Zeshonderd miljoen mensen in Sub-Sahara Afrika hebben geen toegang tot elektriciteit. Om aan deze stroombehoeften te voldoen, een mix van grote openbare nutsnetwerken en standalone systemen zal nodig zijn voor universele toegang in de regio. regeringen, hulporganisaties, en wetenschappers proberen te begrijpen welke oplossing voor het elektriciteitsnet het meest kosteneffectief en betrouwbaar is in stedelijke, voorstedelijk, en landelijke gebieden.

Op zichzelf staand, of "gedecentraliseerde" elektriciteitssystemen - meestal zonne-energie met batterijopslag - worden meestal als te duur beschouwd in vergelijking met grote door de staat gerunde netten op alle behalve de meest afgelegen locaties. Echter, dalende kosten van zonne-energie en nieuwe batterijtechnologieën veranderen de beste manieren om betrouwbare stroom te leveren aan mensen die momenteel geen toegang tot elektriciteit hebben. Nieuw UC Berkeley-onderzoek vandaag gepubliceerd in Natuur Energie constateert dat gedecentraliseerde elektriciteitssystemen in Afrika bezuiden de Sahara kunnen worden ontworpen met een extreem hoge betrouwbaarheid, en dat dit in de toekomst tegen opmerkelijk lage kosten kan gaan.

Jonathan Lee, een doctoraat kandidaat in de Energy and Resources Group (ERG) en universitair hoofddocent Duncan Callaway werkte met meer dan 10 jaar zonnegegevens van NASA en ontwikkelde een optimalisatiemodel dat de goedkoopste manier bepaalt om een ​​op zichzelf staand systeem te bouwen, gegeven de componentkosten en een beoogde betrouwbaarheid. Tegen de huidige kosten hun model geeft aan dat de meeste regio's in Sub-Sahara Afrika 95% betrouwbare stroom kunnen krijgen - wat betekent dat klanten 95% van de tijd elektriciteit kunnen gebruiken van een combinatie van zonnepanelen en batterijen - voor ongeveer USD $ 0,40 per kWh. Hoewel die kosten hoog zijn in vergelijking met de huidige netkosten, hun model geeft aan dat met agressieve maar plausibele toekomstige kostendalingen in gedecentraliseerde systeemkosten, grotendeels in batterijen, deze kosten zouden in minder dan een decennium in veel delen van het continent dalen tot een niveau dat concurrerend is met het elektriciteitsnet.

Omdat hun model betrouwbaarheid expliciet als ontwerpinput beschouwt, de onderzoekers konden bestuderen hoe de kosten veranderen met elke "9" betrouwbaarheid, bijvoorbeeld van 90% naar 99%, of 99% tot 99,9%. Dat berekenen ze, in hun agressieve kostendalingscenario, deze "betrouwbaarheidspremie" kan lager zijn dan $ 0,04 per kWh per 9 betrouwbaarheid. Bijvoorbeeld, met behulp van dit model, het verhogen van de betrouwbaarheid van de service met één 9 zou de bedrijfskosten voor een kleine koelkast - die een hoge betrouwbaarheid moet hebben voor medische voorzieningen - met minder dan één dollar per maand verhogen.

"Deze lage betrouwbaarheidspremies suggereren dat klanten een ongelooflijke autonomie zouden hebben om de kwaliteit van hun elektriciteitsdienst te kiezen, en dit zou een belangrijk stukje van de puzzel kunnen zijn bij het uitbreiden van de toegang tot elektriciteit over populaties met verschillende betrouwbaarheidsbehoeften, ' zei Callaway.

De onderzoekers wijzen er echter ook op dat, in de huidige omgeving waarin veel nationale netwerken in Afrika bezuiden de Sahara worden geplaagd door slechte betrouwbaarheid en begrotingstekorten, er zijn risico's in dit veranderende technologielandschap. Klanten die momenteel toegang tot het net hebben, kunnen ervoor kiezen om het net niet meer te gebruiken, vooral in regio's waar de netkosten hoog zijn of de betrouwbaarheid laag, en dit kan het voor nutsbedrijven moeilijk maken om door te gaan met hun huidige bedrijfsmodel.

"Ergens naar uitkijken, onze resultaten geven aan dat nutsbedrijven en overheden in de regio gedecentraliseerde zonne-energie zeer serieus moeten nemen; niet alleen in afgelegen gebieden, maar ook op plaatsen dicht bij het net, " zei Lee. "Als regeringen niet proactief zijn, ze zullen veel druk uitoefenen op bestaande netten om de betrouwbaarheid aanzienlijk te verbeteren en de kosten laag te houden."