Sustainable electricity for traditional economies : the design of a sustainable electricity system for remote electrification

Type of content
Theses / Dissertations
Publisher's DOI/URI
Thesis discipline
Mechanical Engineering
Degree name
Doctor of Philosophy
Publisher
University of Canterbury
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Language
English
Date
2020
Authors
Blair, Niebert Derrice Francesca Constance
Abstract

The goal is for everyone in the world to have access to electricity by 2030. Amidst this, the already implemented systems will require replacement, while the energy intensity levels will lower, resulting in less productivity for the society. The goal of this research is to identify a way to develop reliable, sustainable, and appropriate electricity systems for the bottom billion, using a combined top-down and bottom-up approach. An integral aspect of this approach is the continued and early stage participation of the remote residents in the design, so that, the community’s needs can be effectively translated into electricity solutions, which would fit their way of life, and deliver sustained benefits. The Community Assess Resource for Electricity Sustainability (CARES) approach applies grounded theory, and through an emergent co-design mechanism establishes the community sustainability balance. The aspects that are important to the inhabitants (the things which the community values) form the sustainability balance and are used as decision-making agents for them to assess. The needs of the villagers are identified, the solutions are gamified for the participants to play through; the operating conditions are highlighted for them to familiarise themselves with; and an avenue for respondents to indicate areas that will not work is incorporated. Gamification helps to expose the explicit, implicit, and latent needs. The most sustainable response is selected, and the result is a mechanism that can be adapted by the community for the satisfaction of its need. The method was implemented in a condensed form in a remote Amazonian village, Kabakaburi in Guyana, South America. The sustainability balance is based on the results of the field work. The research has incited a shift in the paradigm of design and development for remote residents which will enable them to have a say in their development, and for the electricity systems to be customised to their needs, and to their way of life.


Se espera que en un futuro cercano todos los ciudadanos del mundo tengan acceso a la electricidad. Entre tanto, los sistemas ya implementados requerirán reemplazo, mientras que los niveles de intensidad de energía disminuirán, lo que resultará en menos productividad para la sociedad. El objetivo de esta investigación es identificar una manera de desarrollar sistemas de electricidad fiables, sostenibles y apropiados para los miles de millones de habitantes desfavorecidos utilizando un enfoque combinado de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba. Un aspecto integral de este enfoque es la participación continua y temprana de los residentes en lugares remotos en el diseño; de modo que, las necesidades de diseño se pueden traducir eficazmente en soluciones de electricidad, que se ajusten a su bienestar y forma de vida. El enfoque Evaluación Comunitaria de Recursos para la Sostenibilidad de la Electricidad (CARES por su nombre original en inglés) aplica la Teoría Fundamentada y a través de un mecanismo de codiseño emergente establece el equilibrio de sostenibilidad de la comunidad. Lo que es importante para la comunidad (las cosas que la comunidad valora) forman el equilibrio de sostenibilidad y se utilizan como agentes de decisión para ser evaluadas por ella. Por medio de CARES se identifican las necesidades de la comunidad, se desarrollan las soluciones gamificadas para que los participantes tomen parte en el juego, se presentan las condiciones de operación de utilidad a fin de que se familiaricen con ellas, y se desarrolla una vía para que los participantes señalen las áreas que no funcionarán. La gamificación ayuda a exponer las necesidades explícitas, implícitas y latentes. La respuesta más sostenible es seleccionada y el resultado es un mecanismo que puede ser adaptado por la comunidad para la satisfacción de sus necesidades. El enfoque se implementó como un piloto en una remota aldea amazónica, Kabakaburi en Guyana, América del Sur. El balance de sostenibilidad se basa en los resultados del trabajo de campo. La investigación ha dado origen a un cambio en el paradigma del diseño y desarrollo de los residentes de lugares remotos que les permitirá tener voz y voto en su desarrollo, llevando a que los sistemas de electricidad se personalicen a sus necesidades y forma de vida.

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