Increased access to modern energy fuels, especially electricity, is of high importance in order to promote sustainable development in developing countries. High quality planning processes using well developed energy models are required for globally increased electrification rates. The Open Source Spatial Electrification Tool (OnSSET) may be used for such purposes as it can model least cost electrification strategies in a region based both on increased grid-connection rates as well as off-grid electricity generation technologies. In this thesis some new developments to the methodology behind OnSSET have been studied. The first task was to add a new method of estimating residential electricity demand using remote sensing data. The second task was to add hybrid energy systems to the list of electricity generation technologies in OnSSET. The additions were also examined by means of a least cost electrification case study of Tanzania. Strong correlations were found between residential electricity demand and GDP, electricity price and nighttime lights. One of these correlations was used to propose a new iterative method for setting residential electricity access targets in OnSSET. Some problems with the usability of NTL were discussed, and further research was proposed to examine the universality of the residential electricity demand correlations. Furthermore two mini-grid hybrid energy systems were developed for inclusion in OnSSET. PV-diesel hybrid systems were found to be cost-competitive with the already existing mini-grid technologies, while wind-diesel systems were found to be more expensive. It was discussed that the option of another method of choosing technology in OnSSET which includes more factors than simply LCOE may better capture the benefits of hybrid energy systems and allow for more diverse analyses. Finally it was found that a combination of grid-connection and off-grid technologies may be the most economic choice to reach 100% electrification rate in Tanzania for a cost between 2 and 55 billion USD depending on the level of electricity access target and choice of discount rate. PV technologies were found to be the dominating off-grid technologies in most cases. / Ökad tillgång till moderna energislag, inte minst elektricitet, är viktigt för främjandet av hållbar utveckling i utvecklingsländer. För att öka tillgången till elektricitet på en global nivå krävs det högkvalitativa planeringsprocesser som använder välutvecklade energimodeller. Energimodellen Open Source Spatial Electrification Tool (OnSSET) kan användas för detta ändamål då den kan användas för att beräkna den mest kostnadseffektiva strategin för att öka elektrifieringsgraden i en region baserat på ökad anslutning till det nationella elnätet kombinerat med fristående off-grid teknologier. I denna avhandling har två nya tillägg för OnSSET studerats. Det första syftet var att med hjälp av fjärranalyserad data utveckla en metod för att uppskatta hushållskonsumtion av elektricitet. Det andra syftet var att lägga till hybrida elsystem till de sju nuvarande teknologikonfigurationerna i OnSSET. Resultaten av dessa tillägg studerades med hjälp av en fallstudie av Tanzania. Starka korrelationer hittades mellan hushållens elkonsumtion och BNP, elpriset och mängden nattligt ljus. Ett av dessa samband användes för att föreslå en ny iterativ metod för att sätta mål gällande hushållens tillgång till elektricitet i OnSSET. Några problem gällande användandet av nattligt ljus diskuterades och fortsatt arbete föreslogs där man bland annat bör undersöka universaliteten av de korrelationer som upptäckts. Vidare utvecklades två modeller för hybrida mini-elnät som kan inkluderas i OnSSET. Hybrida sol-dieselsystem visade sig vara ekonomiskt konkurrenskraftiga med andra mini-elnätsteknologier medan hybrida vind-dieselsystem var signifikant dyrare. Det diskuterades att nya metoder för att välja elteknologier i OnSSET som inkluderar fler aspekter än endast priset per kWh bättre skulle kunna fånga nyttan av hybridsystem och även möjliggöra en större vidd av analyser med hjälp av OnSSET. Slutligen så påvisade fallstudien att en kombination av anslutning till det nationella elnätet kombinerat med off-grid teknologier tycks vara det mest ekonomiska alternativet för att öka elektrifieringsgraden i Tanzania till 100%. Detta för en kostnad på mellan 2 till 55 miljarder USD beroende på energimål och diskonteringsränta.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-226154 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Khavari, Babak, Sahlberg, Andreas |
| Publisher | KTH, Energisystemanalys |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; EGI_2017:0093 |
Page generated in 0.0225 seconds