A techno-economical analysis of a solar PV system and a feasibility study for biogas production for cooking – A case study of the Tumaini Open School in Tanzania

Sammanfattning: Detta examensarbete är en fallstudie av Tumaini Open School för gravida studenter och studerande mödrar i Tabora, Tanzania. Genom den ideella organisationen Ingenjörer utan gränser Sverige genomförde författarna en Minor Field Study i Tanzania för att fastställa efterfrågade eltjänster, det resulterande elbehovet och den maximala dagliga effektkurvan för skolan vid fullskalig verksamhet. Vidare prioriterades eltjänsterna och användes för att konstruera och utvärdera tre scenarier för elförsörjningen, som kombinerade en självstädig solcellsanläggning med elektricitet från elnätet. Dessutom utvärderades möjligheten att producera biogas för matlagning. Metoden innefattade en litteraturstudie, intervjuer med studenter från skolan och olika experter, en enkät för prioritering av eltjänsterna, studiebesök på solcells- och biogasanläggningar och allmänna observationer under fältstudien. Vidare genomfördes optimeringar av solcellssystemen, beräkningar och kostnadsanalyser. Det framtida faktiska elbehovet och nödvändiga eltjänster kommer med största sannolikhet att skilja sig från det uppskattade och rekommenderas att justeras (1) för att undvika de lågprioriterade och energikrävande eltjänsterna, (2) för att undvika höga effekttoppar samt (3) för att anpassa belastningen efter elproduktionen. Prioriteringen av eltjänsterna resulterade i Automatiskt prioriterade eltjänster följt av fyra prioriterade steg där prioritets steg 1 innehöll de viktigaste eltjänsterna och steg 4 innehöll de minst viktiga eltjänsterna. Utifrån de bedömda scenarierna ansågs Scenario 2 (där de Automatiskt prioriterade eltjänsterna och steg 1-2 försörjdes av solenergi och steg 3-4 av elnätet) vara det mest lämpliga elsystemet för skolan utifrån de tekno-ekonomiska begränsningarna i förhållande till vilka steg av de prioriterade eltjänsterna som uppfylls. Det rekommenderas att ytterligare undersöka den faktiska implementeringen och platsen för montering av solcellsanläggningen. Möjligheten att producera biogas för matlagning är genomförbar för skolan men kräver noggrant övervägande och bedömning av planeringen för biogasanläggningarna, val av installatörer och tillgång till tillräcklig kunskap om drift och underhåll samt de sociala och miljömässiga fördelarna med att använda biogas och biogödsel. Det rekommenderas att ytterligare undersöka gasbehovet och -produktionen från de tillgängliga substraten, ihop med en mer specifik plan för implementering och en kostnadsanalys. Genom att använda solenergi i elsystemet och producera biogas för matlagning kommer skolan att närma sig de Globala målen för hållbar utveckling om god hälsa och välbefinnande samt hållbar energi för alla studenter och lärare, som mål 3 och 7 strävar mot.