Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2014Em 2011, 1.3 mil milhões de pessoas não tinham acesso à eletricidade, principalmente na África Sub-Sahariana e no Sul da Ásia. Adicionalmente, na África Sub-Sahariana, cerca de 75 milhões de pessoas vivem com uma rede elétrica pouco confiável. Esta tese pretende contribuir positivamente para o desenvolvimento destas regiões através da introdução de sistemas de iluminação pública nestas comunidades. Dois produtos foram desenvolvidos: um sistema de iluminação pública isolado da rede (ideal para populações sem acesso a esta) e um sistema para conexão à rede (para solucionar o problema de fiabilidade). Ambos os sistemas foram desenvolvidos de acordo com as Normas Europeias de Iluminação Pública através do uso do software DIAlux. O método do "pior mês" foi utilizado no dimensionamento do sistema isolado. No caso do sistema conectado à rede considerou-se uma falha diária de 3 horas. Todos os componentes utilizados em ambos os sistemas estão disponíveis no mercado português. Em relação ao sistema isolado, um protótipo está a ser testado desde o final de Julho na Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa. Adicionalmente, uma análise de performance ao longo do continente africano foi feita. O protótipo tem estado a trabalhar de acordo com o esperado. O sistema conectado à rede não foi testado, porém tem um elevado potencial para superar os problemas de falta de fiabilidade da rede, apesar de implicar um elevado investimento quando comparado com luminárias típicas.
Em relação ao plano de mercado, uma extrapolação de Bambadinca, Guiné-Bissau, foi realizada. O número de postes por pessoa varia entre 0.18 e 0.26, enquanto o número por casa varia entre 1.14 e 1.64. Considerando uma quota de mercado de 5% na Guiné-Bissau, Moçambique e Uganda, o número de postes varia entre 482.3 e 693.0 mil. Se se acrescentar 2% do mercado do Quénia e da Tanzânia, este valor irá aumentar para 754.6 mil, para a opção mais barata, e para 1,084.2 mil postes, para a mais dispendiosa.In 2011, 1.3 billion people did not have access to electricity, mainly in Sub-Saharan Africa and South Asia. In addition, in Sub-Saharan Africa, around 75 million people lived with an unreliable grid. This thesis intends to contribute positively to the development of these regions through the introduction of street lighting systems in these low income communities.
Two products were developed: a stand-alone street light system (suitable for off-grid population) and a grid connected system (to overcome the problem of grid unreliability). Both systems were developed according to European Street Lighting Standards through the use of DIAlux software. The "worst month" method was used to size the stand-alone system. For grid connected systems, a daily failure of 3 hours was considered. All the components used in both systems are available in the Portuguese market. Regarding stand-alone system a prototype has been tested since late July at Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa. Additionally, a performance analysis across the African continent was done. The stand-alone prototype has been working in accordance with our expectation. The grid connected system has not been tested, however it has a high potential to overcome the problem of unreliable grid despite entailing a higher investment than the one corresponding to typical luminaires.
Concerning the marketing plan, an extrapolation from Bambadinca, Guinea-Bissau, was done. Accordingly, the needed number of poles per person ranges between 0.18 and 0.26, while the needed number of poles per household ranges between 1.14 and 1.64. Considering a market share of 5% in Guinea-Bissau, Mozambique and Uganda, the number of necessary poles ranges between 482.3 and 693.0 thousand. In addition, taking also into account 2% of Kenya and Tanzania markets, the number of poles for the cheapest option increases to 754.6 thousand poles and for the most expensive option to 1,084.2 thousand poles
