Pembangkit listrik tenaga surya pertama di Afrika Barat ditempatkan di Ghana pada bulan Januari, dengan dukungan teknis dari Badan Pembangunan Internasional Amerika Serikat (USAID) dan Laboratorium Energi Terbarukan Nasional (NREL) Departemen Energi AS.
Setelah kapasitas penuhnya diaktifkan, pembangkit listrik tenaga surya ini akan menempatkan Ghana di jalur yang tepat untuk mengurangi emisi gas rumah kaca sektor listriknya sebesar 235.000 ton per tahun.
Seiring meningkatnya permintaan energi di Ghana, pemerintahnya berusaha untuk mendiversifikasi bauran energi negara itu dan menemukan cara-cara inovatif untuk mengintegrasikan energi terbarukan variabel (VRE) ke dalam jaringan nasionalnya terutama angin dan matahari untuk mencapai sasaran emisi targetnya membuat beralih dari energi fosil bahan bakar, suplemen sumber daya hidro selama periode kekeringan, dan biaya energi yang lebih rendah.
Untuk mendukung upaya ini, pada tahun 2017 Kemitraan USAID-NREL memfasilitasi diskusi dengan Bui Power Authority (BPA) Ghana di lokakarya yang diselenggarakan oleh NREL yang berfokus pada kemampuan pembangkit fotovoltaik (PV) tingkat lanjut, integrasi jaringan surya dan angin, dan praktik terbaik dalam mengintegrasikan skala dan skala utilitas VRE ke dalam jaringan Ghana.
Setelah lokakarya, BPA mengundang tim NREL untuk memberikan bantuan teknis tambahan untuk mendukung BPA dengan menambahkan daya dari PV surya ke bendungan pembangkit listrik tenaga air 400 megawatt (MW) yang ada untuk mengurangi gas rumah kaca, menambah tenaga air, dan menyediakan keragaman energi.
Berdasarkan diskusi tersebut, Power Africa West Africa Energy Program (WAEP) USAID dan NREL bekerja sama dengan BPA untuk mengoperasikan 50 MW PV pertama di situs bendungan pembangkit listrik tenaga air Bui Generating Station yang ada pada tahun 2021, dengan rencana untuk meningkatkan kapasitas PV menjadi 250 MW.
Dijadwalkan selesai pada akhir 2022, pembangkit ini juga akan memiliki sistem dan kontrol penyimpanan energi baterai 20 MW-jam, yang disarankan oleh tim NREL sehingga pembangkit dapat memenuhi kode jaringan yang ada untuk sumber daya energi terbarukan, mengelola variabilitas solar, dan meningkatkan keandalan sektor listrik negara.
Kapasitas baru ini akan menyediakan energi yang cukup untuk memberi daya pada sekitar 200.000 rumah tangga dan memungkinkan BPA memperoleh pengalaman berharga dalam mengembangkan lebih banyak proyek energi surya .
"Tantangan global perubahan iklim, serta kebutuhan untuk mengamankan pasokan energi, membuat pengembangan pembangkit listrik tenaga surya sangat penting bagi Ghana dan Afrika Barat," kata Peter Acheampong, wakil direktur energi terbarukan di BPA yang bekerja sama erat dengan tim NREL-WAEP.
Membangun Instalasi PV
Sejak 2017, tim NREL-WAEP telah menyelenggarakan lokakarya yang memberikan analisis teknis dapat meninjau dampak jaringan dan studi stabilitas untuk pembangkit, memodelkan aliran daya untuk peristiwa transien, dan mengevaluasi desain pembangkit untuk memastikan kepatuhan dengan kode jaringan baru Ghana untuk VRE. Mereka juga menawarkan panduan tentang PV skala utilitas dan bekerja sama dengan pemangku kepentingan dan kelompok industri di Ghana untuk meninjau praktik terbaik dengan mengoperasionalkan pabrik VRE skala besar ini.
Selain bekerja dengan BPA dan Otoritas Sungai Volta (VRA, otoritas listrik Ghana lainnya), tim NREL-WAEP berkolaborasi dengan lembaga sektor, termasuk utilitas distribusi, utilitas transmisi, dan produsen listrik independen, dalam melakukan studi analitis dan penilaian dampak di luar proyek surya Bui.
Penambahan PV ke pembangkit listrik tenaga air memungkinkan BPA untuk menyeimbangkan output variabel surya dengan secara bersamaan meningkatkan atau menurunkan output tenaga air secara real-time untuk mempertahankan pasokan listrik yang stabil untuk memenuhi permintaan, termasuk penambahan kontrol baru dan kemampuan untuk mengelola secara efektif keluaran.
NREL bekerja sama dengan manajer energi terbarukan BPA untuk memberikan analisis mendalam tentang dampak operasi hidro-PV hibrida tersebut dan perubahan kelembagaan, operasional, serta perangkat keras yang diperlukan untuk memastikan sistem yang diusulkan dapat beroperasi secara hybrid sambil mempertahankan stabilitas sistem. Secara paralel NREL bekerja dengan Ghana Grid Company Limited, operator sistem dan pemilik aset transmisi, untuk lebih memahami potensi dampak operasional dari interkoneksi sistem hybrid BPA.
"Kami melengkapi mereka dengan semua alat dan pelajaran yang kami pelajari di Amerika Serikat tentang integrasi VRE, dan, dalam beberapa kasus, membantu mereka menghindari beberapa tantangan yang kami hadapi dengan teknologi dan standar terbaru. Memiliki jenis kemitraan ini adalah cara yang efektif untuk merampingkan proses integrasi teknologi canggih," kata David Corbus, Wind Grid Integration Lead di NREL dan anggota tim NREL-WAEP yang mendukung proyek surya Ghana.
Proyek ini merupakan kemajuan besar dalam upaya Afrika Barat untuk mengintegrasikan bagian yang lebih besar dari energi terbarukan ke dalam bauran energi regionalnya. Seperti yang dinyatakan oleh Presiden Ghana Nana Akufo-Addo dalam pidato yang dibacakan atas namanya, "Ini semakin menunjukkan komitmen pemerintah saya untuk memenuhi janji untuk meningkatkan komponen energi terbarukan dalam bauran energi kita menjadi 10 persen pada tahun 2030."
Pembangkit 50 MW pertama menghasilkan energi ke jaringan nasional pada siang hari, dengan 1 MW sistem terpasang terdiri dari PV surya terapung. Secara keseluruhan, instalasi hibrida hidro-solar memungkinkan Ghana untuk memanfaatkan sumber daya surya yang sangat besar, memerangi tingkat air yang rendah selama musim kemarau, dan memberikan operator jaringan lebih banyak fleksibilitas untuk menjalankan pembangkit listrik tenaga air di malam hari.
Menjelajahi Atap Surya
Sejalan dengan instalasi PV utilitas skala besar, tim NREL-WAEP juga mendukung penyebaran PV terdesentralisasi di Ghana, memungkinkan konsumen memanfaatkan penghematan solar atap. Tim ini menyediakan alat yang dibutuhkan perusahaan distribusi listrik untuk memahami dan merencanakan PV terdistribusi, mengenali dampak keuangan bagi utilitas dan konsumen di bawah skenario yang berbeda, dan dengan cepat menilai manfaat dan tantangan dari analisis kapasitas-hosting dan instalasi surya pelanggan baru.
"Kami bekerja dengan Perusahaan Listrik Ghana dan Perusahaan Distribusi Listrik Utara, di mana kami mentransfer perangkat lunak sumber terbuka kepada mereka dan memberi mereka pelatihan, pengembangan kapasitas, dan lokakarya dengan insinyur utilitas di mana kami menilai rencana dan melihat studi untuk PV terdistribusi terintegrasi. ," kata Corbus tentang kontribusi tim terhadap perencanaan PV di balik meteran Ghana.
Bagian dari pelatihan mencakup penyelesaian analisis dampak pendapatan utilitas dan pelatihan pengembangan alat, yang menilai bagaimana PV memengaruhi model pembangunan, arus kas, dan pendapatan. Tim juga bekerja dengan Komisi Pengaturan Utilitas Publik dan Komisi Energi Ghana untuk mengklarifikasi hasil, menjawab pertanyaan dan tantangan untuk perencanaan PV terdistribusi, dan menerjemahkan hasil analisis ke dalam kebijakan.
Jalan Di Depan
Proyek Bui Hydro-Solar Hybrid adalah lompatan sejarah menuju masa depan yang lebih berkelanjutan untuk Ghana dan Afrika Barat, membuka jalan bagi lebih banyak teknologi energi terbarukan di seluruh benua, berfungsi sebagai model untuk pembangkit hibrida masa depan, dan menunjukkan bagaimana kolaborasi antarlembaga dapat mempercepat hasil program dan memungkinkan kemitraan di masa depan.
"Melalui dorongan masyarakat menuju energi bersih yang berkelanjutan, adalah harapan saya bahwa total 60% atau lebih listrik yang dipasok ke jaringan nasional berasal dari sumber energi terbarukan. Meskipun mungkin berada di sisi yang lebih tinggi karena Ghana adalah negara berkembang dan kami Mungkin terkendala oleh beberapa faktor yang tidak dapat dikendalikan, dengan mentalitas yang tepat, kita dapat mendorong untuk mewujudkan mimpi atau harapan ini,” kata Acheampong.
Tapi ada jalan panjang di depan: lebih dari separuh Afrika Sub-Sahara masih kekurangan akses listrik. Tim NREL-WAEP melanjutkan pekerjaannya untuk menghadirkan energi yang bersih, mudah diakses, dan terjangkau ke kawasan ini, mengatasi hambatan lintas budaya dan geografis untuk menyelesaikan tujuan penerapan bersama dan memberikan solusi energi yang inovatif dan andal.
