Solar PV-based islanded solution versus grid expansion : a comparative analysis of two different countries

In recent years, the issue of access to energy has assumed more and more relevance for the international community: it results clear that this access is fundamental for a multidimensional development. The problem is particularly pressing in the so called “developing countries”; inside them, the regions characterized by a critical situation are generally the rural ones. Inside this work, the attention has been focused on a specific part of this issue: the access to electricity in rural areas of developing countries. Research in this field is concentrating in particular on the “off-grid systems” (not connected to the main grid) as first credible alternative to national grid extension. This work is inserted in the research field related to mini-grids adoption as rural electrification option. In particular, a numerical method has been introduced to model Photovoltaic(PV)-based mini-grids and dedicated to satisfy the electrical needs of a typical rural village for the considered nation; based on this method, it has been also developed a sensitivity analysis about specific costs of the main components that are part of the micro-grid. The following step has been the development of a comparison between mini-grids and the alternative of national grid expansion. It has been chosen to perform a comparative analysis between an African country (Ethiopia) and an Asian one (India) in order to have a comparison between different nations and continents, characterized by very different context; from this comparison, it has been tried to find what aspects are site-specific and what, instead, are the common ones. The analysis has been entirely based on data found in literature: each assumption or value adopted is taken from one or more specific references.

Negli ultimi anni, il problema dell’accesso all’energia ha assunto una sempre maggiore rilevanza per la comunità internazionale, in quanto è sempre più chiaro come tale accesso sia di fondamentale importanza per uno sviluppo multidimensionale. Le zone più interessate da questa mancanza sono i cosiddetti Paesi in via di sviluppo; al loro interno, le regioni caratterizzate da una situazione ancor più critica sono quelle rurali. All’interno di questo lavoro, si è deciso di focalizzare l’attenzione su una parte di questo problema: l’accesso all’elettricità in aree rurali di Paesi in via di sviluppo. In queste regioni, particolare attenzione si sta dedicando alla ricerca sui cosiddetti “sistemi off-grid” (non collegati cioè alla rete nazionale) come prima e più credibile alternativa all’estensione della rete nazionale. Più specificatamente, questo lavoro vuole inserirsi nel ramo di ricerca sulle mini-grid come alternativa per l’elettrificazione rurale. In particolare, si è introdotto un metodo numerico di modellizzazione per mini-grid basate sul fotovoltaico e dedicate al soddisfacimento della domanda elettrica di un villaggio tipico rurale della nazione considerata; basandosi su questo metodo, è stata effettuata un’analisi di sensitività riguardo ai costi specifici dei principali componenti che costituiscono la mini- grid. Il passo successivo è stato sviluppare un confronto tra la mini-grid e l’alternativa di espansione della rete nazionale. Si è scelto di condurre uno studio comparativo tra una nazione dell’Africa (l’Etiopia) e una dell’Asia (l’India) in modo da avere un confronto tra nazioni e continenti diversi, caratterizzati da condizioni e contesti molto differenti; da tale confronto si è cercato di capire quali aspetti sono molto dipendenti dal luogo specifico e quali invece risultano essere comuni. Il lavoro è completamente basato su dati trovati in letteratura: ogni assunzione, valore o dato scelto può essere riferito a una o più specifiche fonti.