Überwindung des Engpasses unzuverlässiger Netze: Erhöhung der Zuverlässigkeit der Haushaltsversorgung mit dezentralen Backup-Systemen (Hoffmann et al. 2020)
Martha M. Hoffmann, Setu Pelz, Òscar Monés-Pederzini, Michele Andreottola and Philipp Blechinger
Die Elektrifizierung ist seit langem ein zentralisierter, politisierter und bürokratischer Prozess, der stark vom Ausbau des zentralen Netzes abhängt. Der Netzanschluss garantiert jedoch möglicherweise keine zuverlässige Versorgung, und selbst netzgekoppelte Haushalte können in niedrigeren Stufen der Elektrifizierung bleiben.
Durch die Förderung der Integration von Solar-Home-Systemen (SHS) in die Elektrifizierungspläne könnten Verbraucher Blackout-Zeiten überbrücken und die Leiter der Elektrifizierung erklimmen. Um dieses Potenzial zu evaluieren, führen wir eine Fallstudie im Distrikt Gauriganj in Nepal durch, die auf Primärdaten (2018) basiert, einschließlich Echtzeitmessungen von tatsächlichen Blackout-Ereignissen. Offgridders, ein selbstcodiertes Open-Source-Simulationstool, das auf dem Open Energy Modelling Framework basiert, wird eingesetzt, um die optimalen netzunterstützenden Kapazitäten mehrerer Backup-Systeme, einschließlich SHS und Batterien, zu bestimmen. Zur Vereinfachung wird bei Batterien eine feste Lebensdauer von 5 Jahren angenommen, während zukünftige Änderungen der Kraftstoff- oder Strompreise nicht berücksichtigt werden.
Um die Lösungen zu vergleichen, schlagen wir die effektiven Energieversorgungskosten (EESA) vor, die sich aus der Annuität und der Versorgungszuverlässigkeit des Systems berechnen. Für Haushalte mit geringerem Strombedarf (Tier 2) ist eine SHS von ca. 10 Wp PV und 100 Wh Batterie, die einen sekundären Gleichstromkreis speist, mit 21 €/a die günstigste Backup-Option, um den gesamten täglichen Bedarf zu decken, der nicht vom Netz gedeckt wird. Ein Haushalt mit höherem Strombedarf (Tier 4) wird am kostengünstigsten mit einem Backup-Dieselgenerator versorgt, die nächstgünstigste Lösung ist jedoch ein SHS mit ca. 40 Wp PV und 160 Wh Batterie, der bei Stromausfällen einen sekundären Gleichstromkreis mit 160 €/a versorgt. Die Förderung von Investitionen in diese dezentralen erneuerbaren Energiesysteme kann die Bemühungen zur Erreichung von SDG7 unterstützen.