在发展中国家，许多偏远村庄和城镇依赖效率低下（每千瓦时能耗超过3升）的柴油发电机或燃油电厂供电。尽管柴油发电成本高、污染严重且燃料运输不便，但由于其低初始投资、易于安装和启动，以及广泛的技术支持和维护便利性，仍是离网地区的首选方案。然而，不断上涨的燃料价格和环境压力促使探索可持续替代方案。
创新方法
IEA提出的“光伏注入离网电网”方案旨在研究将太阳能光伏电力注入现有柴油发电机运行的离网电网（微型或本地电网）的可行性。初步市场评估显示，该方案在乍得、布基纳法索和毛里塔尼亚等非洲国家具有巨大潜力。研究将考虑不同负荷曲线情景，评估成本效益和对燃料价格的敏感性。
混合系统
非洲经验表明，针对大型城镇的离网柴油电厂可实施成本回收的费率，而农村城镇通常获得“补贴电量”以提供12至24小时的电力服务。若采用全成本回收费率，柴油发电机通常仅运行4小时以满足夜间需求。负荷曲线趋势显示，二级和主要城镇因空调和冰箱需求，峰值出现在中午；农村和小城镇的峰值需求来自傍晚家庭消费，并伴有较小的黎明峰值。
光伏选项
传统上，发展中国家首个太阳能电站均为100%光伏系统，因投资和运行成本（电池更换）高昂。近年来，混合系统（光伏-电池系统加备用柴油发电机）被引入印度尼西亚、印度、中国和蒙古等国，但成本仍高于小型燃油电厂，且电池储能导致约20%的太阳能能量损失。逆变器技术进步使光伏电力可注入离网电网，但仍需注意现有逆变器与不稳定离网电网的兼容性。
光伏注入方案
该方案通过注入有限光伏电力（避免电网稳定性问题）来降低柴油发电机燃料消耗。根据负荷曲线，光伏系统可起到削峰填谷或贡献基础电力作用。注入率分为：
- 高注入率：光伏峰值功率高于日间最低功率，需电池储能，类似传统混合系统。
- 中注入率：光伏峰值功率约为日间最低功率的50%，需适配逆变器和小型缓冲电池。
- 低注入率：光伏峰值功率低于日间最低功率的50%，直接注入电网，降低发电机负荷因子，燃料节约适度。
案例研究——毛里塔尼亚
毛里塔尼亚国家电网公司SOMELEC运营14个由柴油发电机供电的离网电网。以戈尔戈省M'Bout镇为例：
- 该镇人口约1万人，2006年用电需求为528,000千瓦时，日均1447千瓦时。
- 现有2台柴油发电机（200千瓦和80千瓦），2006年发电量550,000千瓦时，平均燃料消耗296克/千瓦时，计划改造后降至250克/千瓦时。
- 采用20千瓦光伏系统（低于日间最低需求50%），年发电量31.4兆瓦时（日均86千瓦时），占2006年需求的6%（预计2020年低于3%）。
成本效益分析
- 柴油电量成本：0.18欧元/千瓦时（柴油0.5欧元/升，含运输成本）。
- 光伏电量成本：0.22欧元/千瓦时（投资约6,620欧元/千瓦，20年折旧）。
- 若柴油价格升至0.7欧元/升或光伏成本下降10%，两者成本可比。
- 年燃料节约7.5吨，减排31.4兆瓦时，价值180-890欧元/年。
- 运行维护成本极低（同步、数据记录、清洁和年度检查）。
结论
当前条件下，光伏注入对SOMELEC的直接经济效益有限，但燃料价格上涨或光伏成本下降可提升可行性。从政府角度，考虑燃料运输成本和环境效益，该方案具有可行性。
