This study analyses a carport located in the Hylte municipality equipped with eight EV charging stations that use solar panels as its only roof material. The main focus of the report is to review the maximizing of internal electricity consumption, implementation of load management, effects on the local grid and to report general improvements. Data was collected from driving logs, analysis of charging patterns and the inverter. The data was then compiled with the software Polysun and MS Excel for further investigation of internal electricity consumption, load management, electricity quality and more. The report shows that there is a 29.1 % internal energy consumption and that implementation of a 100 kWh battery may raise it to as much as 57.4 %. It also shows that there is a possibility of saving up to 39 238 SEK per year with the implementation of load management and that a 19 % increase of electricity production would be possible if the construction had the optimized direction and roof angle.

Recent years have seen a growing tendency that a large number of generators are connected to the electricity distribution networks, including renewables such as solar photovoltaics, wind turbines and biomass-fired power plants. Meanwhile, on the demand side, there are also some new types of electric loads being connected at increasing rates, with the most important of them being the electric vehicles (EVs). Uncertainties both from generation and consumption of electricity mentioned above are thereby being introduced, making the management of the system more challenging. With the proportion of electric vehicle ownership rapidly increasing, uncontrolled charging of large populations may bring about power system issues such as increased peak demand and voltage variations, while at the same time the cost of electricity generation, as well as the resulting Greenhouse Gases (GHG) emissions, will also rise. The work reported in this PhD Thesis aims to provide solutions to the three significant challenges related to EV integration, namely voltage regulation, generation cost minimisation and GHG emissions reduction. A novel, high-resolution, bottom-up probabilistic EV charging demand model was developed, that uses data from the UK Time Use Survey and the National Travel Survey to synthesise realistic EV charging time series based on user activity patterns. Coupled with manufacturers' data for representative EV models, the developed probabilistic model converts single user activity profiles into electrical demand, which can then be aggregated to simulate larger numbers at a neighbourhood, city or regional level. The EV charging demand model has been integrated into a domestic electrical demand model previously developed by researchers in our group at the University of Edinburgh. The integrated model is used to show how demand management can be used to assist voltage regulation in the distribution system. The node voltage sensitivity method is used to optimise the planning of EV charging based on the influence that every EV charger has on the network depending on their point of connection. The model and the charging strategy were tested on a realistic "highly urban" low voltage network and the results obtained show that voltage fluctuation due to the high percentage of EV ownership (and charging) can be significantly and maintained within the statutory range during a full 24-hour cycle of operation. The developed model is also used to assess the generation cost as well as the environmental impact, in terms of GHG emissions, as a result of EV charging, and an optimisation algorithm has been developed that in combination with domestic demand management, minimises the incurred costs and GHG emissions. The obtained results indicate that although the increased population of EVs in distribution networks will stress the system and have adverse economic and environmental effects, these may be minimised with careful off-line planning.

No description available.

All over the world, raising concerns about energy conservation and the environmental impacts of greenhouse gas emissions has promoted the development of a sustainable mobility transition. Successful electric vehicle (EV) deployment plays a vital role in this manner but is still facing obstacles, where public charging infrastructure is one of them. Additionally, digitization is transforming and introducing new industries worldwide, contributing with new constructs to be used in the evolving transition. Simultaneously, technology is surpassing the competition, and is one of the most potent transformational force affecting customer relations in the energy sector, leading to customers anticipating more from the power utility companies. To attain a long-termsustainable competitive advantage, firms have to retain, sustain, and nurture their customer base. To do so, corporations have comprehended the value of embracing customer-centric incentives, enabling them to capture more indirect business values. Furthermore, this thesis was done in collaboration with a power utility company, referred to as ‘Org X’ or ‘the CPO’. Influenced by the reasoning above, it investigated the opportunity to create indirect business values through a demand-driven roll-out of the national charging infrastructure with the use of crowdfunding. This was achieved by adopting an exploratory methodology approach, where a mixed inductive-deductive design was used. A multi-method qualitative data collection was made; consisting mainly of semi-structured-, and unstructured interviews with experts in the field. Thus, a profound perspective of the EV-charging market landscape was attained, which enabled adequate reasoning when proposing a strategy approach for the cause. Additionally, quantitative secondary data was used to develop a tool for an initial location evaluation, that is part of the recommended approach. This tool was also used to enhance the understanding of the national EV-charging market landscape, the customer segments, as well the potential market for a co-creating platform. The findings suggest that the perceived readiness level of crowdfunding charging infrastructure varies depending on what aspect that is being accommodated. A platform that connects stakeholders is encouraged by actors in the field, but crowdfunding through solely end-users is questioned as close proximity to the end-user’s location is a key-factor regarding motivation to fund a charging point. A ‘Tier based framework’, that facilitates this transition was therefore developed and evaluated. Additionally, the framework was considered in the market analysis case study, which further included a recommended implementation and communication approach. If used accordingly, this framework could bring both indirect- and direct business values to the power utility company in question, as well as the involved stakeholders. / Oro över energieffektiviseringar och miljökonsekvenser från utsläpp av växthusgaser världen över har främjat utvecklingen av ett hållbart energisystem. En framgångsrik marknadspenetration av elbilar (EVs) har en viktig roll i denna aspekt, men står fortfarande inför hinder där publik laddningsinfrastruktur är en del av problemet. Digitaliseringen leder till transformation och nya industrier vilket bidrar med ytterligare konstruktioner som används i övergången till ett mer hållbart samhälle. Samtidigt driver teknikutvecklingen till ökad konkurrens och har en kraftfull påverkan på vad kunderna förväntar sig från företagen. För att uppnå mer långsiktigt hållbara konkurrensfördelar måste företag sträva efter att behålla, upprätthålla och ta hand sin kundbas. Företag börjar förstå det ökade värde som finns i att utöva mer kundcentrerade incitament och strategier, vilket potentiellt bidrar till mer indirekta affärsvärden. Denna uppsats är i samarbete med ett Svenskt energiföretag, följaktligen refererat till som 'Org X' eller 'CPO'. Baserat på resonemanget ovan, har möjligheten att skapa indirekta affärsvärden genom verkställandet av en mer efterfrågedriven utveckling av den nationella elbilsladdning infrastruktur med hjälp av crowdfunding undersökts. Detta uppnåddes genom att använda ett utforskat tillvägagångssätt, där en blandad induktiv-deduktiv design användes. En kvalitativ datainsamling gjordes på flera sätt; huvudsakligen bestående av semistrukturerade och ostrukturerade intervjuer med experter inom området. Således uppnåddes ett djupgående perspektiv på av elbilsladdning marknaden vilket möjliggjorde sakliga resonemang kring den presenterade och rekommenderade strategin. Ytterligare användes kvantitativ sekundärdata för att utveckla ett verktyg för en initial plats bedömning, vilket är en del av den rekommenderade strategin. Detta verktyg användes dessutom för att öka förståelsen för den nationella elbilsladdning marknaden, kundsegmenten, liksom den potentiella marknaden för en samskapande plattform. Resultaten tyder på att den upplevda beredskapsnivån att crowdfunda laddningsinfrastruktur varierar beroende på plats och kundgrupp. En plattform som ansluter intressenter uppmuntras av aktörer på marknaden, men crowdfunding genom enbart slutanvändare ifrågasätts då närhet till slutanvändarens läge är en nyckelfaktor när det gäller motivationen att medverka i finansieringen. Därav har ett tier based framework utvecklats och presenterats, som bör underlätta transformationen mot en mer kunddriven affärsmöjlighet. Dessutom beaktades ramverket i fallstudien för marknadsanalysen, som ytterligare inkluderade en rekommenderad strategi för implementering och kommunikation. Om den används i enlighet bör ramverket ge både indirekta och direkta affärsvärden till det aktuella energi företaget, liksom till berörda intressenter.

The increasing number of electric vehicles (EVs) in the transport sector has rendered the conventional fuel-based vehicles obsolete along with the fuel filling stations. With the growth in EVs, there has been an increase in the public charging infrastructure with fast charging equipment being used to charge the EVs in least possible time and also address the issue of ‘range anxiety’ among the EV owners. Many countries like South Korea and Germany has seen policies being implemented to install fast chargers for EVs in existing fuel filling stations. This study aims conduct a techno-economic feasibility to analyse the potential of implementing Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) with fast charging capacity into existing fuel filling stations. The potential of using solar photovoltaic system (PV) and battery storage systems (BESS) to reduce the load from the grid is also explored. Scenarios are developed considering different configurations of the EVSE, PV and BESS and an in-depth economic analysis is conducted to analyse the economic feasibility of the configurations. The impact on the electricity grid is also analysed in this thesis by conducting a load flow analysis on the CIGRE Low voltage network for Europe using Python.The proposed design enables selection of techno-economically feasible configurations of EVSE, BESS and PV. The results of the design are explained with the UK as a case study. It is observed that the configurations with 3 EVSE, BESS and 8 hours and the configuration with 3 EVSE, 1 BESS and 1 PV system for 8 hours of operation are economically viable. The proposed design shows that though the connection cost is the dominant factor affecting the feasibility, use of BESS with or without PV can reduce the connection cost by almost 90% depending on the number of BESS. Load flow analysis is conducted for the different configurations of EVSE, BESS and PV on the CIGRE LV network on Pandapower in Python. The results indicate that the existing network needs to be reinforced to facilitate the connection of EV fast chargers into the grid. Upgrading the network cables and increasing the slack voltage to a value of 1.05 or 1.1 Volts per unit, are the two strategies that have been suggested in this study to prevent any undervoltage that may occur as a result of connecting the EVSE to the electricity grid. The simulations conducted for the two strategies highlight that by implementing these strategies into the electricity grid network, the undervoltage issues in the transmission network can be mitigated. / Det ökande antalet elfordon inom transportsektorn har gjort de konventionella bränslebaserade fordonen föråldrade tillsammans med bränslepåfyllningsstationerna. Med ökningen av elbilar har det skett en ökning av den offentliga laddningsinfrastrukturen med snabbladdningsutrustning som används för att ladda elbilarna på åtminstone möjlig tid och också ta itu med frågan om ’range anxiety’ bland elägare. Många länder som Sydkorea och Tyskland har sett politik införas för att installera snabbladdare för elbilar i befintliga bensinstationer. Denna studie syftar till att genomföra en teknisk-ekonomisk genomförbarhet för att analysera potentialen för att implementera elfordonstillförselutrustning (EVSE) med snabb laddningskapacitet i befintliga bensinstationer. Potentialen med att använda solcellssystem (PV) och batterilagringssystem (BESS) för att minska belastningen från nätet undersöks också. Scenarier utvecklas med beaktande av olika konfigurationer av EVSE, PV och BESS och en djupgående ekonomisk analys genomförs för att analysera konfigurationernas ekonomiska genomförbarhet. Effekten på elnätet analyseras också i denna avhandling genom att genomföra en belastningsflödesanalys på CIGRE lågspänningsnät för Europa med Python.Den föreslagna designen möjliggör val av tekno-ekonomiskt genomförbara konfigurationer av EVSE, BESS och PV. Resultaten av designen förklaras med Storbritannien som en fallstudie. Det observeras att konfigurationerna med 3 EVSE, BESS och 8 timmar och konfigurationen med 3 EVSE, 1 BESS och 1 PV-system för 8 timmars drift är ekonomiskt lönsamma. Den föreslagna designen visar att även om anslutningskostnaden är den dominerande faktorn som påverkar genomförbarheten, kan användning av BESS med eller utan solceller minska anslutningskostnaden med nästan 90% beroende på antalet BESS. Lastflödesanalys utförs för de olika konfigurationerna av EVSE, BESS och PV på CIGRE LV-nätverket på Pandapower i Python. Resultaten visar att det befintliga nätverket måste förstärkas för att underlätta anslutningen av EV-snabbladdare till nätet. Uppgradering av nätverkskablarna och ökning av spänningen till 1,05 eller 1,1 volt per enhet är de två strategier som har föreslagits i denna studie för att förhindra underspänning som kan uppstå till följd av att EVSE ansluts till elnätet. Simuleringarna för de två strategierna lyfter fram att genom att implementera dessa strategier i elnätet kan underspänningsfrågorna i överföringsnätet mildras.

Recent years have seen an unprecedented uptake in electric vehicles, driven by the global push to reduce carbon emissions. At the same time, intermittent renewables are being deployed increasingly. These developments are putting flexibility measures such as dynamic load management in the spotlight of the energy transition. Flexibility measures must consider EV charging, as it has the ability to introduce grid constraints: In Germany, the cumulative power of all EV onboard chargers amounts to ca. 120 GW, while the German peak load only amounts to 80 GW. Commercial operations have strong incentives to optimize charging and flatten peak loads in real-time, given that the highest quarter-hour can determine the power-related energy bill, and that a blown fuse due to overloading can halt operations. Increasing research efforts have therefore gone into real-time-capable optimization methods. Reinforcement Learning (RL) has particularly gained attention due to its versatility, performance and realtime capabilities. This thesis implements such an approach and introduces FleetRL as a realistic RL environment for EV charging, with a focus on commercial vehicle fleets. Through its implementation, it was found that RL saved up to 83% compared to static benchmarks, and that grid overloading was entirely avoided in some scenariosby sacrificing small portions of SOC, or by delaying the charging process. Linear optimization with one year of perfect knowledge outperformed RL, but reached its practical limits in one use-case, where a feasible solution could not be found by thesolver. Overall, this thesis makes a strong case for RL-based EV charging. It further provides a foundation which can be built upon: a modular, open-source software framework that integrates an MDP model, schedule generation, and non-linear battery degradation. / Elektrifieringen av transportsektorn är en nödvändig men utmanande uppgift. I kombination med ökande solcellsproduktion och förnybara energikällor skapar det ett dilemma för elnätet som kräver omfattande flexibilitetsåtgärder. Dessa åtgärder måste inkludera laddning av elbilar, ett fenomen som har lett till aldrig tidigare skådade belastningstoppar. Ur ett kommersiellt perspektiv är incitamentet att optimera laddningsprocessen och säkerställa drifttid. Forskningen har fokuserat på realtidsoptimeringsmetoder som Deep Reinforcement Learning (DRL). Denna avhandling introducerar FleetRL som en ny RL-miljö för EV-laddning av kommersiella flottor. Genom att tillämpa ramverket visade det sig att RL sparade upp till 83% jämfört med statiska riktmärken, och att överbelastning av nätet helt kunde undvikas i de flesta scenarier. Linjär optimering överträffade RL men nådde sina gränser i snävt begränsade användningsfall. Efter att ha funnit ett positivt business case förvarje kommersiellt användningsområde, ger denna avhandling ett starkt argument för RL-baserad laddning och en grund för framtida arbete via praktiska insikter och ett modulärt mjukvaruramverk med öppen källkod.

Battery electric vehicles and fuel cell vehicles, i.e. hydrogen vehicles, are promising alternatives to internal combustion engine vehicles to reduce GHG emissions from the transport sector. EV charging and hydrogen refuelling infrastructure is crucial to the deployment of alternative fuels in transport. Although several studies have analyzed electric public buses infrastructure, fuel cell buses have not been the target of such extensive analyses. Additionally, there is a gap in the literature regarding the comparison of infrastructure for these two types of vehicles and their cost and refuelling schedule differences. The study aims to conduct a techno-economic analysis of electricity versus hydrogen refuelling infrastructure to decarbonize public buses, using renewable sources to produce renewable electricity and green hydrogen. The outcome is a proposed system design regarding the size of the refuelling station, storage system capacity, renewable energy capacity, on-site hydrogen production system size, and the optimized refuelling schedule. The system is modelled to minimize the overall system cost while maintaining the current bus service level. The impact of electricity market prices, demand charges and varying bus energy demand in the optimal system configuration and schedule is also addressed. Scenarios are developed to study different levels of new installed renewable capacity integration and how these affect the cost, bus refuelling schedules and infrastructure design. The mixed-integer linear programming problem was modelled using Python. The model is applied to the case study of one bus line in Umeå. One terminal station was chosen to place the refuelling stations. The results show that the most economical option is electrifying the line with electricity supply only from the grid. For scenarios with additional renewable energy capacity installed, the option with 50% integration of new installed capacity is the most economically viable. In both these cases, there is no installation of BESS at the charging station. Electric buses infrastructure is cheaper than hydrogen infrastructure in all scenarios, but these values converge as renewable energy integration increases. For hydrogen infrastructure, the scenario with 50% renewable energy integration is the least costly. Although electric bus infrastructure is more economical than hydrogen infrastructure, hydrogen buses present advantages in terms of significantly higher range and thus higher flexibility for refuelling. Therefore, in the decision-making process to replace a fossil fuel bus line with an alternative fuel bus line, one must consider the multi-dimensional level of the different options. / Batterielektriska fordon och bränslecellsfordon, dvs. vätgasfordon, är lovande alternativ till fordon med förbränningsmotorer för att minska växthusgasutsläppen från transportsektorn. Infrastruktur för laddning av elfordon och tankning av vätgas är avgörande för att alternativa bränslen ska kunna användas inom transportsektorn. Även om flera studier har analyserat infrastrukturen för offentliga elbussar har bränslecellsbussar inte varit föremål för sådana omfattande analyser. Dessutom finns det en lucka i litteraturen när det gäller jämförelsen av infrastruktur för dessa två typer av fordon och deras skillnader i fråga om kostnader och tankningsschema. Syftet med studien är att genomföra en teknisk-ekonomisk analys av infrastruktur för tankning av el respektive vätgas för att avkarbonisera offentliga bussar, med hjälp av förnybara källor för att producera förnybar el och grön vätgas. Resultatet är ett förslag till systemutformning med avseende på tankstationens storlek, lagringssystemets kapacitet, kapaciteten för förnybar energi, storleken på systemet för vätgasproduktion på plats och det optimerade tankningsschemat. Systemet modelleras för att minimera den totala systemkostnaden samtidigt som den nuvarande service nivån förbussarna bibehålls. Effekten av elmarknadspriser, efterfrågeavgifter och varierande energiefterfrågan från bussarna på den optimala systemkonfigurationen och schemat behandlas också. Scenarier utvecklas för att studera olika nivåer av nyinstallerad förnybar kapacitet och hur  dessa påverkar kostnaden, bussarnas tankningsscheman och infrastrukturens utformning. Det linjära programmeringsproblemet med blandade heltal modellerades med hjälp av Python. Modellen tillämpas på fallstudien av en busslinje i Umeå. En ändstation valdes ut för att placera tankstationerna. Resultaten visar att det mest ekonomiska alternativet är att elektrifiera linjen med elförsörjning endast från nätet. För scenarier med ytterligare installerad kapacitet för förnybar energi är alternativet med 50 % integrering av ny installerad kapacitet det mest ekonomiskt lönsamma. I båda dessa fall finns det ingen installation av BESS vid laddningsstationen. Infrastrukturen för elbussar är billigare än infrastrukturen för vätgas i alla scenarier, men dessa värden närmar sig varandra när integrationen av förnybar energi ökar. När det gäller vätgasinfrastruktur är scenariot med 50 % integrering av förnybar energi det minst kostsamma. Även om infrastrukturen för elbussar är billigare än infrastrukturen för vätgasbussar har vätgasbussar fördelar i form av betydligt större räckvidd och därmed större flexibilitet när det gäller tankning. I beslutsprocessen för att ersätta en busslinje med fossila bränslen med en busslinje med alternativa bränslen måste man därför ta hänsyn till de olika alternativens flerdimensionella nivå.

To reduce the emissions from the transport sector, the electric vehicle (EV) is a promising alternative to the internal combustion engine vehicle (ICEV). An important aspect of implementing new transport systems in terms of EVs is the charging strategy, as many energy sources with different limitations can be utilized. Although various studies have investigated charging strategies for electric cars, there is a lack of optimized charging strategies for electric boats with specific considerations for these cases. In Colombia, the river transport sector plays an important role in areas with lack of access to other transport alternatives. This study presents an optimization of the charging strategy for an electric boat that is planned to traffic the Magdalena River in the region of Magangué, Colombia. The objective of the optimization model is to minimize the electricity bill while maintaining a desired transport service. The study considers solar photovoltaics (PV), the electric grid and battery storage for charging, and compares different battery sizes in a scenario analysis. Furthermore, the impact of the instability of the grid is included in terms of a sensitivity analysis of grid blackouts, together with varying battery investment costs. The results show that PV is a recommended investment as it lowers the charging cost and gives positive results in terms of economic feasibility. To further increase the economic feasibility, lower the charging costs and improve the reliability of the system, it is suggested to invest in energy storage. The techno-economic feasibility of storage is heavily affected by battery investment costs and number of grid blackouts affecting the boat charging. If the investment cost is low and the number of blackouts is high, a large storage is a suggested solution. / För att minska utsläppen från transportsektorn är elfordon (EV) ett lovande alternativ till förbränningsmotorfordon (ICEV). En viktig aspekt vid implementering av nya transportsystem för EV:s är val av laddningsstrategi, eftersom många energikällor med olika begränsningar kan användas. Även om flertalet studier har undersökt laddningsstrategier för elbilar, saknas optimerade laddningsstrategier för elbåtar och som beaktar de specifika förhållandena för dessa fall. I Colombia spelar flodtransportsektorn en viktig roll i områden med brist på tillgång till andra transportalternativ. Denna studie presenterar en optimering av laddningsstrategin för en elbåt som är planerad att trafikera floden Magdalena i regionen Magangué, Colombia. Syftet med optimeringsmodellen är att minimera elräkningen samtidigt som en önskad transporttjänst bibehålls. Studien omfattar solceller (PV), elnätet och batterilagring för laddning, och jämför olika batteristorlekar i en scenarioanalys. Vidare inkluderas effekterna av elnätets instabilitet genom en känslighetsanalys av strömavbrott, tillsammans med varierande kostnader för batteriinvesteringar. Resultaten visar att PV är en rekommenderad investering eftersom den sänker laddningskostnaden och ger positiva resultat när det gäller ekonomisk lönsamhet. För att ytterligare öka den ekonomiska lönsamheten, sänka laddningskostnaderna och förbättra systemets tillförlitlighet föreslås det att investera i energilagring. Den teknisk-ekonomiska genomförbarheten för lagring påverkas starkt av kostnader för batteriinvesteringar och antalet strömavbrott som påverkar båtladdningen. Om investeringskostnaden är låg och antalet strömavbrott är högt är energilagring med stor kapacitet en föreslagen lösning.

Tesis por compendio / [ES] La energía juega un papel fundamental en el desarrollo sostenible de las comunidades. Así, proporcionar recursos energéticos fiables, económicamente aceptables, medioambientalmente respetuosos y socialmente beneficiosos, resulta esencial para el desarrollo sostenible de las mismas. A pesar de la universalidad de dicha definición, el uso de la energía está muy vinculada al nivel de desarrollo de los países. De este modo, la problemática energética de los países desarrollados contrasta enormemente con la de los países en desarrollo. En esta tesis doctoral se ha identificado la principal problemática energética de ambas realidades: grave impacto medioambiental de los modelos de generación del transporte tradicionales en los países desarrollados y pobreza energética en los países en desarrollo. A partir del compendio de artículos científicos de esta tesis doctoral se ha caracterizado el uso de sistemas renovables avanzados que permite solucionar dicha problemática de forma sostenible. En concreto, el principal problema energético en países desarrollados ha sido tratado mediante la planificación energética y el diseño óptimo de sistemas híbridos de energías renovables (HRES por sus siglas en inglés) en electrolineras, necesarios para la introducción de vehículos eléctricos como alternativa de movilidad sostenible. Por otro lado, el estudio de metodologías de diseño óptimas de HRES off grid y de las estufas para cocinar mejoradas mediante gasificación de biomasa se ha focalizado en la inaccesibilidad eléctrica y a sistemas de cocina limpia que sufren las comunidades en desarrollo. Así, esta tesis aporta una serie de metodologías para optimizar y adecuar los sistemas renovables presentados para el desarrollo energético sostenible de las comunidades. Además, no sólo demuestra la idoneidad de estos sistemas para dicho fin, sino también su versatilidad de aplicación en función del nivel de crecimiento de las comunidades. / [CA] L'energia juga un paper fonamental en el desenvolupament sostenible de les comunitats. Així, proporcionar recursos energètics fiables, econòmicament acceptables, mediambientalment respectuosos i socialment beneficiosos, resulta essencial per al desenvolupament sostenibles de les mateixes. A pesar de la universalitat d'aquesta definició, l'ús de la energia està vinculada al nivell de desenvolupament dels països. D'aquesta manera, la problemàtica energètica dels països desenvolupats contrasta enormement amb la dels països en desenvolupament. A aquesta tesis doctoral s'ha identificat la principal problemàtica energètica d'ambdues realitats: greu impacte mediambiental dels models de generació del transport tradicional en els països desenvolupats i pobresa energètica en els països en desenvolupament. A partir del compendi d'articles científics d'aquesta tesis doctoral s'ha caracteritzat l'ús de sistemes renovables avançats que permet solucionar aquesta problemàtica de manera sostenible. En concret, el principal problema energètic en països desenvolupats s'ha tractat mitjançant la planificació energètica i el disseny òptim de sistemes híbrids d'energies renovables (HRES, per les seues segles en anglès) en electrolineres, necessaris per la introducció de vehicles elèctrics com alternativa de mobilitat sostenible. D'altra banda, l'estudi de metodologies de disseny òptimes de HRES off grid i d'estufes per a cuinar millorades mitjançant gasificació de biomassa s'ha focalitzat en la inaccessibilitat elèctrica i a sistemes de cuina neta que pateixen les comunitats en desenvolupament. Així, aquesta tesis aporta una sèrie de metodologies per optimitzar i adequar el sistemes renovables presentats per al desenvolupament energètic sostenible de les comunitats. A més, no tan sols demostra la idoneïtat d'aquests sistemes per a aqueix fi, sinó també la seua versatilitat d'aplicació en funció del nivell de creixement de les comunitats. / [EN] Energy plays a significant role for the sustainable development of communities. Hence, supplying reliable energy resources, which result economically acceptable, environmentally friendly and socially beneficial, arises as essential for their sustainable development. Despite the universality of such definition, the energy use is highly linked to the development degree of the countries. Thus, energy problems of developed countries sharply contrast with those of developing countries. This doctoral thesis identifies the main energy issues of both realities: severe environmental impact of energy generation models for traditional transport in developed countries and energy poverty in developing countries. The compendium of scientific papers of this doctoral dissertation characterizes the use of advanced renewable energy systems to solve such problems in a sustainable way. Namely, the main energy issue in developed countries has been addressed by means of energy planning and the optimal design of Hybrid Renewable Energy Systems (HRES) in electric vehicle charging stations, which ensure the introduction of electric vehicles as a sustainable mobility alternative. Moreover, the study of methodologies for the optimal design of off grid HRES and improved cooking stoves based on biomass gasification have approached the inaccessibility to electricity and to clean cooking systems that developing communities suffer. Therefore, this thesis provides a number of methodologies to optimize and adapt the presented renewable energy systems for the sustainable energy development of communities. Furthermore, it demonstrates not only the suitability of these systems for such aim, but also their versatility of application regarding the growing degree of the communities. / Bastida Molina, P. (2021). Estudio de sistemas renovables avanzados para el desarrollo energético sostenible [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/172548 / Compendio

The growing global awareness of the problems associated with the use offossil fuels has reached unprecedented levels that include documentednegative impacts on the environment, namely the emission of carbondioxide and greenhouse gases, leading to global warming and climatechange. In response to these challenges, the electric vehicle (EV) isemerging as a new frontrunner, aiming to change the reliance on fossil fuelsfor the automotive operation. This master thesis uses MATLAB simulationto determine the feasibility of installing a charging station for thirty electricvehicles (EVs) in designated parking areas. This station has fifteen chargers,each with two sockets. The primary source of energy is solar panelsstrategically located over the parking lot, supplemented by grid electricity asneeded. Where the electricity produced by the solar panels exceeds thecharging requirement, the excess is easily diverted to the grid and viceversa, if additional electricity is needed, it is easily obtained from the grid.Consequently, the profits of the stations come from both the charging ofEVs and the sale of excess electricity. This study investigates how thedesign of the solar system affects the overall gain of the charging station. Itdelineates worst-case scenarios and best-case scenarios, emphasizing thecomplexity of gains in different scenarios. / لقد وصل الوعي العالمي المتزايد بالمشاكل المرتبطة باستخدام الوقود الأحفوري إلى مستويات غير مسبوقة، تشمل الآثار السلبية الموثقة على البيئة، والتي تتمثل في انبعاث ثاني أكسيد الكربون والغازات الدفيئة، مما يؤدي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري وتغير المناخ. واستجابة لهذه التحديات، تبرز السيارة الكهربائية (EV) كمرشح جديد، بهدف تغيير الاعتماد على الوقود الأحفوري لتشغيل السيارات. تستخدم هذه الأطروحة محاكاة MATLAB لتحديد جدوى تركيب محطة شحن لثلاثين مركبة كهربائية (EVs) في مناطق وقوف السيارات المخصصة. تحتوي هذه المحطة على خمسة عشر شاحنًا، كل منها مزود بمقبسين. المصدر الرئيسي للطاقة هو الألواح الشمسية الموجودة في موقع استراتيجي فوق ساحة انتظار السيارات، بالإضافة إلى شبكة الكهرباء حسب الحاجة. حيث أن الكهرباء التي تنتجها الألواح الشمسية تتجاوز متطلبات الشحن، يتم تحويل الفائض بسهولة إلى الشبكة والعكس صحيح، إذا كانت هناك حاجة إلى كهرباء إضافية، يتم الحصول عليها بسهولة من الشبكة.وبالتالي، تأتي أرباح المحطات من شحن المركبات الكهربائية وبيع الكهرباء الفائضة. تبحث هذه الدراسة في كيفية تأثير تصميم النظام الشمسي على الكسب الإجمالي لمحطة الشحن. وهو يحدد السيناريوهات الأسوأ والسيناريوهات الأفضل، مع التركيز على مدى تعقيد المكاسب في السيناريوهات المختلفة. / Den växande globala medvetenheten om problemen förknippade med användningen av fossila bränslen har nått oöverträffade nivåer som inkluderar dokumenterade negativa effekter på miljön, nämligen utsläpp av koldioxid och växthusgaser, vilket leder till global uppvärmning och klimatförändringar. Som svar på dessa utmaningar framträder elfordonet (EV) som en ny föregångare, som syftar till att förändra beroendet av fossila bränslen för fordonsdrift. Detta examensarbete använder MATLAB-simulering för att fastställa genomförbarheten av att installera en laddstation för trettio elfordon (EV) på anvisade parkeringsområden. Denna station har femton laddare, var och en med två uttag. Den primära energikällan är solpaneler strategiskt placerade över parkeringsplatsen, kompletterade med elnät efter behov. Där elen som produceras av solpanelerna överstiger laddningskravet, avleds överskottet lätt till nätet och vice versa, om det behövs ytterligare el så hämtas det enkelt från nätet.Följaktligen kommer vinsterna från stationerna från både laddning av elbilar och försäljning av överskottsel. Denna studie undersöker hur utformningen av solsystemet påverkar laddstationens totala vinst. Den avgränsar värsta scenarier och bästa tänkbara scenarier, och betonar komplexiteten i vinster i olika scenarier.