Первая западноафриканская гидросолнечная электростанция была развернута в Гане в январе при технической поддержке Агентства США по международному развитию (USAID) и Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США (NREL). После запуска на полную мощность эта гидро-солнечная электростанция позволит Гане сократить выбросы парниковых газов в энергетическом секторе на 235 000 тонн в год.

Поскольку спрос на энергию в Гане растет, ее правительство стремится диверсифицировать энергетический баланс страны и найти инновационные способы интеграции переменных возобновляемых источников энергии (ПВИЭ) в свою национальную энергосистему, особенно ветровую и солнечную, для достижения целевых показателей выбросов, отказа от ископаемого топлива. топлива, дополняют гидроресурсы в засушливые периоды и снижают затраты на энергию.

Чтобы поддержать эти усилия, в 2017 году партнерство USAID-NREL организовало обсуждения с Управлением энергетики Буи Ганы (BPA) на организованном NREL семинаре, посвященном передовым возможностям фотоэлектрических (PV) электростанций, интеграции солнечных и ветряных сетей, а также передовому опыту интеграции малых электростанций. VRE масштаба и коммунального масштаба в энергосистему Ганы. После семинара BPA пригласило команду NREL оказать дополнительную техническую помощь для поддержки BPA в добавлении энергии от солнечных фотоэлектрических систем к существующей плотине гидроэлектростанции мощностью 400 мегаватт (МВт) для сокращения выбросов парниковых газов, увеличения гидроэнергетики и обеспечения разнообразия энергии.

Основываясь на этих обсуждениях, Энергетическая программа USAID Power Africa West Africa (WAEP) и NREL сотрудничали с BPA для ввода в эксплуатацию первых 50 МВт фотоэлектрических станций на существующей гидроэлектростанции Bui в 2021 году с планами увеличения фотоэлектрической мощности до 250 МВт. Завод, который планируется завершить к концу 2022 года, также будет содержать систему накопления энергии аккумуляторной батареи мощностью 20 МВт и средства управления, которые предложила команда NREL, чтобы завод мог соответствовать существующим сетевым нормам для возобновляемых источников энергии, управлять изменчивостью солнечной энергии и повысить надежность электроэнергетики страны.

Эта новая мощность будет обеспечивать достаточно энергии для питания примерно 200 000 домохозяйств и позволит BPA получить ценный опыт в разработке большего количества проектов солнечной энергетики .

«Глобальная проблема изменения климата, а также необходимость обеспечения энергоснабжения делают разработку гидро-солнечной электростанции очень важной для Ганы и Западной Африки», — сказал Питер Ачемпонг, заместитель директора по возобновляемым источникам энергии в BPA, который тесно сотрудничал с команда NREL-WAEP.

Строительство фотоэлектрической установки

С 2017 года команда NREL-WAEP проводила семинары, предоставляла технический анализ, анализировала воздействие на сеть и исследования устойчивости станции, моделировала потоки мощности для переходных процессов и оценивала проекты станции, чтобы обеспечить соответствие новым правилам электросети Ганы для ПВИЭ. Они также предложили рекомендации по фотоэлектрическим объектам коммунального назначения и тесно сотрудничали с заинтересованными сторонами и отраслевыми группами в Гане, чтобы изучить передовой опыт по вводу в эксплуатацию этого крупномасштабного завода ПВИЭ. Помимо работы с BPA и Управлением реки Вольта (VRA, еще одним энергетическим органом Ганы), команда NREL-WAEP сотрудничала с отраслевыми агентствами, включая распределительные и передающие компании, а также независимых производителей электроэнергии, в проведении аналитических исследований и оценок воздействия за пределами солнечный проект Буй.

Добавление PV к гидроэлектростанции позволяет BPA сбалансировать переменную мощность солнечной энергии, одновременно увеличивая или уменьшая мощность гидроэлектростанций в режиме реального времени, чтобы поддерживать стабильное электроснабжение для удовлетворения спроса, включая добавление новых элементов управления и возможностей для эффективного управления. выход. NREL тесно сотрудничал с менеджером BPA по возобновляемым источникам энергии, чтобы провести углубленный анализ воздействия такой гибридной гидроэлектростанции, а также институциональные, операционные и аппаратные изменения, необходимые для обеспечения того, чтобы предлагаемая система могла работать гибридным образом при сохранении стабильности системы. и надежность. Параллельно с этим NREL работала с Ghana Grid Company Limited, системным оператором и владельцем передающих активов, чтобы лучше понять потенциальные эксплуатационные последствия объединения гибридной системы BPA.

«Мы снабжаем их всеми инструментами и уроками, которые мы извлекли в Соединенных Штатах в отношении интеграции VRE, и, в некоторых случаях, помогаем им избежать некоторых проблем, с которыми мы столкнулись с новейшими технологиями и стандартами. Такой тип партнерства эффективный способ упростить процесс интеграции передовых технологий», — сказал Дэвид Корбус, руководитель отдела интеграции ветряных электросетей в NREL и член команды NREL-WAEP, поддерживающей солнечный проект в Гане.

Этот проект представляет собой крупный шаг вперед в усилиях Западной Африки по интеграции большей доли возобновляемых источников энергии в региональный энергетический баланс. Как заявил президент Ганы Нана Акуфо-Аддо в речи, зачитанной от его имени, «это еще раз свидетельствует о приверженности моего правительства выполнению обещания увеличить долю возобновляемых источников энергии в нашем энергетическом балансе до 10 процентов к 2030 году».

Первые 50 МВт станции вырабатывают энергию в национальную сеть в течение дня, при этом 1 МВт установленной системы состоит из плавучих солнечных фотоэлектрических модулей. В целом, гидро-солнечная гибридная установка позволяет Гане использовать свои огромные солнечные ресурсы, бороться с низким уровнем воды в засушливый сезон и предоставлять операторам энергосистем больше гибкости для управления гидроэлектростанцией в ночное время.

Изучение солнечной энергии на крыше

Параллельно с крупномасштабной установкой фотоэлектрических систем команда NREL-WAEP также поддерживает развертывание децентрализованных фотоэлектрических систем в Гане, что позволяет потребителям экономить на солнечной энергии на крышах. Команда предоставляет электрораспределительным компаниям инструменты, необходимые для понимания и планирования распределенных фотоэлектрических систем, определения финансовых последствий для коммунальных служб и потребителей при различных сценариях, а также для быстрой оценки преимуществ и проблем, связанных с анализом емкости хостинга и новыми клиентскими солнечными установками.

«Мы работали с Электроэнергетической компанией Ганы и Северной распределительной компанией, где мы передали им программное обеспечение с открытым исходным кодом и провели для них обучение, наращивание потенциала и семинары с инженерами коммунальных служб, где мы оценили планы и рассмотрели исследования для интегрированных распределенных фотоэлектрических систем. », — сказал Корбус о вкладе команды в планирование Ганы за счетчиком PV.

Часть обучения включала в себя выполнение анализа влияния доходов коммунальных предприятий и обучение разработке инструментов, которое оценивает, как PV влияет на модели построения, денежные потоки и доходы. Команда также работает с Комиссией по регулированию коммунальных предприятий и Комиссией по энергетике Ганы, чтобы уточнить результаты, ответить на вопросы и проблемы, связанные с планированием распределенных фотоэлектрических систем, и преобразовать результаты анализа в политику.

Дорога впереди

Проект Bui Hydro-Solar Hybrid — это исторический скачок к более устойчивому будущему для Ганы и Западной Африки, прокладывающий путь для большего количества технологий возобновляемой энергии на всем континенте, служащий моделью для будущих гибридных электростанций и демонстрирующий, как межведомственное сотрудничество может ускориться. результатов программы и обеспечить будущее партнерство.

«Благодаря общественному стремлению к устойчивой чистой энергии я надеюсь, что в общей сложности 60% или более электроэнергии, поставляемой в национальную сеть, поступает из возобновляемых источников энергии. Хотя это может быть и выше, поскольку Гана является развивающейся страной, а мы могут быть ограничены какими-то неконтролируемыми факторами, при правильном менталитете мы можем подтолкнуть эту мечту или надежду к реальности», — сказал Ачимпонг.

Но впереди долгий путь: более половины стран Африки к югу от Сахары по-прежнему не имеют доступа к электричеству. Команда NREL-WAEP продолжает свою работу по доставке чистой, доступной и недорогой энергии в регион, преодолевая межкультурные и географические барьеры для решения общих целей развертывания и предоставления инновационных и надежных энергетических решений.