独立的太阳能可以为撒哈拉以南非洲地区提供可靠的电力

撒哈拉以南非洲有六亿人无法获得电力。为满足这些电力需求，大型公共运行公用电网和独立系统的组合将是该地区普遍接入的必要条件。各国政府，援助组织和科学家正在努力了解哪些电网解决方案在城市，城郊和农村地区最具成本效益和可靠性。

与大型国营电网相比，独立或“分散式”电力系统(通常是带有电池存储的太阳能电源)通常被认为过于昂贵，除了最偏远的地方。然而，太阳能和新电池技术成本的下降正在改变向目前缺电的人们提供可靠电力的最佳途径。今天在Nature Energy上发布的新加州大学伯克利分校的研究发现，撒哈拉以南非洲的分散式电力系统可以设计成具有极高的可靠性，并且未来可能会以非常低的成本实现。

Jonathan Lee，博士。能源与资源组(ERG)的候选人和Duncan Callaway副教授与NASA合作了10多年的太阳能数据并开发了一种优化模型，该模型确定了在给定组件成本和目标可靠性的情况下构建独立系统的最低成本方法。按照目前的成本，他们的模型表明撒哈拉以南非洲的大多数地区可以获得95%的可靠电力 - 这意味着客户可以在95%的时间内使用太阳能电池板和电池组合的电力 - 大约每千瓦时0.40美元。虽然相对于当前的电网而言成本很高 成本，他们的模型表明，在分散的系统成本(主要是电池)的未来成本下降，但这些成本将在不到十年的时间内降低到非洲大陆许多地区的电网竞争水平。

因为他们的模型明确地将可靠性视为设计输入，所以研究人员能够研究成本如何随着每个“9”的可靠性而变化 - 例如从90%到99%，或99%到99.9%。他们计算出，在其激进的成本下降情景中，这种“可靠性溢价”可能低于每9千瓦时每千瓦时0.04美元的可靠性。例如，使用这种模型，将服务的可靠性提高一个9将增加小型冰箱的运营成本 - 这需要医疗设施具有高可靠性 - 每月低于一美元。

“这些低可靠性保费表明，客户在选择电力服务质量方面拥有令人难以置信的自主权，而这可能是扩大不同可靠性需求人群的电力接入的一个重要因素，”卡拉威说。

然而，研究人员还指出，在目前的环境中，撒哈拉以南非洲的许多国家电网受到可靠性和预算赤字不足的困扰，这种不断变化的技术环境存在风险。目前拥有电网访问权限的客户可能会选择停止使用电网，尤其是在电网成本较高或可靠性较低的地区，这可能会使公用事业公司难以继续使用其当前的业务模式。

“展望未来，我们的结果表明，该地区的公用事业和政府需要非常认真地对待分散的太阳能;不仅在偏远地区，而且在靠近电网的地方，”李说。“如果政府不积极主动，他们将对现有电网施加很大压力，以显着提高可靠性并降低成本。”