Seiscentos milhões de pessoas na África Subsaariana não têm acesso à eletricidade. Para atender a essas necessidades de energia, uma mistura de grandes redes de serviços públicos e sistemas autônomos será necessária para o acesso universal na região. Governos, organizações de ajuda, e os cientistas estão trabalhando para entender qual solução de rede elétrica seria mais econômica e confiável em áreas urbanas, peri-urbana, e áreas rurais.

Estar sozinho, ou sistemas elétricos "descentralizados" - mais frequentemente energia solar com armazenamento de bateria - são geralmente considerados muito caros em comparação com grandes redes públicas em todos os locais, exceto os mais remotos. Contudo, os custos decrescentes da energia solar e das novas tecnologias de bateria estão mudando os melhores caminhos para fornecer energia confiável para pessoas que atualmente não têm acesso à eletricidade. Nova pesquisa da UC Berkeley publicada hoje em Nature Energy constata que os sistemas de eletricidade descentralizados na África subsaariana podem ser projetados para oferecer confiabilidade extremamente alta, e que isso pode ter custos notavelmente baixos no futuro.

Jonathan Lee, um Ph.D. O candidato do Grupo de Energia e Recursos (ERG) e o Professor Associado Duncan Callaway trabalharam com mais de 10 anos de dados solares da NASA e desenvolveram um modelo de otimização que determina a forma de menor custo para construir um sistema autônomo, dados os custos dos componentes e uma confiabilidade desejada. Com os custos atuais, seu modelo indica que a maioria das regiões da África Subsaariana pode obter 95% de energia confiável - o que significa que os clientes podem usar eletricidade de alguma combinação de painéis solares e baterias 95% do tempo - por cerca de US $ 0,40 por kWh. Embora esse custo seja alto em relação aos custos atuais da rede, seu modelo indica que, com declínios de custos futuros agressivos, mas plausíveis, nos custos do sistema descentralizado, principalmente em baterias, esses custos cairiam para níveis competitivos com a rede em muitas partes do continente em menos de uma década.

Porque seu modelo considera explicitamente a confiabilidade como uma entrada de design, os pesquisadores puderam estudar como os custos mudam com cada "9" de confiabilidade - por exemplo, de 90% a 99%, ou 99% a 99,9%. Eles calculam isso, em seu cenário de declínio de custo agressivo, este "prêmio de confiabilidade" pode ser inferior a US $ 0,04 por kWh por 9 de confiabilidade. Por exemplo, usando este modelo, aumentar a confiabilidade do serviço em um 9 aumentaria os custos operacionais de um pequeno refrigerador - que precisa ter alta confiabilidade para instalações médicas - em menos de um dólar por mês.

"Esses prêmios de baixa confiabilidade sugerem que os clientes teriam uma autonomia incrível para escolher a qualidade de seu serviço de eletricidade, e esta pode ser uma peça importante do quebra-cabeça na expansão do acesso à eletricidade entre as populações com diferentes necessidades de confiabilidade, "disse Callaway.

No entanto, os pesquisadores também apontam que, no ambiente atual, onde muitas redes nacionais na África Subsaariana são atormentadas por baixa confiabilidade e déficits orçamentários, existem riscos neste cenário de tecnologia em mudança. Os clientes que atualmente têm acesso à rede podem optar por parar de usar a rede, especialmente em regiões onde os custos da rede são altos ou a confiabilidade é baixa, e isso pode tornar difícil para as concessionárias continuarem com seu modelo de negócios atual.

"Esperando ansiosamente, nossos resultados indicam que os serviços públicos e os governos da região precisam levar a energia solar descentralizada muito a sério; não apenas em áreas remotas, mas em lugares próximos à rede também, "disse Lee." Se os governos não são proativos, eles colocarão muita pressão sobre as redes existentes para melhorar significativamente a confiabilidade e manter os custos baixos. "