Similar to numerous other nations, Thailand aims to achieve carbon neutrality by 2050 by reducing reliance on fossil fuels and increasing the amount of renewable energy sources in electricity generation. The objective of the Thai Provincial Electricity Authority (PEA) is to ensure electricity access for all Thai households and villages. The expansion of electricity production to small islands raises concerns about economic and environmental impact. Electricity accessibility on Thai islands is significantly limited due to difficulties of extending the electrical grid, as well as the comparatively higher costs associated with grid access in remote areas, in contrast to the mainland. One way to mitigate energy losses and emissions is by promoting decentralized electricity production and adopting renewable energy sources. Microgrids provide a solution that addresses these aspects, making them an attractive option to meet the growing demand of electricity sustainably in rural areas. This study examines the electricity situation in Thailand through a literature review of the current status of electricity and microgrid electrification. The case study then evaluates economic and environmental aspects of a microgrid project planned for Phaluai island, which has been chosen by the Ministry of Energy as a pilot project for the "Green Island" initiative, part of the "Reducing the Global Warming for King" campaign. The objective of the “Green Island” project is partly to promote clean energy on Phaluai. The study aims to optimize a microgrid design for Phaluai to compare with the proposed PEA project design, which includes a battery energy storage system, diesel generator, converter and solar power plant. However, the optimization also includes the potential use of wind turbine generators and biogas as additional fuel in the generator. To determine the optimal design, economical methods such as Net Present Cost (NPC) and Levelized Cost of Energy (LCOE), as well as environmental methods such as renewable fraction and CO2 emissions, are employed. These calculations are carried out using the HOMER Pro software. The results reveal that the optimal dimension for the microgrid includes 1,250 kW of solar PV, 300 kW generator, 500 kW converter and 1,925 kW of batteries, resulting in an NPC of 5.75 million USD and LCOE of 0.393 USD/kWh. Moreover, the microgrid demonstrates a renewable fraction of 89.6 % and CO2 emissions of 121,000 kg/year. Compared to the PEA proposed design, the obtained results have lower CO2 emissions and LCOE while higher NPC and renewable fraction. The optimized system also has more installed kW PV and battery than the PEA project plan. In the sensitivity analysis, the following variables are evaluated: electric load, diesel fuel price, discount rate, inflation rate, wind turbine price and biomass resources. All variables except wind turbine price affect the result in the form of changes in NPC, LCOE, CO2 emissions and renewable fraction. For some variable changes, e.g electric load, the optimal size of PV and batteries are also affected. In those cases, the optimal size for PV is instead 1,000 kW and for batteries, either 1,650 or 2,200 kW capacity. / Likt flera andra länder, strävar Thailand mot att nå koldioxidneutralitet till år 2050 genom att minska beroendet av fossila bränslen och öka mängden förnybara energikällor i elproduktionen. Samtidigt har Provincial Electricity Authority (PEA) målet att säkerställa tillgången till elektricitet för alla thailändska hushåll och byar. Utbyggnaden av elproduktion till små öar medför en osäkerhet kring ekonomisk och miljömässig påverkan. Tillgängligheten till elektricitet är på vissa thailändska öar avsevärt begränsad på grund av svårigheter kopplade till utbyggnaden av det nationella elnätet, såväl som de högre kostnaderna för utbyggnation av elnät i avlägsna områden, jämfört med fastlandet. Ett sätt att minska energiförluster och utsläpp är genom att främja decentraliserad elproduktion samt utnyttja förnybara energikällor. Microgrids är en lösning som tar hänsyn till dessa aspekter, vilket gör det till ett attraktivt alternativ för att, på ett hållbart sätt, möta en växande efterfrågan på el i mer avlägsna områden. Studien undersöker elsituationen i Thailand genom en litteraturstudie som redogör för den nuvarande statusen för elektricitet i landet samt microgrids. Fallstudien utvärderar ekonomiska och miljömässiga aspekter av implementering av en microgrid på ön Phaluai, som har valts ut av Ministry of Energy som pilotprojekt för initiativet "Green Island", en del av kampanjen "Reducing the Global Warming for King". Målet med "Green Island"- projektet är bland annat att främja grön energi på Phaluai. Studien syftar till att optimera en microgrid för Phaluai och jämföra med den av PEA föreslagna microgriddesignen, som inkluderar ett batterienergilagringssystem, dieselgenerator, växelriktare samt solcellspark. Optimeringen som genomförs inkluderar dock även möjlig användning av vindkraftsgeneratorer och biogas som ytterligare bränsle i generatorn. För att bestämma den optimala storleken används ekonomiska värden som Net Present Cost (NPC) och Levelized Cost of Energy (LCOE), samt miljömässiga värden som förnybar kvot och CO2-utsläpp. Beräkningar utförs med hjälp av programvaran HOMER Pro. Resultatet visar att den optimala dimensioneringen för microgriden inkluderar 1 250 kW solceller, 300 kW generator, 500 kW växelriktare och batterier på 1 925 kW, vilket resulterar i ett system med NPC på 5,75 miljoner USD och en LCOE på 0,393 USD/kWh. Dessutom har microgriden en förnybar kvot på 89,6 % och CO2-utsläpp på 121 000 kg/år. Jämfört med PEAs föreslagna design har det erhållna resultatet lägre CO2-utsläpp och LCOE samt högre NPC och förnybar kvot. Det optimerade systemet har även fler installerade kW solcell och batteri än PEAs projektplan. Det genomförs även en känslighetsanalys av den erhållna optimala dimensioneringen. I känslighetsanalysen utvärderas variablerna: elektrisk belastning, dieselpris, diskonteringsränta, inflationstakt, vinturbinspris och tillgång på biomassa. Alla variabler utom vindturbinspris påverkar resultatet i form av förändringar i NPC, LCOE, CO2-utsläpp och förnybar kvot. Vid vissa av dessa variabelförändringar, exempelvis elektrisk belastning, påverkas även den optimala storleken på PV och batterier. I de fallen är den optimala storleken för PV istället 1 000 kW och för batterierna antingen 1 650 eller 2 200 kW.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-330281 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Walldén, Leontina, Wahlberg, Caroline |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| 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 ; 2023:185 |
Page generated in 0.002 seconds