獨立的太陽能可以為撒哈拉以南非洲地區(qū)提供可靠的電力

撒哈拉以南非洲有六億人無法獲得電力。為滿足這些電力需求，大型公共運行公用電網和獨立系統(tǒng)的組合將是該地區(qū)普遍接入的必要條件。各國政府，援助組織和科學家正在努力了解哪些電網解決方案在城市，城郊和農村地區(qū)最具成本效益和可靠性。

與大型國營電網相比，獨立或“分散式”電力系統(tǒng)(通常是帶有電池存儲的太陽能電源)通常被認為過于昂貴，除了最偏遠的地方。然而，太陽能和新電池技術成本的下降正在改變向目前缺電的人們提供可靠電力的最佳途徑。今天在Nature Energy上發(fā)布的新加州大學伯克利分校的研究發(fā)現，撒哈拉以南非洲的分散式電力系統(tǒng)可以設計成具有極高的可靠性，并且未來可能會以非常低的成本實現。

Jonathan Lee，博士。能源與資源組(ERG)的候選人和Duncan Callaway副教授與NASA合作了10多年的太陽能數據并開發(fā)了一種優(yōu)化模型，該模型確定了在給定組件成本和目標可靠性的情況下構建獨立系統(tǒng)的最低成本方法。按照目前的成本，他們的模型表明撒哈拉以南非洲的大多數地區(qū)可以獲得95%的可靠電力 - 這意味著客戶可以在95%的時間內使用太陽能電池板和電池組合的電力 - 大約每千瓦時0.40美元。雖然相對于當前的電網而言成本很高 成本，他們的模型表明，在分散的系統(tǒng)成本(主要是電池)的未來成本下降，但這些成本將在不到十年的時間內降低到非洲大陸許多地區(qū)的電網競爭水平。

因為他們的模型明確地將可靠性視為設計輸入，所以研究人員能夠研究成本如何隨著每個“9”的可靠性而變化 - 例如從90%到99%，或99%到99.9%。他們計算出，在其激進的成本下降情景中，這種“可靠性溢價”可能低于每9千瓦時每千瓦時0.04美元的可靠性。例如，使用這種模型，將服務的可靠性提高一個9將增加小型冰箱的運營成本 - 這需要醫(yī)療設施具有高可靠性 - 每月低于一美元。

“這些低可靠性保費表明，客戶在選擇電力服務質量方面擁有令人難以置信的自主權，而這可能是擴大不同可靠性需求人群的電力接入的一個重要因素，”卡拉威說。

然而，研究人員還指出，在目前的環(huán)境中，撒哈拉以南非洲的許多國家電網受到可靠性和預算赤字不足的困擾，這種不斷變化的技術環(huán)境存在風險。目前擁有電網訪問權限的客戶可能會選擇停止使用電網，尤其是在電網成本較高或可靠性較低的地區(qū)，這可能會使公用事業(yè)公司難以繼續(xù)使用其當前的業(yè)務模式。

“展望未來，我們的結果表明，該地區(qū)的公用事業(yè)和政府需要非常認真地對待分散的太陽能;不僅在偏遠地區(qū)，而且在靠近電網的地方，”李說。“如果政府不積極主動，他們將對現有電網施加很大壓力，以顯著提高可靠性并降低成本。”