Apresenta-se os resultados de estudo de coorte em um assentamento rural no Acre, Brasil, onde 509 indivíduos contribuíram com 489,7 pessoas-ano de seguimento. A incidência de malária por Plasmodium vivax e Plasmodium falciparum foi de 30,0/100 e 16,3/100 pessoas-ano, respectivamente. A morbidade por malária se associou fortemente ao desmatamento e agropecuária e diminuiu após 5 anos de residência no local; além disso ocorreram conglomerados espaciais significantes de casos de malária vivax e falciparum em áreas de ocupação recente. Não houve associação entre alótipos do receptor FcgRIIa, promotor Duffy ou anticorpos contra a PvMSP-1, e malária no seguimento. As respostas humorais e celulares foram mais freqüentes contra as porções C- e N-terminal da PvMSP-1 respectivamente, porém sem relação com as variantes de PvMSP-1 infectantes. O espectro clínico dos episódios de malária foi variado; enquanto cefaléia, febre e mialgia foram sintomas freqüentes, 29,4% dos episódios eram assintomáticos. Os resultados mostram que a aquisição de imunidade clínica é adquirida em áreas de baixa transmissão e que mudanças ambientais causadas nos assentamentos rurais perpetuam a transmissão de malária. Estes achados são de extrema importância para o controle da malária na Amazônia. / Here a cohort study in a frontier settlement in Acre, Brazil, where 509 subjects contributed 489.7 person-years of follow-up, is described. Incidence rates for Plasmodium vivax and Plasmodium falciparum malaria were 30.0/100 and 16.3/100 person-years at risk, respectively. Malaria morbidity was strongly associated with land clearing and farming, and decreased after 5 years of local residence. Besides, there was significant spatial clustering of vivax and falciparum malaria in areas of recent occupation. No significant association was found between FcgRIIa allotype, Duffy promoter type or presence of antibodies against PvMSP-1 and malaria in the follow-up. Humoral and cellular responses were more common against the C- and N-terminal portions of PvMSP-1 respectively, but did not match the PvMSP-1 variants found in infecting parasites. The clinical spectrum of malaria episodes varied widely; while headache, fever and myalgia were the most frequent symptoms, 29.4% of the episodes were asymptomatic. The results show that clinical immunity is acquired under low malaria transmission and environmental changes occurring in the settlements perpetuate malaria transmission. These findings are of utmost importance for malaria control in the Amazon.

Der voranschreitende Ausbau von erneuerbaren Energien (EE) Technologien bringt eine zunehmend dezentralisierte Energieproduktion mit sich. Hieraus ergeben sich unterschiedliche regionalwirtschaftliche Effekte und Wertschöpfungspotenziale für den ländlichen und den urbanen Raum. Ziel dieser Studie ist die Quantifizierung der Wertschöpfung im Kontext von Solarstromerzeugung durch Photovoltaik (PV)-Anlagen. Hierzu wird eine allgemeine Methodik zur Bestimmung der direkten, indirekten und induzierten Wertschöpfungseffekte erstellt, die aktuelle Entwicklungen berücksichtigt und zunächst auf das Praxisbeispiel der Stadt Leipzig im Jahr 2019 angewandt. Die Ergebnisse können Kommunen bei der Frage unterstützen, ob und inwiefern es sich im Hinblick auf veränderte regulatorische Rahmenbedingungen auch in Zukunft lohnt, den PV-Ausbau vor Ort voranzutreiben und geeignete Ansatzpunkte hierfür zu identifizieren. Im Ergebnis zeigt sich, dass die Wertschöpfungseffekte für verschiedene Anlagengrößen variieren. Während kleinere Anlagen eine höhere Wertschöpfung pro Kilowattpeak (kWp) generieren, zeigen große Dach- und Freiflächenanlagen durch ihre Skalierung einen größeren Effekt auf die Wertschöpfung in absoluten Werten. Gleichzeitig fließt ein erheblicher Anteil der generierten Wertschöpfung aus der Standortkommune ab. Insgesamt beziffert sich die kommunal verbleibende Wertschöpfung aus dem PV-Betrieb in der Stadt Leipzig 2019 auf rund 4,5 Mio. Euro.

abstract: In the current photovoltaic (PV) industry, the O&M (operations and maintenance) personnel in the field primarily utilize three approaches to identify the underperforming or defective modules in a string: i) EL (electroluminescence) imaging of all the modules in the string; ii) IR (infrared) thermal imaging of all the modules in the string; and, iii) current-voltage (I-V) curve tracing of all the modules in the string. In the first and second approaches, the EL images are used to detect the modules with broken cells, and the IR images are used to detect the modules with hotspot cells, respectively. These two methods may identify the modules with defective cells only semi-qualitatively, but not accurately and quantitatively. The third method, I-V curve tracing, is a quantitative method to identify the underperforming modules in a string, but it is an extremely time consuming, labor-intensive, and highly ambient conditions dependent method. Since the I-V curves of individual modules in a string are obtained by disconnecting them individually at different irradiance levels, module operating temperatures, angle of incidences (AOI) and air-masses/spectra, all these measured curves are required to be translated to a single reporting condition (SRC) of a single irradiance, single temperature, single AOI and single spectrum. These translations are not only time consuming but are also prone to inaccuracy due to inherent issues in the translation models. Therefore, the current challenges in using the traditional I-V tracers are related to: i) obtaining I-V curves simultaneously of all the modules and substrings in a string at a single irradiance, operating temperature, irradiance spectrum and angle of incidence due to changing weather parameters and sun positions during the measurements, ii) safety of field personnel when disconnecting and reconnecting of cables in high voltage systems (especially field aged connectors), and iii) enormous time and hardship for the test personnel in harsh outdoor climatic conditions. In this thesis work, a non-contact I-V (NCIV) curve tracing tool has been integrated and implemented to address the above mentioned three challenges of the traditional I-V tracers. This work compares I-V curves obtained using a traditional I-V curve tracer with the I-V curves obtained using a NCIV curve tracer for the string, substring and individual modules of crystalline silicon (c-Si) and cadmium telluride (CdTe) technologies. The NCIV curve tracer equipment used in this study was integrated using three commercially available components: non-contact voltmeters (NCV) with voltage probes to measure the voltages of substrings/modules in a string, a hall sensor to measure the string current and a DAS (data acquisition system) for simultaneous collection of the voltage data obtained from the NCVs and the current data obtained from the hall sensor. This study demonstrates the concept and accuracy of the NCIV curve tracer by comparing the I-V curves obtained using a traditional capacitor-based tracer and the NCIV curve tracer in a three-module string of c-Si modules and of CdTe modules under natural sunlight with uniform light conditions on all the modules in the string and with partially shading one or more of the modules in the string to simulate and quantitatively detect the underperforming module(s) in a string. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Engineering 2020

Orientador: Dilson Amancio Alves / Resumo: Neste trabalho, apresenta-se os resultados da análise comparativa da influência de formas alternativas de representação das barras PV nas características de convergência do método de Newton-Raphson considerando equações de injeção de corrente. O método proposto para a solução do problema de fluxo de potência é baseado em equações de injeção de corrente expressas em coordenadas retangulares. São apresentados também os resultados da comparação com outros métodos baseados em equações de injeção de potência expressas em coordenadas polares e retangulares, bem como com os baseados em injeção de corrente com formulação retangular, objeto principal do estudo. Nas análises de desempenho foram utilizados os sistemas testes do IEEE de 14, 30, 57, 118 e 300 barras, e duas configurações, uma de 638 e outra de 787 barras, do sistema Sul-Sudeste Brasileiro. Nas análises consideraram-se diferentes variações na relação R/X dos ramos e diferentes carregamentos. Os resultados obtidos demonstram que a forma proposta de representação das barras PV melhora a característica de convergência dos métodos de solução do problema de fluxo de potência baseado em equações de injeção de corrente. / Abstract: This paper presents the results of a comparative analysis of the influence of PV bus representation on the convergence characteristics of Newton-Raphson Current Injection method. The proposed method to solve the power flow problem is based on current injection equations written in rectangular coordinates. The results of comparison with other methods based on power injection equations expressed in polar and rectangular coordinates as well as those based on current injection with rectangular formulation, the main object of the study, are also presented. Performance analyzes were performed on the IEEE test systems 14, 30, 57, 118 and 300 buses, and two configurations, one of 638 and another of 787 buses, of the South-Southeast Brazilian system. Several R/X transmission line ratios and loading conditions were considered. The results show that the proposed PV bus representation improves the convergence characteristic of the power flow formulation based on current injection equations. / Mestre

Polyethylenvinylacetat (EVA) ist das in der kristallinen Silizium Photovoltaik am häufigsten eingesetzte Einbettmaterial. Aufgrund der Applikation von Solarmodulen unterliegt das Polymer Alterungsmechanismen, die zu Änderungen oder Verlust wichtiger Eigenschaften führen können. Folge sind typische Fehlerbilder wie Delamination oder Yellowing, die zu Leistungsverlusten oder Modulausfällen führen können. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss von Umweltparametern (Temperatur, Feuchte, UV-Strahlung) und Stabilisatoren auf die Alterung von EVA-Folie zu untersuchen und damit einen Beitrag zur Identifikation der zugrundeliegenden Fehlermechanismen zu liefern. Dazu wurden sowohl Folien mit definierter und variierender Additivierung als auch kommerzielle Folien künstlichen Bewitterungstests unterzogen und die Änderungen verschiedener Eigenschaften analysiert. Dazu zählt die Haftung an der Grenzfläche EVA-Glas, das Transmissionsverhalten und die Farbänderung der Folie. Darüber hinaus wurden alterungsbedinge Änderungen an der chemischen Struktur von EVA und den Stabilisatoren mittels FTIR-Spektroskopie und GC/MS-Messungen erfasst. Bei den untersuchten Additiven handelte es sich um ein organisches Peroxid (Vernetzer), einen Haftvermittler auf Silanbasis, einen UV-Absorber aus der Gruppe der Hydroxybenzophenone, ein Arylphosphit als Antioxidant und einen bi-funktionellen Stabilisator, das sogenannte HALS (hindered amine light stabilizer). Im Rahmen der Arbeit ist es gelungen Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge zwischen der Folienadditivierung und dem Auftreten verschiedener Fehlerbilder zu identifizieren. Darüber hinaus war es möglich eine Folienzusammensetzung zu definieren, die die bestmögliche Stabilität beim Einsatz von EVA als Einbettmaterial bieten sollte.

The master thesis has evaluated the specific combination of bifacial solar cells and extensive green roofs. This was done in terms of energy production per year, profitability as well as discussions around ecosystem services. Three cases have been simulated with different temperature profiles for both bifacial, vertical bifacial and monofacial. The reason for three cases was due to the uncertainty in temperature decreasing properties of vegetation i Sweden. One case was simulated for a normal black bitumen roof for the three types of solar PV. The result with the best energy production was found in the configuration with azimuth -10o, inclination 40o and height above roof at 40 cm. This was the case with the largest simulated temperature decrease. Albedo was set to 0.2 and this resulted in a bifacial gain of 9-10% for the three cases with green roofs installed. Albedo was found to be a larger factor in the energy production outcome than the temperature decrease from the vegetation. The solar cells contributes to shading the green roof partially which increases the local biodiversity as well as expands the lifetime of the vegetation. The combination was deemed profitable since the middle case had an annuity of 1841 SEK/year, but the case with the bitumen roof was found to be even more profitable with an annuity of 4160 SEK/year. This indicates that the extra cost of installing a green roof does not pay itself back with a higher energy production. / Det här examensarbetet har undersökt kombinationen bifacialsolceller med extensivt grönt tak med avseende på optimal utformning av en sådan anläggning på ett tak samt systemproduktion och lönsamhet hos anläggningen. Då det inte finns något klart modelleringsverktyg för hur stor temperatursänkning det gröna taket kan åstadkomma så har tre olika fall med olika temperaturprofil simulerats. Resultaten visade på att ju högre temperatursänkning det gröna taket kan bidra med desto lägre höjd bör bifacialsolcellerna installeras på. Den bästa systemproduktionen fås vid vinkeln 40o samt azimuth -10o för alla tre fall. Detta gav för medelfallet en bifacial gain på 9,6% vid jämförelse mot vanliga enkelsidiga solceller. Resultatet för vertikalt installerade bifacialsolceller gav minst 12% lägre systemproduktion än de med vinkel 40o men med hög osäkerhet kring tillförlitligheten i resultatet. Vertikal bifacial kan vara intressant då det ligger ett värde i att producera elektricitet efter ett normalt hushålls elkonsumtionskurva, men är mindre intressant för kontorsbyggnader där elkonsumtionen är relativt konstant under dagen. Lönsamhetskalkylen visade att kombinationen bifacialsolceller med grönt tak var lönsam, men inte lika lönsam som att installera på svart tak. För medelfallet gav bifacialsolceller på grönt tak en annuitet på 1841 kr/år medan annuiteten för bifacialsolceller på svart tak var hela 4160 kr/år. Ur ett rent ekonomiskt perspektiv är kombinationen alltså inte den mest lönsamma. Från känslighetsanalyserna konstaterades att albedo är den aspekt som har störst påverkan på systemproduktionen och denna är relativt låg för det gröna taket. Ett högre albedo hade därför varit att föredra till bifacialsolceller, vilket kan erhållas genom att exempelvis varva grönt tak med vita stenar. Vidare är kombinationen en platseffektiv lösning för tak som oftast är en outnyttjad ytresurs, där de olika installationerna bidrar med olika positiva nyttor var för sig. Bifacialsolcellerna bidrar till en ökad självförsörjningsgrad samt hjälper till att driva på den tekniska innovationen framåt. Gröna tak bidrar med många ekosystemtjänster såsom bullerreducering, dagvattenfördröjning, rening av luftpartiklar, lokal temperatursänkning. Kombinationen bidrar till en ökad biologisk mångfald och en lägre växtperiod för det gröna taket mot om den hade varit fristående.

Sverige har som mål att år 2040 ha helt förnybar elproduktion och därmed utredsalternativ som till exempel vind- och solenergi till elförsörjning där främstsolenergin har potential för mindre och medelstora system för privatpersoner ochföretag. Som en del i denna utveckling har bostadsrättsföreningen Stenbär i Gävlebörjat intresserat sig för att installera solcellssystem, vilket blev grunden för dettaprojekt. Målet med den här utredningen var att utreda områdets potential för ensolcellsanläggning samt hur många kilowattimmar denna skulle kunna genereraper år.Inledningsvis var intentionen att utföra simuleringarna i IDA ICE 4.8, men underförberedelserna inför arbetet uppmärksammades ett webinar på Youtube där IDAICE 5.0 beta presenterades. Equa Simulations AB, vilka har utvecklatprogrammet, förklarade där uppdateringar och styrkor med den nya versionen. Iden nya versionen finns nu möjlighet att upprätta och simulera mer komplexasolcellsystem samt få ut mer korrekta och mer detaljerade resultat. På så vis bleväven en mindre analys av IDA ICE 5.0 beta en del av det här examensarbetet.Mätningar av husens höjd och längd samt avstånd till omkringliggande skogutfördes på plats och takens lutning beräknades till 14,5°. Ritningar över områdettilldelades av uppdragsgivaren och klimatdata återfanns i mjukvaran. En kartbildfrån Google maps behandlades i Photoshop till grund för modellering i IDA ICE.Byggnaderna delades sedan upp i två kategorier, sydlig och öst/västlig riktning.Inga moduler placerade i nordlig riktning simulerades då det inte förväntades varalönsamt. Solcellerna placerades i två lutningar, 14,5° som är takens lutning och45° vilken är den lutning som används av Energimyndigheten vid deras tester avsolcellssystem. Jämförelsen av taklutningarna visade dock endast en skillnad på2,5 %. Då all information om byggnaderna ej varit tillgänglig har områdetsenergibehov, utifrån schablonvärden, beräknats till 64 kWh/m2 och totalt522 MWh/år. Detta för att kunna ställa den i proportion mot solcellsystemetspotentiella elproduktion, vilken i simuleringsresultaten uppgick till 554 MWh/år.Systemkostnaden för det fullstora modellerade systemet landade på 10 600 kronorper installerad kilowattpeak respektive 2 025 kronor per installerad kvadratmetersolpanel. Om återbetalningstiden sätts till 10 år ger det en systemkostnad på 1.17kronor per producerad kilowattimme. Undersökningen visar att potential finns attproducera en stor mängd solel i området. Då systemet producerar ett överskottunder sommarhalvåret finns även möjlighet att sälja el. / Sweden’s energy policy objectives aim to have strictly renewable energyproduction by the year 2040. Alternatives such as wind- and solar power aretherefore implemented as alternatives to fossil fuel where solar power has thebiggest potential for small and medium sized systems for private houses andsmaller companies. As a part of this development homeowner’s association BRFStenbär i Gävle have considered installing PV-systems in their residential areaand that became the foundation for this master thesis. The goal with this projectwas to investigate the residential areas potential for solar powered electricityproduction and how much energy it may produce per year.The simulations were initially meant to be made in IDA ICE 4.8, but during thepreparations a webinar on Youtube was found where the beta version of IDA ICE5.0 was presented. In the presentation Equa Simulations AB, who are thedevelopers of the programme, explained the updates and new features with thenew version. The new version includes possibilities to model and build morecomplex PV-systems and receive more correct and detailed results. Hence, asmaller analysis of IDA ICE 5.0 beta became a part of this master thesis.Measurements of the building’s height and length and the distance to thesurrounding trees were made on site. Drawings of the residential area wereprovided by the client and the climate data were already installed in the software.A map of the area was downloaded from Google maps, modified in a pictureediting programme and used as a base for the modelling in IDA ICE. Thebuildings were divided into two categories, south and east/west orientation. NoPV-systems were placed and simulated in northern orientation since it was notexpected to be profitable.The solar panels were placed in two different angles, 14.5° which is the angle ofthe roofs, and 45° which is the angle used by the Swedish energy agency for theirtesting of PV-systems. The comparisons only showed a deviation of 2.5 %. Allinformation about the building’s energy needs were not available, so fromstandard values their needs were calculated to be 64 kWh/m2 and in total522 MWh/year. This was made to enable comparisons of their needs with thepotential energy production, which amounted to 554 MWh/year. The system costof the total PV-system amounted to 10 600 SEK/installed kWp and 2 025 SEK/m2installed PV-panel. If the repayment period is set to 10 year the system costbecomes 1.17 SEK/kWh. As the system produces more electricity during summerthan needed there is also a possibility to sell the excess to the grid.

Dans un contexte de lutte contre le réchauffement climatique, le bâtiment est un secteur stratégique du fait de sa forte consommation de chaleur et d’électricité. Le solaire, thermique et photovoltaïque, a de forts atouts pour répondre à cet enjeu avec une compétitivité qui s’accélère. En particulier, le solaire hybride PVT est prometteur avec un double gain : l’extraction de la chaleur sous le module photovoltaïque apporte à la fois un gain de rendement électrique, et un gain de par l’utilisation de cette chaleur pour les besoins du bâtiment. L’état de l’art permet de toucher du doigt la diversité des concepts de solaire hybride, et le PVT plan non survitré à eau a été retenu dans cette thèse. Pour faire face à des problématiques de durabilité et de performance, DualSun a conçu un module hybride avec un échangeur en acier inoxydable directement laminé pendant le process du module photovoltaïque.L’analyse de ces capteurs est faite en Partie I, d’abord avec un modèle 3D de l’échangeur. Ce modèle permet de déterminer des débits minimaux, de quantifier l’intérêt à ne pas isoler les bords du module et de visualiser que la perte de charge pour ce concept est principalement liée aux entrées et sorties du module mais reste tout à fait acceptable. Devant les limitations en termes de périmètre et de temps de calcul de ce modèle 3D, des modèles simplifiés sont proposés et comparés. Les résultats de ces modèles simplifiés corroborent une température de stagnation du concept DualSun de l’ordre de 75°C, ce qui confirme que le design est intrinsèquement résiliant à la surchauffe même en l’absence de besoins. Enfin les performances thermiques sur 9 prototypes avec des variations de composition couche par couche ont confirmé que le modèle est robuste. La puissance thermique(non isolé) est de 758W thermique pour un besoin à 30°C et la puissance photovoltaïque de 250Wc électrique dans des conditions extérieures standards (STC).Une analyse système de ces modules intégrés dans un ensemble complexe est réalisée dans la Partie II. Pour le système dit préchauffage d’eau sanitaire en maison individuelle (CESI), les quatre logiciels PVSyst, PVGis, Polysun, Solo sont comparés au logiciel Trnsys avec les Type 295 et Type 816 qui intègrent les deux modèles simplifiés du module définis dans la partie I. Les modèles physiques de ces logiciels sont cohérents entre eux dans le domaine d’utilisation.Les résultats de ces logiciels utilisés à partir de données statistiques pour la météo et les habitudes de consommation sont comparés à des mesures terrain sur 28 installations CESI hybride chez des particuliers. L’objectif a été de quantifier les erreurs d’estimation des prédictions statistiques par rapport au réel. Si l’écart type sur productible photovoltaïque et les températures maximales atteinte par les modules reliés à l’incertitude sur la météo est faible (environ 10%), l’écart type sur l’estimation du besoin sur la base d’un volume moyen consommé est beaucoup plus forte (de l’ordre de 30%) du fait d’un comportement très irrégulier de consommation chez les particuliers en terme d’heure et de volume de puisage en fonction des jours. Les températures moyennes atteintes au niveau des modules sont supérieures à 45°C pendant la moitié de l’année et permettent un préchauffage effectif du ballon sanitaire. Des couvertures solaires des besoins d’eau chaude de 57-58% sont mesurées près de Lyon.Dans le chauffage d’eau sanitaire collectif en couplage pompe à chaleur (HP+) ou en chauffage piscine (SP), les modèles statistiques permettent une évaluation des productibles du fait d’une stabilité des besoins.En conclusion, le solaire hybride devrait être une technologie clé de la transition énergétique pour les bâtiments dans les années à venir, sa compétitivité avec le vecteur électrique est déjà réelle. La technologie est appelée à évoluer pour réduire ses coûts d’année en année à l’instar du photovoltaïque et renforcer ainsi son positionnement face au gaz. / In the context of the fight against climate change, the building is a strategic sector to address because of its high consumption of heat and electricity. Solar energy, both thermal and photovoltaic, has strong assets to meet this challenge and is becoming more and more cost-competitive. In particular, the PVT hybrid solar is a promising solution with a double advantage: the extraction of heat under the photovoltaic module brings both a gain in electrical efficiency, and a gain by generating heat for the needs of the building. The state of the art demonstrates the diversity of solar hybrid technologies, and this thesis specifically addresses the unglazed flat-plate design with water as the heat transfer fluid. To address sustainability and performance issues, the company DualSun designed a PVT hybrid module with a stainless steel heat exchanger directly laminated during the photovoltaic module process.The analysis of the DualSun collector is done in Part I, first with a 3D model of the exchanger. This model makes it possible to determine minimum flows, to quantify the interest not to insulate the edges of the module and to visualize that the pressure drop for this concept is mainly related to the inlets and outlets of the module but remains acceptable. Given the limitations in terms of scope and calculation time of this 3D model, simplified models are proposed and compared. The results of these simplified models corroborate a stagnation temperature of the DualSun concept of around 75°C, which confirms that the design is intrinsically resilient to overheating even in the absence of hot water consumption. Finally, thermal performance on 9 prototypes with layer-by-layer composition variations confirm that the model is robust. The models demonstrate that the 250Wp non-insulated version of the PVT panel has a thermal power output of 758 Wth for hot water needs at 30°C.A system analysis of these modules integrated in a complex system is carried out in Part II. For the preheating Domestic Hot Water system (DHW), four software programs, PVSyst, PVGis, Polysun, Solo are compared to Trnsys with the Type 295 and Type 816, which integrate the two simplified models of the module defined in the section I. The physical models of these software programs are consistent with each other in the field of use.The results of these software programs used from statistical data for the weather and consumption habits are compared to field measurements on 28 DHW (domestic hot water) hybrid installations in private homes. The objective was to quantify the errors of estimation of the statistical predictions with respect to the reality. While the standard deviation of PV output and maximum temperatures reached by the modules related to the uncertainty on the weather is low (about 10%), the standard deviation of estimated hot water needs based on an average consumption is much higher (about 30%) because of irregular consumption behavior in individuals in terms of time and volume depending on the days. The average temperatures reached at the level of the modules are higher than 45°C during half of the year and allow an effective preheating of the sanitary tank. Solar covering of hot water needs of 57-58% are measured near Lyon.For combined solar and heat pump (HP+) systems in multi-dwelling buildings and for pool heating (SP) systems, statistical models allow a reliable evaluation of the energy production because of stable hot water needs.In conclusion, solar hybrid should be a key technology for the energy transition of buildings in the coming years. PVT technology will evolve to reduce costs from year to year as observed with photovoltaic technology and thus strengthen its cost-competitive position against gas as a heat source for homes and buildings.

Electrification in rural areas of West African countries remain to be a challenge for the growth of the region. The Economic Community of West African States (ECOWAS) has set a target of 2030 to achieve 100% electrification in all member countries. Burkina Faso is one of the least electrified countries in the world, where only 9 % of the rural population has access to electricity. This study presents a conceptualization of techno-economic feasibility of pumped hydro storage (PHS) and electric batteries with solar photovoltaics (PV) in the context of Burkina Faso. The results are explored for an off grid standalone PV plus storage system for a rural setting and a grid connected PV system for an urban setup. The least cost configurations for both the cases are determined using HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewables). The results indicate the need of extended solar penetration in Burkina Faso in response to the challenges of low electrification rates in the country. Adding more PV to the present electricity mix of Burkina Faso could drive down the cost of energy by 50 % compared to the present grid electricity prices by making cheap electricity available to the local population. Adding PHS to grid connected PV leads to a cost reduction of 8% over a lifetime of 25 years which does not provide enough motivation for the high investments in storage at present. Policy interventions that allow stacking up of revenues and benefits of storage are needed to make it more competitive. PV plus pumped hydro storage remains the optimal system architecture as compared to PV plus electric batteries for off grid standalone systems provided the geographic availability of lower and upper reservoirs. The capital cost of PV remains to be the most dominating factor in the cost of optimal system for both the urban and the rural cases, and driving down the costs of PV would have the most positive effect for increased electricity access in the country. / Elektrifiering i landsbygdsområden i västafrikanska länder är fortfarande en utmaning för tillväxten i regionen. Ekonomiska gemenskapen i Västafrikanska stater (ECOWAS) har satt upp ett mål 2030 att uppnå 100% elektrifiering i alla medlemsländer. Burkina Faso är ett av de minst elektrifierade länderna i världen där bara 9% av landsbygdsbefolkningen har tillgång till el. Denna studie presenterar en konceptualisering av teknisk ekonomisk genomförbarhet för pumpad vattenkraftlagring (PHS) och elektriska batterier med PV (photovoltaics) paneler i samband med Burkina Faso. Resultaten undersöks med avseende på ett fristående fristående PV plus lagringssystem för landsbygden och ett nätanslutet PV-system för en stadsinstallation. De lägsta kostnadskonfigurationerna för båda fallen bestäms med hjälp av HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewables). Resultaten visar på behovet av utökad solpenetrering i Burkina Faso som svar på utmaningarna med låga elektrifieringshastigheter i landet. Att lägga till mer PV till den nuvarande elmixen av Burkina Faso skulle kunna sänka energikostnaderna med 50% jämfört med de nuvarande elpriserna för nätet genom att göra billig el tillgänglig för lokalbefolkningen. Att lägga till PHS till nätansluten PV leder till en kostnadsminskning på 8% under en livslängd på 25 år som inte ger tillräcklig motivation för de stora investeringarna i lagring för närvarande. Politikåtgärder som möjliggör stapling av intäkter och fördelar med lagring behövs för att göra det mer konkurrenskraftigt. PV plus pumpad hydro förblir den optimala systemarkitekturen jämfört med PV plus elektriska batterier för fristående nät utanför nätet förutsatt geografisk tillgänglighet av nedre och övre reservoarer. Kapitalkostnaden för PV är fortfarande den mest dominerande faktorn i det lägsta kostnadssystemet för både stads- och landsbygdsfall och att köra ner PV-kostnaderna skulle ha den mest positiva effekten för ökad elåtkomst i landet.

The use of alternative fuels, particularly renewable energy sources, has been an important strategy to achieve greenhouse gas emission reductions. In Bolivia, many rural areas struggle with an unreliable power supply. The most common electricity solution in such isolated areas is to have off-grid systems, where hybrid systems have become a feasible solution. In this study, a hybrid system in the rural village El Espino is optimized using a linear programming tool called MicroGridsPy. Currently, the village is powered by a hybrid system consisting of solar photovoltaics, a diesel generator and lead-acid batteries as a storing system. To optimize the system in a sustainable way, considering economic, environmental and social aspects, two wind turbines of the nominal capacities 5 and 10 kW are studied and introduced to the hybrid system. To find synergies between the wind and solar energy, the irradiance and wind speed of the study area are simulated using a Weather Research and Forecasting (WRF) model. The power output from the wind turbines can then be obtained by modelling the power curves and then be added to the optimization model. The optimization is performed both with and without the wind turbines to evaluate the impact of them. In the optimization model, characteristics of the components, techno-economic parameters, including investment costs, and constraints such as renewable penetration, and cost of the curtailment are set. The obtained results include that the wind speed is higher during the winter season, and that the wind power output, regardless of turbine size, is proportional to the wind speed. Furthermore, the 10 kW wind turbine is proven to be the most suitable for the system of the two compared. The economical values of the system, such as NPC and LCOE are higher, the higher the renewable penetration, but lower for the system with wind turbines. This implicates that adding wind energy to the hybrid system could be beneficial from both an environmental and economical point of view. One conclusion that can be drawn is that wind turbines are a feasible technology for rural electrification, and that the optimization tool is sensitive to cost. Furthermore, it is found that the wind and solar energy are suitable complements to each other both season wise and daily. / Användningen av alternativa bränslen, särskilt förnybara energikällor, har varit en viktig strategi för att minska utsläppen av växthusgaser. I Bolivia kämpar många landsbygdsområden med en opålitlig strömförsörjning. Den vanligaste lösningen för elektricitet i sådana områden är off-grid system, där hybridsystem har blivit en lämplig lösning. I denna studie, optimeras ett hybridsystem beläget i byn El Espino, med ett linjärt programmeringsverktyg; MicroGridsPy. För närvarande drivs byn av ett hybridsystem bestående av solceller, en dieselgenerator och blybatterier för att lagra energin. För att optimera systemet på ett hållbart sätt, utifrån ett ekonomiskt, miljömässigt och socialt perspektiv, studeras två vindturbiner med de nominella kapaciteterna 5 och 10 kW, för att sedan introduceras till hybridsystemet. För att göra detta simuleras områdets solstrålning och vindhastighet med hjälp av en WRF-modell (Weather Research and Forecast). Effekten från vindturbinerna kan då erhållas genom att modellera effektkurvorna, och kan därefter läggas till i optimeringsmodellen. Optimeringen utförs både med och utan vindturbiner för att på så sätt utvärdera deras inverkan på systemet. I optimeringsmodellen fastställs egenskaper hos komponenterna, techno-ekonomiska parametrar, inklusive investeringskostnader och begränsningar såsom förnybar penetration och kostnad för energispill. De erhållna resultaten visade bland annat att vindhastigheten är högre under vintersäsongen, och att effekten är proportionell mot vindhastigheten, oavsett storlek på vindturbin. Vidare har vindturbinen med kapacitet 10 kW visat sig vara den mest lämpade för systemet av de två jämförda. Systemets ekonomiska värden, såsom NPC och LCOE, är högre, ju högre förnybar penetration, men lägre för systemet med vindturbiner. Detta implicerar att vindenergi kan vara till nytta för hybridsystemet, både ur miljösynpunkt och ur en ekonomisk synvinkel. En slutsats som kan dras är att vindturbiner är en passande teknik för landsbygdselektrifiering, och att optimeringsverktyget som användes är känslig mot kostnader. Vidare konstateras att vind- och solenergi kompletterar varandra både säsongsvis och på daglig basis.