثيوبيا في الطاقة، لذا فإن الطاقة الشمسية هي أحد خيارات موارد الطاقة المُتجددة، المُتاحة بسهولة لتلبية الاحتياجات المُختلفة، ولكن لسوء الحظ لا يزال الاعتماد عليها منخفضاً للغاية، وهو ما يمكن أن يُعزى بشكل رئيسي إلى عدم وجود تقييم مُناسب لموارد الطاقة الشمسية. وقد اتضح أن مصادر الطاقة المُتجددة أسهمت بنسبة 77.9 % من القُدرة الإجمالية المُركبة لمحطات الكهرباء، و86.6 % من إجمالي الطاقة المولدة منها عام 2022، وتركز الجُزء الأكبر من القُدرة المُركبة، والطاقة المولدة بإقليمي الوادي المتصدع، والشرقي، وانخفاض الكفاءة الإنتاجية للمحطات الحرارية إلى 33.9 %، وارتفاع تكلفة التوليد بها، مع وجود العديد من مشاريع الطاقة الشمسية إلا أنها لم تُسهم سوى ب 3 % فقط في توليد الكهُرباء. وتتمتع كينيا بساعات طويلة من الإشعاع الشمسي، لوقوعها على منطقة خط الاستواء، ثُم دراسة الارتفاعات، والانحدارات، واتجاهاته، مع رصد وتحليل العناصر المُناخية، من: إشعاع شمسي، وحراره، ورياح، وتساقط، ورطوبة. واتضح أن كينيا تمتلك شبكة توزيع للطاقة، لكنها غير كافيةً، حيث تتطلب مُعظم مشاريع تطوير الكهُرباء تخطيطًا ماليًا؛ لأن تطوير مشاريع البنية التحتية باهظة التكلفة بشكل عام، ومن أجل تلبية احتياجاتها المُتزايدة من الطاقة تسعى الحكومة إلى تطوير تقنيات محلية ودولية جديدة؛ لتوسيع وتحديث شبكات النقل والتوزيع، ولذلك طرحت الحكومة العديد من المبادرات؛ لتحسين الوصول إلى الكهُرباء والقُدرة على تحمل تكاليفها، وتشمل بعض هذه المبادرات والسياسات، زيادة فُرص الحصول على التمويل المحلي، والمُدخرات للاستثمارات في الكهرباء، مما يُقلل من مخاطر العُملات الأجنبية. كما اتضح أن جهود توسيع شبكة الكهرباء في كينيا أدت إلى ارتفاع طفيف في نسبة السكان، أو الأُسر التي تحصل على الكهُرباء في منازلهم، وزاد انتشار الكهرباء بنسبة 27%، أي أكثر من ضعف عدد العملاء على الشبكة المركزية، وبالإضافة إلى الشبكة المركزية، يوجد الآن ما يزيد عن 600.000 نظاماً شمسياً منزلياً مُنتشراً، مما يُساهم بنسبة 5-6% في قطاع الكهرباء، وقد زاد استهلاك الكهرباء السكنية على مستوى البلاد بنسبة 9%، في الفترة بين (2010-2016م). بالإضافة الي تمتع كينيا بمساحات كبيرة مُلائمة لإقامة محطات الطاقة الشمسية، بلغت حوالي (14120,1كم2) بنسبة 3,13%؛ وفقاً لنموذج تساوي الأوزان، مُقابل (63440,64كم2) بنسبة 10,86% ؛ وفقاً لنموذج أوزان المعايير، وأفضل هذه المناطق وفقاً للمساحة المناسبة هي: الشمالية الغربية، وبعض المناطق الشمالية، ويُمكن زيادة عدد المناطق المُلائمة من خلال التوسع في مشروعات الطرق الرئيسية، وتوزيع خطوط نقل الطاقة؛ التي تُساهم في ضم مساحات كبيرة خاصةً الأجزاء الشمالية من الدولة. وكينيا تعتبر واحدة من أكبر الأسواق غير المدعومة لأنظمة الطاقة الشمسية المنزلية في العالم عامةً، وإفريقيا خاصةً، حيث تمثل نموذجاً واعداً لكهربة الريف، استناداً إلى المُشتريات الخاصة للتكنولوجيات الكهروضوئية النظيفة اللامركزية، وتهيُمن وحدات السيليكون غير المتبلورة الصغيرة على السوق، وتوفر مُعظم العلامات التجارية خدمة عالية الجودة، وبأسعار معقولة، ومع ذلك، تختلف جودة المنتج بشكل كبير، كما أن قدرة الجمهور على التمييز بين العلامات التجارية المُنافسة محدودة، وهذا يفرض صعوبات مُباشرة على الأُسر التي لم يحالفها الحظ في شراء مُعدات مُنخفضة الجودة، ويقيد نسبة المبيعات حيث يمتنع بعض العملاء عن شراء مُعدات الطاقة الشمسية بسبب عدم اليقين المُرتبط بالأداء. كما اتضح أن إنتاج الكهرباء يواجه عدة تحديات، والتي تؤثر سلبًا على منظومة إنتاج الكهرباء الكينية، وتُعرقل جهود التوسع نحو الوصول إلى مزيج كامل من الطاقة الكهُربائية النظيفة، بما يتناسب مع الإمكانات المُتاحة من مصادر الطاقة الشمسية، ويحقق اكتفاءاً ذاتياً من الكهُرباء، دون الاعتماد على الواردات الخارجية، وتتنوع تلك التحديات ما بين: تحديات مؤسسية، وتقنية، واقتصادية، واجتماعية، ومُتعلقة بالطاقة الشمسية، ومُتعلقة بشبكة الكهُرباء، وعدم توافر الدعم اللوجيستي لها؛ من بيانات وخبرات فنية كافية.

Clean energy, sometimes called renewable energy, is defined as sources that are still available, help generate electricity (like solar energy) and are now necessary. Its importance in the development process in all its aspects has become clear, especially in light of the depletion of fossil resources. The study area is divided into two sections by the equatorial circle because it is situated between latitudes (4.21° north and 28.4° south) and longitudes (34° and 42° east). It covers approximately eight latitudes. Kenya's distinct and diverse geographic position makes it the perfect place to build solar power plants when compared to other energy sources. Whether on the expansive plains or in mountainous regions that get abundant solar radiation, its equatorial location and diverse topography present a multitude of chances for the construction of solar power plants. One of the most promising technologies in Kenya is solar energy, which contributes significantly to lowering the emissions of hazardous chemicals into the atmosphere because it is clean energy—that is, it doesn't produce any pollution in any form. Power demand is rising as a result of Kenya's increasing reliance on neighboring countries like Ethiopia and Uganda for its energy demands due to its fast economic growth and growing population. Regretfully, solar energy adoption is still quite low, mostly as a result of insufficient evaluation of solar energy resources. One readily available renewable energy source that can be used to meet a variety of purposes is solar energy. Previous studies on solar energy-powered electricity generation, whether carried out in the Republic of Kenya or other African countries, served as the theoretical basis for this investigation. No research has been done to identify the best places to build solar power plants, despite the fact that the study region has seen a number of non-geographical studies and a few geographical studies. The study aims to identify the Republic of Kenya's energy production complex, its administrative departments, and its current generation stations; determine the economic cost and production efficiency of various types of electricity generation stations; and analyze linear phenomena by analyzing and processing network data, including the main power grid, secondary transmission networks, and sub-distribution networks, to identify the optimal scenarios for electricity transmission and presenting them as thematic maps, including the locations of electricity generation and transmission stations, and determining the suitability of the geographical location of each solar power generation station in the Republic of Kenya based on what each site possesses of spatial characteristics that express the degree of suitability for its use in the localization of stations, with a review and analysis of models and applications of geographic information systems, decision support and decision-making systems, and proposing a geographic information system model; While keeping an eye on the difficulties facing the solar energy power production system and projecting its future in light of the plans to be executed in the research region, particularly the 2030 plan, it seeks to develop and identify solar energy sources. To accomplish these goals, the study's questions and hypotheses were addressed, numerous approaches and methods were integrated, and an integrated, comprehensive approach—also referred to as the "comprehensiveness of geographical reality" approach—was adopted. This approach enables the study of the variables influencing the phenomenon, enables the production of generalizable results, and generates recommendations through an integrated, comprehensive view. The Kenyan National Statistical Office in Nairobi provided the population and economic censuses, which served as the study's statistical source. The study also used spatial data from satellite images, maps of all kinds, and their various drawing scales, which were obtained using geographic information systems (GIS) programs such as Arc-GIS, Google Earth Engine (GEE), Qgis, and others. The study is organized into five chapters, which are preceded by an introduction, a conclusion that analyzes the study's most significant findings, the thesis's appendices, and a list of both Arabic and non-Arabic references. The Republic of Kenya's electricity complex was introduced in the first chapter, which also covered the types of energy sources, their geographical distribution, their contributions, their economic costs, the types of solar energy in Kenya, their potential, and an analysis of their production efficiency. Next, a chronological list of the country's current solar energy projects was presented. It became clear that in 2022, 86.6% of the energy produced by power plants and 77.9% of their installed capacity came from renewable sources. While the production efficiency of thermal plants fell to 33.9% and their cost of generation was high, the Rift Valley and Eastern regions accounted for the biggest proportion of installed capacity and generated energy. Even though these areas had many solar energy installations, they only contributed 3% of the electricity produced. The second chapter traced the physical factors that affect solar power plants, including: the geographical location, and its spatial extent, which allowed Kenya to enjoy long hours of solar radiation, due to its location on the equator, the elevations, slopes, and directions of slopes (aspects map), with monitoring and analyzing the climatic elements, including: solar radiation, heat, winds, precipitation, and humidity. Chapter 3, which also looked at the human factors affecting solar power plants, such as population growth and how it compares to electricity production, the characteristics of the electricity network, its geographic distribution between urban and rural areas, the amount of electricity consumed by the economic activities sector, and an analysis of the infrastructure of the electricity network, included a review of the government policies that Kenya has put in place to integrate solar energy into its electricity complex. The power distribution network in Kenya is insufficient. Because infrastructure development is typically costly, financial planning is necessary for most energy development projects. The government is working to create new domestic and foreign technologies to update and extend transmission and distribution networks to fulfill its increasing energy demands. Therefore, the government has launched several programs to increase electricity affordability and accessibility. Increasing domestic finance and savings for electrical investments is one of these strategies and efforts, which lowers foreign exchange risks. Kenya’s electricity grid expansion efforts have also shown a slight increase in the proportion of the population, or households, with access to electricity at home. Electricity penetration has increased by 27%, more than doubling the number of customers on the central grid. In addition to the central grid, there are now over 600,000 solar home systems deployed, contributing 5-6% to the electricity sector. Residential electricity consumption nationwide has increased by 9% between 2010 and 2016. The cartographic modeling process was finished in Chapter Four, which looked at the best locations for solar power plant construction by creating a Geo-Db that takes social, economic, and environmental issues into account. These criteria were reclassified to produce the proposed model, assess its correctness, and compare it with land cover trends through 2065. It became clear from it that Kenya has large areas suitable for establishing solar power stations, amounting to about (14120.1 km2); according to the equal weights model, compared to (63440.64 km2) according to the weights of standards model, and the best of these areas according to the suitable area are: the northwest, and some northern areas, and the number of suitable areas can be increased by expanding main road projects, and distributing power transmission lines; which contribute to the inclusion of large areas, especially the northern parts of the country. In Chapter Five, the future of solar energy in Kenya is examined, along with its challenges. The World Bank-financed off-grid solar energy access initiative is thoroughly examined. The chapter concluded with an assessment of the issues surrounding the generation of electricity from solar power and many recommendations for solutions.
The chapter shows that Kenya is one of the largest unsubsidized markets for home solar systems in the world in general, and Africa in particular, and represents a promising model for rural electrification, based on private purchases of clean, decentralized photovoltaic technologies. Small amorphous silicon modules dominate the market, and most brands provide high-quality service at reasonable prices. However, product quality varies widely, and the public’s ability to distinguish between competing brands is limited. This imposes direct difficulties on households who are not lucky enough to purchase low-quality equipment and restricts sales as some customers refrain from purchasing solar equipment due to uncertainty associated with performance.

صدر أيضًا كقرص مدمج.

النص بالعربية والملخص باللغة الإنجليزية والعربية.