Access to electricity is a crucial component of achieving SDG 7, which aims to ensure clean energy for all. However, not all people in Botswana have access to electricity, and power generation is dominated by coal power. To address the electricity access issue, the Botswana government has implemented two programs: the Rural Electrification Programand the National Electricity Standard Connection Cost Program. This study focuses on investigating the effectiveness of these government programs, as well as the drivers of and barriers to residential rooftop solar PV. The primary aim of the study is to provide recommendations for policy makers, while also contributing to enhanced knowledge among solar PV distributors and academia. To achieve the research objectives, a field trip to Botswana was conducted to interview various stakeholders. Additionally, a literature review and ananalysis of policy documents were executed. The study’s results reveal a difference in the success of the two government programs, leading to a gap between the share of grid-connected villages and the share of people with access to electricity. Interms of residential rooftop solar PV, the study identifies numerous drivers, such as increased reliability and reduced power bills. However, there are also several barriers to residential rooftop solar PV, including a conservative mindset among decision-makers that favors coal power, lack of incentives, low affordability, social acceptance risks, lacking maintenance, and insufficient knowledge among both inhabitants and policymakers. Based on the results, the study provides recommendations for policymakers to ensure full electricity access and accelerated residential rooftop solar PV implementations. / Tillgång till el är avgörande för att uppnå SDG 7 som syftar till att säkerställa hållbar energi för alla. Samtidigt har samtliga invånare i Botswana inte tillgång till electricitet och dessutom domineras elproduktionen av kolkraft. För att överkomma problemet med tillgång till electricitet har Botswanas regering implementerat programmen Rural Elecrtification Program och National Electricity Standard Connection Cost Program.  Den här studien fokuserar på att utvärdera dessa statliga program samt på att identifiera drivkrafterna och hindren för solkraft för hushåll. Det primära syftet med studien är att ge rekommendationer till beslutsfattare. Studien ämnar även bidra till ökad kunskap bland solcellsdistributörer och den akademiska världen. För att åstadkomma detta genomfördes en studieresa till Botswana under vilken intervjuer med olika intressenter hölls. Dessutom genomfördes en litteraturstudie och en analys av policydokument.  Studiens resultat påvisar en skillnad i framgång hos de statliga programmen och att det leder till att andelen nätanslutna byar är högre än andelen invånare med tillgång till el. När det gäller solkraft för hushåll har flertalet  drivkrafter för dess implementering identifieras. Till dessa hör ökad försörjningstrygghet och minskade elräkningar. Det finns dock även många hinder för ökad implementering av solkraft för hushåll. Några av dessa är ett konservativt tankesätt bland beslutsfattare som gynnar kolkraft, brist på incitament, låg betalningsförmåga, låg grad av social acceptans, bristande underhåll samt otillräcklig kunskap bland både invånare och beslutsfattande. Baserat på resultaten presenteras rekommendationer riktade till beslutsfattare för att säkerställa att alla i Botswana har tillgång till elektricitet samt för att öka implementeringen av solkraft för hushåll i Botswana.

Den globala utvecklingen som pågått sedan 1950-talet har resulterat i drastiska klimatförändringar vilket orsakat allvarliga miljöproblem. Dessa miljöproblem beror till stor del på en kraftig befolkningstillväxt. Befolkningstillväxten är starkt förknippad med ökade energibehov vilket ställer högre krav på hur energin produceras för att minska avtrycket på miljön. Ett tydligt steg i rätt riktning är tillämpningen av förnyelsebara energikällor. På den svenska marknaden är solkraft den energikälla som vuxit kraftigast de senaste åren. En av anledningarna till den kraftiga tillväxten är de statliga stimulanserna som givits. Sedan 2021 har de statliga stöden samtidigt dragits in vilket i synnerhet drabbar företag, däribland kommersiella fastighetsägare. Samtidigt kan det fortfarande finnas motiv för att investera i solceller, tack vare de positiva kostnadseffekter som en investering kan medföra. Det finns samtidigt oklarheter kring hur denna typ av investering påverkar värdet på fastigheter. Baserat på detta är studiens syfte att undersöka hur investeringar i solceller påverkar det ekonomiska värdet på kommersiella fastigheter samt hur detta värde maximeras med avseende på dimensionering respektive finansiering. Tidigare forskning inom området indikerar att det i huvudsak finns positiva samband mellan investeringar i solceller och värdet på fastigheter. Samtidigt berör dessa studier bostadsfastigheter på den internationella marknaden. Det finns således en begränsad forskning kring hur investeringar i solceller påverkar värdet på kommersiella fastigheter, inte minst på den svenska marknaden. För att uppfylla studiens syfte tillämpades, i första hand, en kvantitativ flerfallsstudie där 8 fastighetsobjekt undersöktes. Den kvantitativa data som samlades in om dessa objekt låg till grund för värderingen av dessa fastigheter. Värderingen, som baserades på “discounted cash flow method”, tillämpades för att tydliggöra hur värdet på fastigheterna förändrades i relation till ett ursprungsläge före en investering. Det kvantitativa metodvalet kombinerades med kvalitativa intervjuer vars syfte var att få en djupare förståelse om hur värdet på kommersiella fastigheter maximeras med avseende på dimensionering. Intervjuerna hade även för avsikt att verifiera de kvantitativa resultaten som genererades från fallstudien. Studiens resultat påvisar ett starkt samband mellan det ekonomiska värdet på kommersiella fastigheter och investeringar i solceller. Hur mycket fastighetsvärdet påverkas beror i stor utsträckning på hur investeringen finansieras samt hur lång analystid som beaktas. Bortsett från analystid tyder studiens resultat på att fastighetsvärdet i genomsnitt ökar 1,71% vid en direktfinansiering och 1,12% när investeringen görs i form av ett “power purchase agreement”. Samtidigt påvisar de kvalitativa resultaten att dimensioneringen av solcellsanläggningar bör göras utifrån den individuella fastighetens behov i termer av egenanvändning och total elanvändning. För att maximera egenanvändningen och därmed också fastighetsvärdet behöver dimensioneringen, ur et praktiskt perspektiv, ta hänsyn till den tillgängliga takytan, takets lutning samt takets väderstreck. / The global development, which has been going on since the 1950s, has resulted in drastic climate changes, which has caused serious environmental issues. These environmental issues are mainly caused by a strong population growth. The population growth is participially associated with increased energy needs, which sets higher requirements on how energy is produced, in order to reduce the impact on the environment. A step in the right direction is the application of renewable energy sources. In the Swedish market, solar power has been the fastest growing energy source in recent years. One of the reasons for this growth has been the stimulations offered by the government. Since 2021, the stimulations have been withdrawn which particularly affects companies, including commercial property owners. However, there may still be motives for investing in solar cells, thanks to the positive cost effects that an investment may bring. At the same time, there are uncertainties about how much this type of investment can affect the property value. Based on that, the purpose of this study is to investigate how investments in solar cells affect the economic value of commercial properties and how this value can be maximized with respect to dimensioning and financing, respectively. Previous research within this field indicates that there are positive relationships between investments in solar cells and the value of properties. At the same time, these studies concern residential properties on the international market. Based on this, there is limited research on how investments in solar cells affect the value of commercial properties, especially in the Swedish market. To fulfill the purpose of the study, a quantitative multiple-case study was applied, in which 8 real estate objects were examined. The quantitative data collected about these objects was the basis for the valuation of the properties. The valuation, which was based on a discounted cash flow method, was applied to clarify how the value of the properties changed in relation to a scenario before an investment was made. The quantitative method was combined with qualitative interviews whose purpose was to get a deeper understanding of how the value of commercial properties is maximized with respect to dimensioning. The interviews were also intended to verify the quantitative results generated from the case study. The results of the study indicate a strong relationship between the economic value of commercial properties and investments in solar cells. How much the property value is affected depends to a considerable extent on how the investment is financed and how long analysis time is considered. Apart from the analysis time, the results of the study indicate that the property value increases on average by 1.71% in case of direct financing and 1.12% when the investment is financed as a power purchase agreement. At the same time, the qualitative results indicate that the dimensioning of a solar cell system should be done based on the individual property needs, in terms of self-use and total electricity consumption. To maximize the self-usage, and thereby also the property value, the dimensioning needs to consider the available roof surface, the slope of the roof and the latitude of the roof.

It is important for NEOM management in the contemporary world to put in place NEOM projects using the available resources. The region in which the NEOM project is spacious and vast with conditions suited to generate energy from solar and wind. The NEOM projectis expected to be set up in the very resourceful state of Saudi Arabia. The purpose of the study is to assist in setting up a sustainable city through the exploitation of solar and wind energy. The aim of the study was to assist in the generation of more than 10 GW renewable energy to replace approximately 80,000 barrels of fossil energy. The problem of coming up with renewable and sustainable energy from the unexploited sources is addressed. The renewable city is expected to be a technological hub based on Green Energy with 100% renewable energy, which is correspond to 72:4GW. Freiburg and Masdar as renewable cities are used as case studies in the research. NEOM power generation capacity is capable to cover Saudi Arabia power generation capacity (approximately 71GW), which is more than enough for a city. The study reveals that the total power generation from wind farms, tidal farms, solar stations, and solar power tower stations are 9:1373GW, 4:76GW, 57:398GW and 1:11GW respectively. Saudi Arabia has plans to set up 16 nuclear plants (17 GW each) for energy purposes (total of 272 GW), which will be part of Saudi Arabia national grid and will be more than enough to cover NEOM electricity demand in case NEOM does not reach demand capacity. In case NEOM energy does not meet the demand, electricity generation from 16 Nuclearpower plants generating 17GW each, and 6 Natural underground batteries with a capacity of 120MW each are recommended. The study results can be applied in NEOM Institute of Science and Technology for further research on renewable energy. The findings can also be used for research extension of HVDC transmission lines between NEOM and Saudi Arabia main grid, Egypt, and Jordan. / Det är viktigt för NEOM projektets ledning att planera och införa projektet med hjälp av förnybara energiresurser på plats. Regionen är rymligt och stort och är en lämplig plats för att kunna generera tillräcklig med energi från sol och vind för energiförsörjning av området. Syftet med studien är att studera en pågående planering och byggnation av en hållbar stad med upp till 10 GW förnybar energi som motsvarar cirka 80 000 fat fossil bränsle. Problem och utmaningar för att försörja en hel stad med förnybara energiresurser kommer att diskuteras. Den förnybara staden förväntas vara ett föredöme för 100% förnybar energi, vilket i kapacitetssammanhang motsvarar 72:4GW, vilket är mer tillräckligt än behovet för NEOM staden. Freiburg och Masdar städer används som fallstudier i examensarbetet. NEOMs kraftproduktionskapacitet kan täcka behovet av hela landet som uppgår till 71GW. Studien visar att den totala kraftproduktionskapaciteten från olika förnybara energiresurser såsom vindkraftparker, tidvattenanläggningar, solcellkraftverk och soltornskraftverk med en kapacitet av 9:1373GW,4:76GW, 57:398GW och 1:11GW respektive kan uppgå till 72:4GW. Saudiarabien har planer på att skaffa 16 kärnkraftverk (17GW vardera) med en total kapacitet på 272GW som kommer att ingå i Saudiarabiens nationella satsningar för framtidens elproduktion och det kan täcka elbehovet om NEOM inte når efterfrågekapaciteten. Utöver ovan har studien föreslagit 6 underjordiska batterier med en kapacitet på 120MW per batteri. Studieresultaten kan användas för kompetensuppbyggnad och vidare forskning om förnybara energiresurser för NEOM Institute of Science and Technology. Resultaten kan också användas för teknikutveckling och forskning inom HVDC- överföringsledningar mellan NEOM, Saudiarabiens huvudnät, Egypten och Jordanien.

Variable renewable energy (VRE) is becoming more present in the energy mix as society aims to shift power production from fossil fuels. Solar and wind power are VRE sources, which can result in fluctuations in the input to the network, creating supply uncertainty. The Swedish Transmission system operator (TSO), Svenska kraftnät (Svk), is obliged to ensure stability in the network, which must be considered when approving applications for subscriptions of connections to the transmission network. In the stability investigations performed before approving applications, Svk assumes that solar and wind power produces at their maximum capacity at their connection point before approving applications, to ensure safe and stable power system operation under any weather conditions. However, this might be an over-conservative assumption as the share of VRE sources increases. This is because there is an anti-correlation between wind and solar power, which results in a few colliding hours when both produce at full capacity. This study investigates the correlation between solar and wind power, evaluates the probability of high wind and solar power production coinciding at different percentages of their capacity, and analyses the potential for aggregating them in the studies performed to approve connections to the transmission network. The research method applied was an inductive approach, where a statistical analysis using Pearson's correlation and conditional probability was conducted based on reanalysed data collected from ERA5 and STRÅNG databases. The analysis showed a weak complementary correlation coefficient for all time periods, and the probability of very high production coinciding is small. If it occurs, it is more likely to happen during the first part of the year. The results show a spatial correlation in the probability. By implementing integration strategies, the conclusion is that there is a controllable risk when increasing the capacity. Even if there is a risk, it can be worth taking as more VRE sources can be connected to the transmission network. / Förnybar energi har blivit mer närvarande i dagens energimix när samhället strävar efter att förändra kraftproduktionen från fossilt till förnybara källor. Sol- och vindkraft är varierande förnybara energikällor vilket skapar fluktationer i inmatning till nätet samt ökad osäkerhet kring mängden tillgänglig produktion. Systemoperatören (TSO), Svenska kraftnät (Svk) är skyldig att säkerhetställa stabilitet i nätet, vilket måste beaktas vid ansökningar om anslutningar till transmissionsnätet. Denna studie undersöker därför korrelationen mellan sol- och vindkraft, samt utvärderar sannolikheten att hög sol- och vindkrafts produktion sammanfaller samtidigt. Forskningsmetoden som tillämpades var en induktiv metod, där en statistisk analys med Pearsons korrelationskoefficient såväl som sannolikheten mellan att deras produktion sammanföll samtidigt utfördes, baserat på återskapad väderdata insamlad från ERA5 och STRÅNG. Analysen visade svag komplementär korrelationskoefficient för alla tidsperioder och sannolikheten för att mycket hög produktion sammanfaller var liten. De tillfällen som produktionen sammanföll inträffade majoriteten under början av året. Genom implementering av de tillvalda strategierna är slutsatsen att det finns en kontrollerbar risk när man ökar den tillåtna anslutna kapaciteten sol- och vindkraft i transmissionsnätet. Det finns också en antikorrelation mellan sol- och vindkrafs produktion vilket resulterade i endast ett fåtal sammanfallande timmar när båda producerar på maximal kapacitet.

Concentrated solar power (CSP) is a fast-growing technology for electricity production. With mirrors (heliostats) irradiation of the sun is concentrated onto a receiver run through by a heat transfer fluid (HTF). The fluid by that reaches high temperatures and is used to drive a steam turbine for electricity production. A CSP power plant is most often coupled with an energy storage unit, where the HTF is stored before it is dispatched and used to generate electricity. Electricity is most often sold at an open market with a fluctuating spot-prices. It is therefore of high importance to generate and sell the electricity at the highest paid hours, increasingly important also since the governmental support mechanisms aimed to support renewable energy production is faded out since the technology is starting to be seen as mature enough to compete by itself on the market. A solar power plant thus has an operational protocol determining when energy is dispatched, and electricity is sold. These protocols are often pre-defined which means an optimal production is not achieved since irradiation and electricity selling price vary. In this master thesis, an optimization algorithm for electricity sales is designed (in MATLAB). The optimization algorithm is designed by for a given timeframe solve an optimization problem where the objective is maximized revenue from electricity sales from the solar power plant. The function takes into consideration hourly varying electricity spot price, hourly varying solar field efficiency, energy flows in the solar power plant, start-up costs (from on to off) plus conditions for the logic governing the operational modes. Two regular pre-defined protocols were designed to be able to compare performance in a solar power plant with the optimized dispatch protocol. These three operational protocols were evaluated in three different markets; one with fluctuating spot price, one regulated market of three fixed price levels and one in spot market but with zero-prices during sunny hours. It was found that the optimized dispatch protocol gave both bigger electricity production and revenue in all markets, but with biggest differences in the spot markets. To evaluate in what type of powerplant the optimizer performs best, a parametric analysis was made where size of storage and power block, the time-horizon of optimizer and the cost of start-up were varied. For size of storage and power block it was found that revenue increased with increased size, but only up to the level where the optimizer can dispatch at optimal hours. After that there is no increase in revenue. Increased time horizon gives increased revenue since it then has more information. With a 24-hour time horizon, morning price-peaks will be missed for example. To change start-up costs makes the power plant less flexible and with fewer cycles, without affect income much. / Koncentrerad solkraft (CSP) är en snabbt växande teknologi för elektricitets-produktion. Med speglar (heliostater) koncentreras solstrålar på en mottagare som genomflödas av en värmetransporteringsvätska. Denna uppnår därmed höga temperaturer vilket används för att driva en ångturbin för att generera el. Ett CSP kraftverk är oftast kopplat till en energilagringstank, där värmelagringsvätskan lagras innan den används för att generera el. El säljs i de flesta fall på en öppen elmarknad, där spotpriset fluktuerar. Det är därför av stor vikt att generera elen och sälja den vid de timmar med högst elpris, vilket också är av ökande betydelse då supportmekanismerna för att finansiellt stödja förnybar energiproduktion används i allt mindre grad för denna teknologi då den börjar anses mogen att konkurrera utan. Ett solkraftverk har således ett driftsprotokoll som bestämmer när el ska genereras. Dessa protokoll är oftast förutbestämda, vilket innebär att en optimal produktion inte fås då exempelvis elspotpriset och solinstrålningen varierar. I detta examensarbete har en optimeringsalgoritm för elförsäljning designats (i MATLAB). Optimeringsscriptet är designat genom att för en given tidsperiod lösa ett optimeringsproblem där objektivet är maximerad vinst från såld elektricitet från solkraftverket. Funktionen tar hänsyn till timvist varierande elpris, timvist varierande solfältseffektivitet, energiflöden i solkraftverket, kostnader för uppstart (on till off) samt villkor för att logiskt styra de olika driftlägena. För att jämföra prestanda hos ett solkraftverk med det optimerade driftsprotokollet skapades även två traditionella förutbestämda driftprotokoll. Dessa tre driftsstrategier utvärderades i tre olika marknader, en med ett varierande el-spotpris, en i en reglerad elmarknad med tre prisnivåer och en i en marknad med spotpris men noll-pris under de soliga timmarna. Det fanns att det optimerade driftsprotokollet gav både större elproduktion och högre vinst i alla marknader, men störst skillnad fanns i de öppna spotprismarknaderna. För att undersöka i vilket slags kraftverk som protokollet levererar mest förbättring i gjordes en parametrisk analys där storlek på lagringstank och generator varierades, samt optimerarens tidshorisont och kostnad för uppstart. För lagringstank och generator fanns att vinst ökar med ökande storlek upp tills den storlek optimeraren har möjlighet att fördela produktion på dyrast timmar. Ökande storlek efter det ger inte ökad vinst. Ökande tidshorisont ger ökande vinst eftersom optimeraren då har mer information. Att ändra uppstartkostnaden gör att solkraftverket uppträder mindre flexibelt och har färre cykler, dock utan så stor påverkan på inkomst.

In response to the ever-increasing threat of the negative impacts of climate change, there has been a renewed international focus on the integration of renewable energy to meet their demands. One such project is located at Tezpur University in the state of Assam, India. In this project, a large PV project of 1 MWp capacity was installed in 2018, followed by a 91 kWh Li-ion battery system in 2020. While the system has been installed, an optimal operational algorithm (OA) is needed for the system to operate and meet the needs of the connected load. This thesis will consider several OAs for the battery system. The charging schedule for the system will be optimised based on data for the substation system. First, data from the electrical load and power outages with a time resolution of one minute were considered. Upon analysis of this data, an initial algorithm was proposed and its effectiveness was evaluated based on selected key performance indicators (KPIs). Next, a linear programming approach was used to optimise the battery charging schedule based on electricity cost, PV power production, and electric load. Based on the results of the optimisation, input from the proprietors of the energy management system, and results from the initial algorithm, a second advanced algorithm was created and its effectiveness was again evaluated based on the same KPIs. It was found that the two main goals within this project, initiating appropriate charging times to limit grid power usage while also maintaining sufficient energy reserves whenever a power outage occurs. While diesel usage cannot be completely eliminated, it can be greatly reduced for shorter power outages. Additionally, a high degree of load autonomy can be achieved before the diesel generator becomes necessary to activate. / Som svar på det ständigt ökande hotet om klimatförändringens negativa effekter har det skett en förnyad internationell fokus på integrering av förnybar energi för att tillgodose deras behov. Ett sådant projekt finns på Tezpur University i delstaten Assam i Indien. Under detta projekt installerades ett stort solcellsprojekt med en kapacitet på 1 MWp under 2018, med följt av ett 91 kWh Li-ion-batterisystem under 2020. Medan systemet har installerats behövdes en optimal driftalgoritm för att systemet skulle kunna fungera och uppfylla behoven hos den anslutna lasten. I den här avhandlingen kommer flera driftalgoritmer för batterisystemet att diskuteras. Laddningsschemat för systemet kommer att optimeras utifrån data för understationssystemet. Först beaktades data från den elektriska belastningen med en minutupplösning och frekvensen av strömavbrott. Efter analys av dessa data samt föreslogs en första algoritm och dess effektivitet utvärderades utifrån utvalda nyckelindikatorer för prestanda. Därefter användes en metod för multivariabel linjär programmering för att optimera schemat för batteriladdning baserat på elkostnad, produktion av solcellseffekt och elektrisk belastning. På grundval av resultaten av optimeringen, input från ägarna till energihanteringssystemet och resultaten från den ursprungliga algoritmen skapades en andra avancerad algoritm och dess effektivitet utvärderades återigen utifrån samma nyckelindikatorer. Det visade sig att de två huvudmålen inom detta projekt, att initiera lämpliga laddningstider för att begränsa elanvändningen och samtidigt upprätthålla tillräckliga energireserver när ett strömavbrott inträffar. Dieselanvändningen kan inte helt elimineras, men den kan minskas avsevärt vid kortare strömavbrott. Dessutom kan en hög grad av lastautonomi uppnås innan dieselgeneratorn måste aktiveras.

This thesis investigates the risks associated with connected inverters in solar power installations, focusing on properties owned by Vasakronan, a real estate company with 166 properties, that has invested in solar panel installations on a majority of its buildings. The thesis explores the potential security measures related to both energy and information. Energy security encompasses multiple aspects of ensuring a reliable supply of energy within an infrastructure, necessitating tools for balancing energy production and usage and minimizing dependence on single resources. Robust information security requires the preservation of confidentiality, integrity and availability, which is considered given the organization, cloud and communication security. Interviews were conducted with representatives from Vasakronan’s suppliers of inverters, IT service provider, employees and external field experts. One property served as a case study to understand the internal real estate network structure and data on energy consumption, production and prices was collected. The risk of security breaches was assessed as the sum of factors influencing the likelihood of intrusion, as well as the consequences of such breach. Interviews with employees and IT service providers revealed Vasakronan’s awareness of information security and continuous efforts to enhance it. Interviews with inverter suppliers show varying levels of commitment to information security, with a general recognition of its importance but inconsistent knowledge of mitigation strategies. Many suppliers are cautious about production location, expressing skepticism about Chinese intelligence activities. However, the current risk for Vasakronan and the Swedish power grid is considered low, though the increasing use of solar panels may heighten this risk in the future. Specific threats such as extortion attempts, are identified as more probable, potentially resulting in production interruptions and increased energy costs. The importance of risk diversification through security measures and supplier diversification is concluded from the interviews with field experts. Data analysis indicates that security breaches primarily entail economic losses for Vasakronan, while the societal consequences are seen as potentially serious but unlikely in the short term. The thesis contributes to understanding the risks and the necessity of security measures in solar power installations through an analysis of potential energy and economic consequences of data breaches.

Despite recent advances in the global electrification rates, increasing from 76% in 1990 to 85% in 2012, the United Nations goal of universal access to electricity by 2030 is still far from achieved, with an estimated 1.1 billion people still without access to electricity. Over half of these live in Sub-Saharan Africa, with a majority in rural areas and extreme poverty. Major challenges are inert with the current electrification path of centralized grid extension, leaving these people without power in decades to come. Microgrids, a decentralized power system consisting of solar power generation, energy storage and distribution technology, has been hailed as the only option to provide life improving and productivity inducing power for rural communities in Africa. However, despite recent hype and development in the sector, the diffusion of microgrids is still incremental due to a lack of viable large-scale operation, required for profitability. This is explained by targeting customers in remote rural areas with low ability to pay, and the task of delivering expensive technology and complex operations needed to manage and operate the grids. No industry blueprint or research on how to operate microgrids at scale or profitably exists. This thesis explores one blueprint, with the promise to increase profitability and allow for a more sustainable scaling. Local Capacity building is a decentralized approach by developing capacity directly in the local communities, through recruiting, skills development and training of people to be employed to operate and manage their local microgrids. The results consist of a framework outlining what local capacity building is, through research propositions that define the key components capturing the complete system of local capacity building is for scaling a microgrid business, along with the challenges and opportunities associated with scaling a business using local capacity building. It has been developed iteratively by application of an action research approach conducted on a small-scale Zambian Microgrid company facing radical growth. The researcher was immersed in the context, at the heart of this change, and in a participatory and interventionist fashion turning every stone to explore what local capacity building is, resulting in a robust study anchored in the field. Because of the contextually embedded nature of the data, this also means that the results are local. It is up to the reader to assess the applicability of the results in another context. The extensive results span multiple areas of the business, capturing the complexity of local capacity building, and contribute to knowledge on a holistic level on what local capacity building is. This blueprint was deemed viable to further develop in the small-scale Zambian microgrid company, specifically because of its potential to lower operating expenses and offer a more sustainable way to scale, and in extension diffuse microgrids in Africa. / Trots en positiv utveckling i tillgång till el globalt, ökandes från 76% år 1990, till 85% år 2012, så är Förenta Nationernas mål om universell tillgång till el till år 2030, långt ifrån att bli uppfyllt. 1.1 miljarder människor estimeras vara utan tillgång till el globalt, där över hälften av dessa bor i Sub-Saharanska Afrika, med majoriteten levandes på landsbygden och i extrem fattigdom. Stora utmaningar finns med innevarande elektrifierings strategin, som handlar om centraliserad elproduktion och distribution genom ett centralt elnät, detta kommer att lämna dessa människor utan el under lång tid framöver. Mikronät, ett decentraliserat energisystem, som kan producera och distribuera el, har lyfts fram som det bästa alternativet för att försörja livsförbättrande och produktivitetsökande elektricitet för samhällen på landsbygden i Afrika. Dock, trots nylig hype och utveckling i mikronät sektorn, så är spridningen av mikronät fortfarande inkrementell, beroende av en brist på genomförbarheten av att driva mikronät verksamheten i stor skala, vilket krävs för lönsamhet. Detta förklaras av den fundamentala utmaningen i att inrikta sig mot kunder i avlägsna områden, med en låg förmåga att betala, kombinerat med leveransen av dyr teknologi, och de komplex operativa strukturerna som krävs. Det finns ingen forskning eller blåkopia i industrin som visar hur man skulle kunna bedriva mikronäts verksamhets i stor skala, eller på ett lönsamt vis. Denna forskning undersöker en möjlig sådan blåkopia, med löftet att öka lönsamheten och möjliggöra en mer hållbar spridning. Utveckling av lokal kapacitet, är ett decentraliserat tillvägagångssätt för att utveckla kapacitet direkt i dessa avlägsna samhällen, genom rekrytering, färdighetsutveckling och utbildning av människor för att bli anställda för att sköta deras lokala mikronät. Resultaten i studien består av ett ramverk som visar vad utveckling av lokal kapacitet innebär, genom forskningsförslag som definierar vilka nyckelkomponenter som krävs för att skala upp en mikronäts verksamhet, tillsammans med utmaningar och möjligheter för att göra detta. Ramverket har utvecklats iterativt genom applicering av Action Research, utförd i ett småskaligt mikronät företag i Zambia som står inför en radikal expansion. Forskaren var fördjupad i företagskontexten, i hjärtat av förändringen, och på ett ingripande och deltagande sätt vänt på varenda sten för att utforska vad utveckling av lokal kapacitet är. Detta resulterade i en robust studie, förankrad i verkligheten. På grund av den kontextuellt inbäddade naturen av datan, så betyder detta även att resultaten är lokala. Det är upp till läsaren att bedöma till vilken grad resultaten kan appliceras i en annan kontext. De omfattande resultaten spänner över många olika områden i företaget, och lyckas fånga komplexiteten i vad utveckling av lokal kapacitet är. Blåkopian som utvecklades, bedömdes värdefull att utveckla vidare i företaget där studien gjorde, specifikt för dess potential att minska de operativa kostnaderna och erbjuda ett mer hållbart sätt att skala verksamheten, och i förlängningen, erbjuda ett mer hållbart sätt att sprida tillgång till el i Afrika.

Concentrating Solar Power (CSP) is one of the most promising renewable energybased electricity generation technologies to deal with the increasing demand of power consumption and environmental sustainability. With the aim of achieving the 2020 SunShot cost target for CSP of 60 USD/MWh, the United States Department of Energy presented, in May 2018, the Gen3 CSP initiative. In particular, the CSP Gen3 Liquid-Phase Pathway proposes to design a CSP system adopting liquid sodium as Heat Transfer Fluid (HTF) in the receiver, advanced high-temperature molten chloride salt as storage fluid and supercritical CO2 (sCO2) Brayton cycle as power cycle. Within this framework, the aim of this master thesis was to design the sodium-chloride salt Heat Exchanger (HX) by developing both a heat exchanger model and a sodiumsalt-sCO2 system model. To pursue these purposes, a completely new Modelica-based HX model was developed and added to the SolarTherm library. Furthermore, as an extension of earlier models, the sodium-salt-sCO2 CSP system (NaSaltsCO2System) was implemented in SolarTherm, by incorporating the HX model and linking it with other new and existing component models. As for the HX, a general model was developed for shell and tube heat exchangers, based on the TEMA guidelines, with the possibility of being customized in terms of media adopted, constraints, boundary conditions, and correlations. The model performs an optimization in order to select the internal geometry configuration that optimizes a user-defined objective-function. By employing the implemented HX model in the NaSaltsCO2System, the sodium-salt heat exchanger was designed aiming at minimizing the Levelized Cost of Electricity (LCOE), providing a complete geometry description, and an estimation of the performances and costs. The resulting NaSaltsCO2System model was found to be robust and able to perform annual simulations that allowed to estimate the energy performances of the CSP plant, as well as the LCOE. Considering the sodium-salt-sCO2 CSP system characterized by a receiver capacity of 543 MWth, 12 hours of Thermal Energy Storage (TES), and a 100 MWe power block, the LCOE resulted equal to 72.66 USD/MWh. The sodium-salt HX design that minimizes the LCOE resulted in a single-shell/single tube pass configuration, with vertical alignment, characterized by an overall height of 15 m, and a shell diameter of 1.8 m. It represents the 3.2% of the total capital cost of the plant. An interesting system-level optimization was then carried out on the combined receiver-heat exchanger block. It regarded the variation of the Log Mean Temperature Difference (LMTD) of the HX and highlighted the possibility to drop the LCOE down to 68.54 USD/MWh. The techno-economic investigations and the sensitivity analysis showed the flexibility and robustness of the HX model, as well as the importance of the NaSaltsCO2System. The latter lays the groundwork to explore potential improvements of this new generation of CSP systems, which can play a fundamental role in the future global energy mix. / Termisk solkraft (CSP) är en av de mest lovande elproduktionsteknologierna baserade på förnybar energi. Den kan bidra till hanteringen av den ökande efterfrågan på energi och miljömässig hållbarhet. I syfte att uppnå 2020 SunShot-kostnadsmålet för CSP på 60 USD/MWh presenterade USA:s energidepartement Gen3 CSPinitiativet. I synnerhet föreslår CSP Gen Liquid-Phase Pathway att utforma ett CSPsystem som använder flytande natrium som värmeöverföringsvätska i mottagaren, smält kloridsalt med hög temperatur som lagringsvätska, samt superkritisk CO2 (sCO2) Brayton-cykel som kraftcykel. Syftet för detta examensarbete var att utforma natriumkloridsaltets primära värmeväxlare genom att utveckla både en värmeväxlarmodell (HX) modell och en natriumsalt-sCO2-systemmodell. För att fullfölja dessa syften utvecklades HX-modellen först, sedan implementerades natriumsalt-sCO2 CSP-systemet NaSaltsCO2System. Båda verktygen utvecklades med hjälp av Modelica som programmeringsspråk. De finns nu tillgängliga i det öppna SolarTherm-biblioteket. När det gäller HX utvecklades en allmän modell för skal- och rörvärmeväxlare med möjligheten att anpassas när det gäller antagna medium, begränsningar, gränsvillkor och korrelationer. Dessutom utförde modellen en optimering för att välja den interna geometri-konfigurationen som optimerar en användardefinierad objektiv-funktion. Genom att använda den implementerade HX-modellen i NaSaltsCO2System designades natriumsalt-värmeväxlaren, vilket gav en fullständig konfiguration-beskrivning och en uppskattning av prestanda och kostnader. Den utvecklade NaSaltsCO2System-modellen visade sig vara robust och kapabel till att utföra simuleringar på årsbasis. Detta gjorde det möjligt att uppskatta CSP-anläggningens energiprestanda samt LCOE. Det utvecklade natriumsalt-sCO2 CSP-systemet som känneteckna des av en mottagarkapacitet på 543 MWth, 12 timmars TES och ett 100 MWe power block, resulterade i en LCOE på 72.66 USD/MWh. Natrium-salt HX-konstruktionen som minimerade LCOE resulterade i en enskalig/enkel rörpassningskonfiguration, med vertikal inriktning, kännetecknad av en total höjd av 15 m och en skaldiameter på 1.8 m. Det motsvarade 3.2% av anläggningens totala kapitalkostnad. Den mest intressanta systemoptimeringen genomfördes på det kombinerade blocket bestående av mottagare och värmeväxlare. Den behandlade variationen av HX:s LMTD och framhöll möjligheten att sänka LCOE till 68.54 USD/MWh. De teknisk-ekonomiska undersökningarna och känslighetsanalysen visade flexibiliteten och robustheten i HX-modellen, liksom vikten av NaSaltsCO2Systemet. Den senare lägger grunden för att utforska potentiella förbättringar av denna nya generation av CSP-system, som kan spela en grundläggande roll i den framtida globala energimixen.