kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Geo-spatial electricity demand assessment & hybrid off-grid solutions to support electrification efforts using OnSSET: the case study of Tanzania
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology, Energy Systems Analysis.
2017 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

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.

Abstract [sv]

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.

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , p. 67
Series
TRITA-ITM-EX ; EGI_2017:0093
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-226154OAI: oai:DiVA.org:kth-226154DiVA, id: diva2:1197546
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-04-13 Created: 2018-04-13 Last updated: 2022-06-26Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2036 kB)2092 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2036 kBChecksum SHA-512
f03a262b779a8df3c881a4d090bb086cb67d3dfa2771c87d2dae3aec0709687936bc410059003dcd4605de0f9a1ea615547edab7f8bef31e336dd53b59c032e6
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy Systems Analysis
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 2103 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 2886 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf