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Vista aérea del sistema solar fotovoltaico de 50 MW, 200 MW más en desarrollo. Foto cortesía de BPA.

La primera planta de hidrosol de África Occidental se construyó en Ghana en enero, con la asistencia técnica de la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (USAID) y el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de los Estados Unidos. Una vez conectada a la red a plena capacidad, esta planta de energía hidrosol pondrá a Ghana en camino de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de su sector eléctrico en 235 000 toneladas por año.

A medida que aumenta la demanda de energía en Ghana, el gobierno busca diversificar la combinación energética del país y encontrar formas innovadoras de integrar la energía renovable variable (VRE) en su red eléctrica nacional, particularmente la eólica y la solar, para cumplir con sus objetivos de emisiones y alejarse. desde evitar los combustibles fósiles, reponer los recursos hídricos durante los períodos de sequía y reducir los costos de energía.

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David Corbus, NREL, y Peter Acheampong, BPA, visitan el campus Flatirons de NREL. Foto de David Corbus.

Para respaldar estos esfuerzos, en 2017, la asociación USAID-NREL facilitó discusiones con la Autoridad de Energía Bui (BPA) de Ghana en un taller organizado por NREL que se centró en las capacidades avanzadas del sistema fotovoltaico (PV), la integración de la red solar y eólica y las mejores prácticas para integrar AER a pequeña escala y a gran escala en la red de Ghana. Después del taller, BPA invitó al equipo de NREL a brindar apoyo técnico adicional para ayudar a BPA a agregar energía solar fotovoltaica a una planta de energía hidroeléctrica existente de 400 megavatios (MW) para reducir los gases de efecto invernadero que genera la energía hidroeléctrica y proporcionar diversidad energética.

Sobre la base de estas discusiones, el Programa de Energía de África Occidental (WAEP) Power Africa West Africa de USAID y NREL trabajaron con BPA para poner en marcha los primeros 50 MW de energía fotovoltaica en el sitio de la planta de energía hidroeléctrica Bui Generating Station existente en 2021, con planes para aumentar la capacidad fotovoltaica para aumentar a 250 megavatios. La instalación, cuya finalización está programada para fines de 2022, también incluirá un sistema de almacenamiento de energía de batería de 20 MW-hora y controles que el equipo de NREL ha propuesto para permitir que la instalación cumpla con los códigos de red existentes para fuentes de energía renovable, la variabilidad de la energía solar puede control y fiscalización Aumentar la confiabilidad del sector energético del país.

Esta nueva capacidad proporcionará suficiente energía para abastecer a unos 200.000 hogares y permitirá a BPA obtener una valiosa experiencia en el desarrollo de nuevos proyectos de energía solar.

«El desafío global del cambio climático, así como la necesidad de seguridad energética, hacen que el desarrollo de plantas de hidrosol sea muy importante para Ghana y África Occidental», dijo Peter Acheampong, Director Asociado de Energía Renovable de BPA, quien ha trabajado en estrecha colaboración con el equipo de NREL-WAEP.

Estructura del sistema fotovoltaico

Desde 2017, el equipo de NREL-WAEP ha organizado talleres, proporcionado análisis de ingeniería, revisado los estudios de impacto y estabilidad de la red para la instalación, modelado el flujo de energía para eventos transitorios y evaluado los diseños de las instalaciones para garantizar el cumplimiento de los nuevos códigos de red para AER en Ghana. También ofrecieron orientación para la energía fotovoltaica a gran escala y trabajaron en estrecha colaboración con las partes interesadas y los grupos de la industria en Ghana para revisar las mejores prácticas para la puesta en funcionamiento de esta instalación VRE a gran escala. Además de trabajar con BPA y la Autoridad del Río Volta (VRA, otra autoridad energética de Ghana), el equipo de NREL-WAEP trabajó con autoridades de la industria, incluidas empresas de distribución, empresas de transmisión y productores de energía independientes para realizar más estudios analíticos y evaluaciones de impacto en el Bui. proyecto solar

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Los técnicos de BPA y los operadores de la sala de control supervisan el rendimiento del nuevo conjunto fotovoltaico. Foto de David Corbus, NREL

La adición de energía fotovoltaica a la planta de energía hidroeléctrica permite a BPA equilibrar la producción solar variable al aumentar o disminuir simultáneamente la producción de energía hidroeléctrica en tiempo real para mantener un suministro de energía constante para satisfacer la demanda, incluida la adición de nuevos controles y funciones para administrar la producción de manera efectiva. NREL trabajó en estrecha colaboración con el Gerente de Energía Renovable de BPA para proporcionar un análisis profundo de las implicaciones de tal operación híbrida hidro-fotovoltaica, así como los cambios institucionales, operativos y de hardware necesarios para garantizar que el sistema propuesto sea híbrido y pueda operar mientras mantenimiento de la estabilidad y confiabilidad del sistema. Paralelamente, NREL trabajó con Ghana Grid Company Limited, el operador del sistema y propietario del equipo de transmisión, para comprender mejor el impacto operativo potencial de conectar el sistema híbrido de BPA.

“Los estamos armando con todas las herramientas y lecciones que aprendimos en los Estados Unidos sobre la integración de AER y, en algunos casos, ayudándolos a evitar algunos de los desafíos que hemos tenido con las últimas tecnologías y estándares. Este tipo de asociación es una forma efectiva de optimizar el proceso de integración de tecnologías avanzadas”, dijo David Corbus, líder de integración de redes eólicas en NREL y miembro del equipo NREL WAEP que apoya el proyecto solar en Ghana.

Este proyecto representa un gran avance en los esfuerzos de África Occidental para integrar una mayor proporción de energía renovable en su combinación energética regional. Como dijo el presidente de Ghana, Nana Akufo-Addo, en un discurso leído en su nombre: «Esto demuestra una vez más el compromiso de mi gobierno de cumplir la promesa de aumentar la participación de las energías renovables en nuestra combinación energética al 10 % para 2030».

Los primeros 50MW de la instalación generarán energía para la red pública durante el día, y 1MW del sistema instalado será energía solar fotovoltaica flotante. En general, la instalación híbrida hidro-solar permite que Ghana aproveche sus inmensos recursos solares, combata los bajos niveles de agua durante la estación seca y brinde a los operadores de la red más flexibilidad para operar la central hidroeléctrica durante la noche.

Explorando paneles solares en el techo

Paralelamente a la instalación fotovoltaica a gran escala, el equipo de NREL-WAEP también está apoyando el despliegue de fotovoltaica distribuida en Ghana para que los consumidores puedan beneficiarse de los ahorros de la energía solar en los tejados. El equipo proporciona a las empresas de distribución de energía las herramientas que necesitan para comprender y planificar la energía fotovoltaica distribuida, identificar las implicaciones financieras para las empresas de servicios públicos y los consumidores en varios escenarios, y comprender rápidamente los beneficios y desafíos del análisis de alojamiento de capacidad y las instalaciones solares de nuevos clientes para calificar.

«Hemos trabajado con Electricity Company of Ghana y Northern Electricity Distribution Company, donde les hemos transferido software de código abierto y les hemos brindado capacitación, desarrollo de capacidades y talleres con ingenieros de servicios públicos donde evaluamos planes y estudios para FV distribuida integrada». Corbus dijo sobre las contribuciones del equipo a la planificación fotovoltaica detrás del medidor en Ghana.

Parte de la capacitación incluyó la realización de un análisis de impacto en los ingresos de los servicios públicos y una capacitación en el desarrollo de herramientas que evalúa cómo la energía fotovoltaica afecta los modelos de construcción, el flujo de caja y los ingresos. El equipo también está trabajando con la Comisión Reguladora de Servicios Públicos y la Comisión de Energía de Ghana para aclarar los resultados, responder a los problemas y desafíos de la planificación fotovoltaica descentralizada y traducir los resultados del análisis en políticas.

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El sistema fotovoltaico de Ghana se controla junto con un sistema de batería de 10 MW y se coordina con el sistema hidroeléctrico de 400 MW. Foto de David Corbus, NREL.

A lo largo de la carretera

El proyecto híbrido hidrosolar de Bui es un salto histórico hacia un futuro más sostenible para Ghana y África occidental, allana el camino para más tecnologías de energía renovable en todo el continente, sirve como modelo para futuras plantas híbridas y demuestra cómo se puede lograr la colaboración entre las autoridades. acelerar los resultados del programa y posibilitar futuras asociaciones.

“A través de un impulso social hacia la energía limpia y sustentable, espero que el 60% o más de la electricidad total alimentada a la red nacional provenga de fuentes de energía renovable. Aunque Ghana es un país en desarrollo y podemos estar limitados por algunos factores incontrolables, con la mentalidad correcta podemos empujar para hacer realidad ese sueño o esperanza», dijo Acheampong.

Pero el camino es largo: más de la mitad del África subsahariana aún no tiene acceso a la electricidad. El equipo de NREL-WAEP continúa trabajando para llevar energía limpia, accesible y asequible a la región, rompiendo las barreras geográficas e interculturales para lograr objetivos de implementación compartidos y brindando soluciones energéticas innovadoras y confiables.

Aprenda más sobre el Asociación USAID-NRELmira USAID Programa Power Africao lee como WAEP de USAID suministra electricidad conectada a la red de forma fiable y asequible a África Occidental.

Por Emily Klos. Artículo cortesía del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE).


 

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