Verständnis der Sonneneinstrahlung und des Solarpotenzials in Nigeria

Die Sonneneinstrahlung ist die Energie pro Flächeneinheit, die von der Sonne als elektromagnetische Strahlung innerhalb des Wellenlängenbereichs des Messgeräts empfangen wird, typischerweise gemessen in Kilowattstunden pro Quadratmeter (kWh/m).²) in der Solarbranche. Das Verständnis der Sonneneinstrahlung ist von grundlegender Bedeutung für die Erschließung des Solarpotenzials im „Riesen Afrikas“, Nigeria.

Grundlagen: Die Geographie, das Klima und die Sonneneinstrahlung Nigerias

Um mehr über die Sonneneinstrahlung in Nigeria zu erfahren, ist ein allgemeines Verständnis seiner Geographie und seines Klimas erforderlich.

Nigeria ist ein westafrikanisches Land befindet sich zwischen Breitengrad 4°-14°N und Längengrad 3°-15°E, mit einer Fläche von etwa 923,768 km². Das Klima des Landes ist allgemein klassifiziert als tropischer Monsun im Süden, tropische Savanne in den meisten zentralen Regionen und die heiße und halbtrockene Sahelzone im Norden.

Im Detail: Temperaturen und Luftfeuchtigkeit im Süden Nigerias bleiben relativ konstant während des ganzen Jahres. Die durchschnittlichen monatlichen Tiefsttemperaturen in dieser Region liegen bei etwa 20℃, während die durchschnittlichen monatlichen Höchstwerte 33℃ erreichen. Im Norden Nigerias hingegen schwanken die Temperaturen erheblich. In der nördlichen Stadt Maiduguri kann die durchschnittliche monatliche Höchsttemperatur in heißen Monaten 38 °C überschreiten. Gleichzeitig ist Zentralnigeria für seine ausgeprägten Trocken- und Regenzeiten bekannt. Die Trockenzeit dauert normalerweise von November bis März, während die Regenzeit zwischen April und Oktober liegt.

Wie wir alle wissen, wird die Solarenergieerzeugung stark vom Klima beeinflusst, aber um ihre Auswirkungen zu verstehen, ist eine gründliche Untersuchung auf der Grundlage des Standorts, der Konfigurationen und sogar des Betriebsstatus des Projekts erforderlich. Im Gegensatz dazu erledigt die Sonneneinstrahlung die meisten Aufgaben und vermittelt Projektentwicklern ein klares Bild des Solarpotenzials in einer Region.

Ein 2015-Papier untersuchte 26-jährige (1984–2009) tägliche Sonneneinstrahlungsdaten, die von Satelliten an 25 Standorten in Nigeria gemessen wurden, und zeigt, dass die Konturkarten der durchschnittlichen täglichen Sonneneinstrahlung und des Klarheitsindex über die Standorte darauf hindeuten, dass es eine deutliche Variation von Norden nach Süden gibt. Der höchste Sonneneinstrahlungs- und Klarheitsindex ist am Nordhorn der Karten zu finden, während er in Richtung Süden allmählich abnimmt.

Eine Studie aus dem Jahr 2020 analysierte Daten, die in einem 5-Minuten-Intervall über einen Zeitraum von einem Jahr erfasst wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Sonneneinstrahlung im Norden Nigerias im Bereich von 5.62 bis 7.01 kWh/m liegt², während im Süden die Spanne bei 3.54-5.43 kWh/m liegt², was darauf hindeutet, dass nordnigerianische Standorte eine größere Sonneneinstrahlung aufweisen als südliche.

Eine Studie 2019 brachte die verwandte Forschung auf die nächste Ebene, indem sie die Sonneneinstrahlung von drei typischen Standorten (die jeweils drei Klimazonen in Nigeria repräsentieren) untersuchte und sie mit der gleichen Nachfrage nach Solarprojekten in Beziehung setzte. Die Ergebnisse zeigen, dass die nördliche Stadt Maiduguri die höchste durchschnittliche tägliche Sonneneinstrahlung aufweist und die niedrigsten Kosten für die Entwicklung des geplanten Projekts erfordert.

Heutzutage nutzen Unternehmen wie Solargis hochwertige Satellitenbilder und -daten und kombinieren sie mit fortschrittlichen Analysemethoden, um Projektentwicklern professionelle Solarressourcendaten und Softwarelösungen bereitzustellen. Die neueste Studie zum globalen Photovoltaik-Strompotenzial, die das Fachwissen von Solargis nutzte, präsentiert beides direkte Normalstrahlung und globale horizontale Strahlung von Nigeria, auf deren Grundlage das praktische PV-Potenzial (dargestellt durch PVOUT) und das wirtschaftliche PV-Potenzial (berechnet für große bodenmontierte PV-Kraftwerke und beschrieben durch LCOE) bewertet werden. Die Ergebnisse zeigen, dass Nigeria eine durchschnittliche theoretische Sonneneinstrahlung von 5.44 kWh/m aufweist² und PVOUT von 4.30 kWh/kWp.

Überblick: Solarentwicklung in Nigeria

Laut Statistiken der Weltbank hatte Nigerias Bevölkerung erreicht 213.4 Millionen ab 2021, Platz 1 in Afrika und Platz 7 weltweit. Sein BIP (KKP) lag im Jahr 2022 bei ca 2,022.89 Milliarden Dollar, Platz 1 in Afrika und Platz 18 weltweit. Die Behörden schätzen die durchschnittliche BIP-Wachstumsrate für den Zeitraum 2023 bis 2024 relativ optimistisch ein bei 3.3%, in der Post-COVID-Ära und unter dem schwankenden sozioökonomischen Umfeld.

Aktueller Energiezustand

„Verbesserung des Zugangs und der Zuverlässigkeit der Stromversorgung.“ ist der Schlüssel zu Armut verringern und Wirtschaftswachstum ankurbeln.“ Obwohl Elektrizität die Grundlage der wirtschaftlichen Entwicklung bildet, blieb Nigerias Stromzugangsquote im Jahr 2020 auf einem niedrigen Niveau bei 55.4%, mit einer erheblichen Kluft zwischen ländlichen und städtischen Gebieten (83.9 % gegenüber 24.6 %).

Die Abhängigkeit von traditionellem Strom aus fossilen Brennstoffen hat sich als kostspielig und instabil erwiesen, was auf die steigenden und schwankenden Energiepreise, den ineffizienten Einsatz, die hohen Arbeits- und Infrastrukturkosten sowie die zunehmende Bedrohung des Klimas zurückzuführen ist. Jüngsten Berichten zufolge könnten die Stromtarife für Nigerianer um über 40 % steigen ab Juli 1 aufgrund der derzeit hohen Gaspreise. 

Solarkapazität und -entwicklung

Heute stammen 80 % der Stromerzeugung in Nigeria aus Gas, während die Solarkapazität nur einen kleinen Teil ausmacht. Sowohl internationale Institute als auch die nigerianische Regierung sind für die Vorteile relativ niedriger Stromgestehungskosten, effizienter Bereitstellung in entlegenen Gebieten, starker Fähigkeit zur Verbesserung der Stromresilienz (insbesondere in Verbindung mit Speicherung) und Umweltfreundlichkeit bekannt und haben eine Reihe von Solarinitiativen und -programmen eingeführt den Anteil der Solarenergie erhöhen und die Elektrifizierung vorantreiben.

Der Sustainable Energy Fund for Africa (SEFA) der Afrikanischen Entwicklungsbank bietet technische Hilfe und konzessionäre Finanzierungsinstrumente an Barrieren beseitigen zum Einsatz von Solarenergie und erneuerbaren Energien. Die von der US-Regierung geführte Partnerschaft Power Africa bündelt kollektive Ressourcen, um den Energiezugang durch erneuerbare Energien in Afrika südlich der Sahara, einschließlich Nigeria, zu verbessern. Mit Unterstützung dieser InitiativeAn vielen der am meisten benötigten Standorte im Land wurden eine Reihe von Solar-Mininetzen und Hunderte von Solar-Home-Systemen errichtet.

Im Laufe der Jahre hat sich die nigerianische Regierung auch dazu verpflichtet, den Ausbau der Solarenergie zu beschleunigen. Um nur einige zu nennen: im Jahr 2021 die nigerianische Regierung hat die Solar Power Naija auf den Markt gebracht (SPN) zur Erweiterung des Stromzugangs um Bereitstellung von fünf Millionen netzunabhängigen Solar-Heimsystemen Darüber hinaus wird die lokale Solarproduktion erleichtert und 250,000 neue Arbeitsplätze im Energiesektor geschaffen. Darüber hinaus hat die nigerianische Zentralbank (CBN) ihren Solarinterventionsfonds eingeführt, um die Entwicklung verschiedener netzunabhängiger Lösungen zu fördern.

Angesichts der hohen Sonneneinstrahlung in Nigeria schätzte eine US-Behörde, dass das Land dies getan habe etwa 427 GW des Solarpotenzials. Während ein Bericht mit dem Titel Renewable Energy Roadmap for Nigeria schätzte das Bis 5 bzw. 25 können 2030 GW bzw. 2050 GW Solarstrom im Versorgungsmaßstab produziert werden; Was das netzunabhängige Solarsystem betrifft, so wird erwartet, dass es bis 13 2030 GW und bis 29.5 2050 GW liefern wird.

Abschließende Worte und einige Anmerkungen

Alle bestehenden Bemühungen und verschiedenen ermutigenden Prognosen basieren auf den beeindruckenden Zahlen der Sonneneinstrahlung in Nigeria und den reduzierten Kosten für Solarkomponenten. Für eine genaue Sonneneinstrahlung an einem bestimmten Standort sollten jedoch dessen Umgebung und die spezifischen geografischen Faktoren des Standorts berücksichtigt werden. In der Zwischenzeit sollten weitere Maßnahmen ergriffen werden, um die Kosten weiter zu senken.

Als aufstrebender Solarmarkt benötigt Nigeria einen systematischen Rahmen zur Förderung seiner Solarentwicklung. Bei der Erforschung der Einführung von Solarenergie bleiben viele Herausforderungen bestehen, eine davon ist Zugang zu ausreichender Finanzierung. Zu unserer Freude werden immer mehr hilfreiche Finanzierungsoptionen angeboten, um die Einführung von Solarenergie zu erleichtern, wie zum Beispiel Stromabnahmeverträge (Power Purchase Agreements, PPAs) und Pay-as-you-go-Solarenergie. Darüber hinaus werden zahlreiche kleine Solaranwendungen ohne hohe Vorlaufkosten, wie etwa Solar-Home-Systeme, eingesetzt, um den Elektrifizierungsprozess zu beschleunigen. Erschwinglich solarbetriebene Straßenlaternen Auch solarbetriebene Bewässerungspumpen erfreuen sich bei Unternehmen großer Beliebtheit.

Zweitens muss Nigeria das tun seine inländische Solar-Wertschöpfungskette weiterentwickeln um weiter zu ernten Vorteile der SolarenergieDies trägt dazu bei, die Abhängigkeit vom Geräteimport zu verringern, das Angebot zu stabilisieren und, was noch wichtiger ist, die Kosten zu senken und die Wettbewerbsfähigkeit der Solarenergie zu verbessern.

Angesichts der inspirierenden Daten zur Sonneneinstrahlung und der starken Nachfrage nach sozioökonomischer Entwicklung kann das Solarpotenzial in Nigeria als hoch eingeschätzt werden riesig. Um das Potenzial zu erschließen und das Wachstum anzukurbeln, sind jedoch maßgeschneiderte Ansätze und eine transnationale Zusammenarbeit erforderlich.