Seicento milioni di persone nell'Africa subsahariana non hanno accesso all'elettricità. Per soddisfare queste esigenze di potenza, per l'accesso universale nella regione sarà necessario un mix di grandi reti di servizi pubblici e sistemi autonomi. governi, organizzazioni umanitarie, e gli scienziati stanno lavorando per capire quale soluzione di rete elettrica sarebbe più conveniente e affidabile in tutta la città, periurbano, e zone rurali.

Indipendente, autonomo, o i sistemi elettrici "decentralizzati" - il più delle volte l'energia solare con accumulo di batterie - sono generalmente considerati troppo costosi rispetto alle grandi reti statali in tutte le località tranne quelle più remote. Però, il calo dei costi del solare e le nuove tecnologie delle batterie stanno cambiando i percorsi migliori per fornire energia affidabile alle persone che attualmente non hanno accesso all'elettricità. Nuova ricerca UC Berkeley pubblicata oggi in Energia della natura rileva che i sistemi elettrici decentralizzati nell'Africa subsahariana possono essere progettati per un'affidabilità estremamente elevata, e che questo potrebbe avere costi notevolmente bassi in futuro.

Jonathan Lee, un dottorato di ricerca candidato nell'Energy and Resources Group (ERG) e il professore associato Duncan Callaway hanno lavorato con più di 10 anni di dati solari della NASA e hanno sviluppato un modello di ottimizzazione che determina il modo più economico per costruire un sistema autonomo dati i costi dei componenti e un obiettivo di affidabilità. A costi correnti, il loro modello indica che la maggior parte delle regioni dell'Africa sub-sahariana può ottenere il 95% di energia affidabile, il che significa che i clienti possono utilizzare l'elettricità da una combinazione di pannelli solari e batterie il 95% delle volte, per circa $ 0,40 USD per kWh. Sebbene tale costo sia elevato rispetto agli attuali costi di rete, il loro modello indica che con un calo aggressivo ma plausibile dei costi futuri dei costi del sistema decentralizzato, in gran parte in batterie, questi costi scenderebbero a livelli competitivi con la rete in molte parti del continente in meno di un decennio.

Poiché il loro modello considera esplicitamente l'affidabilità come input di progettazione, i ricercatori sono stati in grado di studiare come cambiano i costi con ogni "9" di affidabilità, ad esempio dal 90% al 99%, o dal 99% al 99,9%. Lo calcolano, nel loro scenario aggressivo di calo dei costi, questo "premio di affidabilità" potrebbe essere inferiore a $ 0,04 per kWh per 9 di affidabilità. Per esempio, utilizzando questo modello, aumentare l'affidabilità del servizio di uno aumenterebbe i costi operativi per un piccolo frigorifero, che deve avere un'elevata affidabilità per le strutture mediche, di meno di un dollaro al mese.

"Questi premi di bassa affidabilità suggeriscono che i clienti avrebbero un'incredibile autonomia per scegliere la qualità del loro servizio elettrico, e questo potrebbe essere un pezzo importante del puzzle nell'espansione dell'accesso all'elettricità tra popolazioni con diverse esigenze di affidabilità, " disse Callaway.

Tuttavia, i ricercatori sottolineano anche che, nell'attuale contesto in cui molte reti nazionali nell'Africa subsahariana sono afflitte da scarsa affidabilità e deficit di bilancio, ci sono rischi in questo panorama tecnologico in evoluzione. I clienti che attualmente hanno accesso alla griglia potrebbero scegliere di smettere di usare la griglia, soprattutto nelle regioni in cui i costi di rete sono elevati o l'affidabilità è bassa, e questo potrebbe rendere difficile per le utility continuare con il loro attuale modello di business.

"Guardare avanti, i nostri risultati indicano che i servizi pubblici e i governi della regione devono prendere molto sul serio il solare decentralizzato; non solo in aree remote, ma anche in luoghi vicini alla griglia, " ha detto Lee. "Se i governi non sono proattivi, metteranno molta pressione sulle reti esistenti per migliorare significativamente l'affidabilità e mantenere bassi i costi".