Knowledge transfer for microgrids sustainability – the case of East Africa
Creators: name: Bogere, Paul
Publisher: name: Universität Paderborn
Year: 2024

description: Der geringe Anteil der ostafrikaknischen Bevölkerung mit Zugang zu elektrischer Energie steht der Verwirklichung des globales Nachhaltigkeitsziel (Sustainable Development Goal, SDG) 7 entgegen. Aufgrund ihrer dezentralen Energieressourcen und ihrer Fähigkeit, im Inselbetrieb zu arbeiten, werden Microgrids als Lösung betrachtet. Allerdings zeigt die Literatur verschiedene Herausforderungen auf, die die Nachhaltigkeit von Microgrids gefährden. Zu diesen Herausforderungen gehören unter anderem der Mangel an lokalen technisch versierten Fachkräften, die geringe lokale Kaufkraft, eine niedrige Anzahl von Netzanschlüssen sowie ein geringer Stromverbrauch. Der nachhaltige Betrieb von Microgrids ist daher ebenso wichtig wie ihr Bau. Der Wissenstransfer relevanter Inhalte zum Aufbau lokaler Kapazitäten wird dabei als eines der Schlüsselelemente für den nachhaltigen Betrieb von Microgrids angesehen. In dieser Arbeit werden verschiedene didaktische Bausteine zur Förderung des Microgrid-Wissenstransfers entwickelt, welche Schulungsinhalte, einen didaktischen Rahmenplan sowie eine virtuelle und interaktive Lernumgebung für Microgrids beinhalten. Diese richtet sich an drei Zielgruppen: (1) Studierende des B.Sc. Elektrotechnik, (2) Endverbraucher sowie (3) Schüler*innen im Alter von 14 bis 18 Jahren. Die Entwicklung der didaktischen Materialien erfolgt mit Hilfe des Design-Based Research (DBR) Ansatzes Analyse, Design und Evaluation (ADE-Model). Für die Entwicklungsphase des ADE-Modells werden didaktische Konzepte wie die überarbeitete Bloom’sche Taxonomie und Constructive Alignment herangezogen. Die Evaluation basiert auf dem Content Validity Index von Expertenantworten sowie qualitativen Evaluationen. Das ADE-Modell wird durch Daten gestützt, welche in Tansania und Uganda durch Fokusgruppendiskussionen, strukturierte Experteninterviews und ...
description: The low East African population with access to electrical energy hinder the Sustainable Development Goal (SDG) 7 realisation. Due to their decentralised energy resources and island mode operation capabilities, microgrids are envisaged as a solution. However, literature reveals various challenges that jeopardise microgrids sustainability in East Africa. Such challenges include the lack of local technical skilled capacity, low electrical energy consumer purchase power, demand, and consumption among others. The sustainability of microgrids, therefore, is as paramount as their implementation. Microgrids-related knowledge transfer, to build local capacity, is envisaged as one of the elements of microgrids sustainability. To facilitate microgrids-related knowledge transfer; a didactics of technology paraphernalia is developed and it contains training content, a didactic architectural model, and a virtual and interactive microgrids learning environment for three stakeholder categories including: (1) Bachelor of Science in Electrical Engineering (BSc Elec Eng) students, (2) consumers of electrical energy services, and (3) secondary school learners aged 14 – 18. The didactics of technology paraphernalia development stages follow the design-based research (DBR) analysis, design, and evaluation (ADE) model. For the development stage of the ADE model; didactic concepts like the revised Bloom’s taxonomy and the constructive alignment are employed. Evaluation on the other hand is based on the content validity index of experts’ responses and descriptive evaluations. Data that support DBR’s ADE model iterations are collected from Tanzania and Uganda through focus group discussions, expert-structured interviews, and administration of questionnaires. The concept of microgrids-related knowledge transfer started as a microgrid sustainability element and evolved into a comprehensive didactic architectural ...