TY  - THES
AB  - Etwa 600 Millionen Menschen in Subsahara-Afrika (SSA) haben nach wie vor keinen Zugang zu elektrischem Strom, was drei Viertel der weltweit nicht elektrifizierten Bevölkerung entspricht. Microgrids, insbesondere auf Solarenergie basierenden Systeme, werden angesichts der reichlich vorhandenen Sonnenenergie in der Region zunehmend als gangbarer Weg zur Überbrückung dieser Lücke anerkannt. Die inhärente Unbeständigkeit erneuerbarer Energien erfordert jedoch Batteriespeicher sowie effektive Strategien zum Nachfragemanagement (DSM), um die Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit von Microgridsystemen zu gewährleisten.Diese Dissertation untersucht DSM-Ansätze für ländliche Microgrids in Ostafrika, wobei der Schwerpunkt auf Solar-PV-Batterie- und Hybridsystemen liegt. Der schnell wachsende Kühlungssektor in Afrika, der bis 2030 voraussichtlich von 80 Millionen auf 200 Millionen Geräte anwachsen wird, stellt einen kritischen, aber noch wenig erforschten Bereich für DSM-Maßnahmen dar. Es wurde deshalb dafür eine Kombination aus Modellierung, Simulation und experimentellen Studien durchgeführt. Die Kühlplanung für einen Standort in Kenia wurde auf der Grundlage von Daten zur Temperaturentwicklung der Kühlschränke und Gefriertruhen optimiert, was zu einer Gesamtreduzierung des Bedarfs um 8% und einer Verschiebung der Abendspitzenzeit um 1 Stunde führte. Es wurde eine Überarbeitung der Energieeffizienz-Kennzeichnungsstandards für Ostafrika vorgeschlagen, um der Alterung und Effizienzverschlechterung von Kühlgeräten Rechnung zu tragen, die nach 10 Jahren zu einem Anstieg des Energieverbrauchs um 23% führen kann. Experimentelle Untersuchungen zur Ladezustands- und temperaturbasierten Steuerung von Kühlgeräten zeigten eine verbesserte Abstimmung des Kühlbedarfs mit erhöhten Batterieladezustands- und PV-Erzeugungszeiten und führten zu einer durchschnittlichen Reduzierung des täglichen Energieverbrauchs für die Kühlung von drei Geräten um 14 %, wobei die Einsparungen je nach Gerät variierten.Die Analyse der System- und Kundenlastprofile von Mikronetzen in Uganda und Tansania unterstrich die Bedeutung von DSM-Strategien wie dem strategischen Lastwachstum zur Verbesserung der PV-Nutzung. Ein neuartiger Ansatz zur Integration von Elektro-Zweirädern und tragbaren Speichern in ein Microgrid in Uganda wurde untersucht. Die Ergebnisse zeigten eine Senkung der Stromgestehungskosten (LCOE) um 57 % auf 0,35 USD/kWh, eine Reduzierung der nicht-genutzten PV-Energie um 98,5 % in kWh und eine Vermeidung von jährlichen CO₂-Emissionen in Höhe von 73,3 Tonnen, was den jährlichen Emissionen von 57 konventionellen, mit fossilen Brennstoffen betriebenen Zweirädern entspricht, die täglich 50 km zurücklegen. Darüber hinaus könnten jährlich 160 zusätzliche Kunden als Off-Microgrid-Verbraucher versorgt werden, ohne dass Investitionen in die Verteilungsinfrastruktur erforderlich wären.Diese Ergebnisse zeigen das beträchtliche Potenzial von DSM zur Verbesserung der Nachhaltigkeit, Effizienz und Skalierbarkeit von Microgrids und Energiesystemen im Allgemeinen in Ostafrika durch übergreifende Konzepte, die Kühlung, Batteriespeicherung und E-Mobilität miteinbeziehen.
AU  - Kakande, Josephine Nakato
CY  - Paderborn
DO  - 10.17619/UNIPB/1-2529
DP  - Universität Paderborn
LA  - eng
N1  - Tag der Verteidigung: 09.03.2026
N1  - Universität Paderborn, Dissertation, 2026
PB  - Veröffentlichungen der Universität
PY  - 2026
SP  - 1 Online-Ressource (xxvii, 194 Seiten) : Illustrationen, Diagramme
T2  - Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik
TI  - Load profiling and demand side management methods for optimized and sustainable microgrids in East Africa
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:466:2-57632
Y2  - 2026-03-18T09:49:12
ER  -