Electricity load demand forecasting and PV_based micro-grid optimization in rural Bolivia : the case of La Brecha

The aim of the thesis is to make a pre-feasibility study for electrifying a rural community in Bolivia, named La Brecha. We relied on a comprehensive approach which starts with the setup of local surveys, then pass through the calibration and the creation of a pool of load demand curves and finish with a preliminary sizing study with economic variables, which give useful information at planning level. The approach is based on two software, LoadProGen and PoliNRG respectively for electricity load profile generation and PV-Battery micro-grid sizing, both developed by Politecnico di Milano. We collect data on-field about the village characteristics and energy usage. Then we calculate the electricity demand of the village by relying on a calibration of LoadProGen based on local load measurements. At the end, we optimize the micro-grid system, calculating the optimal size of the components that addresses the lowest NPC satisfying the LLP constraint.

Lo scopo della tesi è quello di sviluppare uno studio di pre-fattibilità per l’elettrificazione di una comunità rurale in Bolivia, chiamata La Brecha. Ci siamo basati su un approccio che inizia con il raccogliere dati direttamente sul campo, in seguito vengono generati i profili di domanda elettrica della località rurale d’interesse e per finire viene effettuato un dimensionamento preliminare dell’impianto considerando le variabili economiche, in modo da fornire informazioni utili in fase di pianificazione. L’approccio è basato sull’utilizzo di due software, LoadProGen e PoliNRG, entrambi sviluppati dal Politecnico di Milano, il primo genera un set di curve relative alla domanda elettrica, il secondo definisce il dimensionamento ottimale del sistema PV-Batterie da installare. Abbiamo raccolto dati sul campo riguardanti le caratteristiche principali del villaggio rurale ed il rispettivo fabbisogno energetico. Successivamente, ne abbiamo generato i profili di domanda elettrica calibrando il software LoadProGen grazie a misurazioni effettuate sul campo. Infine, abbiamo definito la configurazione ottimale per la micro-grid, definendo la dimensione dei vari componenti in modo da garantire il valore minimo del NPC ed allo stesso tempo rispettare il vincolo sulla LLP.