Renewable energy as an accelerator of decentralized rural electrification
Les énergies renouvelables accélérateur de l'électrification rurale décentralisée
Résumé
In 2021, in Côte d'Ivoire, 1737 localities in rural areas were not yet electrified out of a total of 8518. The rural electrification programs initiated by the Ivorian State, with the support of financial institutions and development partners, did not sufficiently support localities with less than 500 inhabitants located more than 20 km from the interconnected electricity grid.To accelerate rural electrification and diligently take into account the electricity needs of these populations, two scenarios are possible. The first will be to accelerate the connection of these localities to the national interconnected grid, by intensifying the construction and extension of the MV/LV networks. The second will be electrification through decentralized mini-grids via renewable energy sources or genset.In Côte d'Ivoire, the current rural electrification policy favours the first scenario. Our thesis focuses on the second scenario, electrification through decentralized mini-grids. To do this, a relevant identification of the needs and uses of electrical energy is necessary for an optimized sizing of these mini-grids.The xlstat software, Energy Sentinel, QGIS, HOMER PRO, allowed us through the collection and analysis of electricity consumption data, from four electrified villages in Côte d'Ivoire, in order to determine daily needs, to identify the load curves of all households, consumption peaks and hourly step profiles. This has resulted in optimised and economically viable solution choices with renewable energy sources.The case study of the ELOKATO village with the HOMER ENERGY software, made it possible to identify thirteen scenarios considered the most profitable, based on the parameterization data in available deposits and energy systems that we entered into the software. The scenario, the most optimal and the most viable, technically and economically, out of the thirteen identified according to our simulations is the configuration constituted by a hybrid photovoltaic/ tidal turbine / storage / generator system. This solution is cost-effective if the distance between the locality to be electrified and the interconnected network is more than 1.90km. This solution will cost approximately USD 620,000 with a discounted energy cost of USD 0.203/kWh.Power generation systems, along with renewable energy sources, require high initial investments but relatively low operating costs. Today, initial investment costs are on a downward trend, thanks to technological advances.Our thesis made it possible to develop, for the first time, in Côte d'Ivoire, a load profile with hourly steps for rural areas and to set up a mapping of specific daily consumption by locality (kWh/day/locality). It is also a contribution to the acceleration of rural electrification. It aims to help decision-makers on national rural electrification policies via renewable energy and decentralised mini-grids. This, for the well-being of the populations and for the consolidation of local development initiatives.Keywords: Rural electrification, Renewable energies, energy mapping, XLSTAT, ENERGY SENTINEL, QGIS, HOMER PRO.
En 2021, en Côte d’Ivoire, 1737 localités dans les zones rurales n’étaient pas encore électrifiées sur un total de 8518. Les programmes d’électrification rurale initiés par l’Etat ivoirien, avec le soutien des institutions financières et des partenaires au développement, ne prenaient pas suffisamment en charge les localités de moins de 500 habitants situés à plus de 20 km du réseau électrique interconnecté.Pour accélérer l’électrification rurale et prendre en compte avec diligence les besoins en électricité de ces populations, deux scénarios sont possibles. Le premier consistera à accélérer le raccordement de ces localités au réseau national interconnecté, par intensification de la construction et l’extension des réseaux HTA/BT. Le second consistera à l’électrification par des mini-réseaux décentralisés via des sources d’énergies renouvelables ou par des groupes électrogènes.En Côte d’Ivoire, la politique d’électrification rurale actuelle privilégie le premier scénario. Notre thèse porte sur le deuxième scénario, l’électrification par des mini-réseaux décentralisés. Pour ce faire, une identification pertinente des besoins et des usages de l’énergie électrique est nécessaire pour un dimensionnement optimisé de ces mini-réseaux.Les logiciels XLSTAT, Energy Sentinel, QGIS, HOMER PRO, nous ont permis à travers la collecte et l'analyse des données de consommations d'électricité, de quatre villages électrifiés de la Côte d’Ivoire, afin de déterminer les besoins journaliers, d’identifier les courbes de charges de l’ensemble des ménages, les pics de consommations et les profils à pas horaires. Cela a abouti à des choix de solutions optimisées et économiquement viables avec les énergies de sources renouvelables. L’étude de cas du village d’ELOKATO avec le logiciel HOMER ENERGY a permis d’identifier treize scénarios jugés les plus rentables, à partir des données de paramétrage (gisements disponibles et systèmes énergétiques) que nous avons saisis dans le logiciel. Le scénario, le plus optimal et le plus viable, techniquement et économiquement, sur les treize identifiés selon nos simulations est la configuration constituée par un système hybride photovoltaïque/hydrolienne/stockage/groupe électrogène. Cette solution est rentable si la distance entre la localité à électrifier et le réseau interconnecté est au-delà de 1,90km. Cette solution coûtera environ 620 000 USD avec un coût actualisé de l'énergie de 0.203 USD/kWh. Les systèmes de production d’électricité, avec les sources d’énergies renouvelables, nécessitent des investissements initiaux élevés mais des coûts d’exploitation relativement faibles. Aujourd’hui les coûts d’investissements initiaux ont une tendance baissière, grâce aux progrès technologiques.Notre thèse a permis d’élaborer, pour la première fois, en Côte d’Ivoire, un profil de charge à pas horaires pour les zones rurales et de mettre en place une cartographie des consommations spécifiques journalières par localité (kWh/jour/localité). Elle est aussi une contribution à l’accélération de l’électrification rurale. Elle vise à éclairer les décideurs des politiques nationales d’électrification rurale via les énergies renouvelables et les mini-réseaux décentralisés. Cela, pour le bien-être des populations et pour la consolidation des initiatives de développement de proximité.
Origine : Version validée par le jury (STAR)