Internationales Zentrum für Nachhaltige Entwicklung (IZNE)
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The article contributes to understanding the political economy of implementation of social protection programmes at local level. Current debates are dominated by technocratic arguments, emphasizing the lack of financial resources, technology or skills as major barriers for effective implementation. Describing how chiefs, assistant-chiefs and community elders are routinely at the centre stage of core implementation processes, including targeting, enrolment, delivery, monitoring, awareness and information, data collection or grievance and redress, this study on Kenya argues for the need to look more closely into the local political economy as an important mediating arena for implementing social policies. Implementation is heavily contingent upon the local social, political and institutional context that influences and shapes its outcomes. These processes are ambivalent involving multiple forms of interactions between ‘formal’ and ‘informal’ institutional structures, which may support initial policy objectives or induce policy outcomes substantially diverging from intended policy objectives.
Photovoltaic (PV) power data are a valuable but as yet under-utilised resource that could be used to characterise global irradiance with unprecedented spatio-temporal resolution. The resulting knowledge of atmospheric conditions can then be fed back into weather models and will ultimately serve to improve forecasts of PV power itself. This provides a data-driven alternative to statistical methods that use post-processing to overcome inconsistencies between ground-based irradiance measurements and the corresponding predictions of regional weather models (see for instance Frank et al., 2018). This work reports first results from an algorithm developed to infer global horizontal irradiance as well as atmospheric optical properties such as aerosol or cloud optical depth from PV power measurements.
In diesem Paper wird ein Modell eines Photovoltaik(PV)-Diesel-Hybrid-Systems aufgebaut. Dieses System besitzt neben einer PV-Anlage einen Batteriespeicher und ist an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. Bei einem Ausfall aller drei Energiequellen stellt ein Dieselgenerator die Stromversorgung sicher. Mit Hilfe des erstellten Modells wird der Einfluss der unterschiedlichen Jahreszeiten und Wetterbedingungen auf den PV-Ertrag und das gesamte System im Zeitraum von Februar 2016 bis Februar 2017 untersucht. Die Messdaten dafür stammen von einem Krankenhaus in Akwatia, Ghana. Das Krankenhaus besitzt bereits eine PV-Anlage und einen Dieselgenerator als Backup.
Ein weiterer Aspekt der Untersuchung ist der Einfluss der Stromausfälle, die in dieser Region häufig vorkommen, auf den Einsatz des Generators.
Resultat der Untersuchung ist die Relevanz saisonaler und infrastruktureller Einflüsse auf die Betriebsweise des Systems. Mit Hilfe des erstellten Modells wurde analysiert, dass besonders während der Regenzeit im August die PV-Leistung sinkt und folglich viel Energie durch das öffentliche Stromnetz und den Generator bereitgestellt werden muss. Ein weiterer signifikanter Einbruch im PV-Ertrag ist zur Zeit des Harmattans im Januar zu verzeichnen.
Die vorliegende Forschungsarbeit behandelt die Filtrierung von sozialen Medien durch die Content Moderatoren. Die Content Moderatoren sind Menschen, die unter schlechten Arbeitsbedingungen und hoher psychischer Belastung Plattformen wie Facebook tagtäglich von strafbaren Inhalten filtern. Durch dieses Löschregime werden zwar gewaltzeigende Inhalte gelöscht, aber auch aufklärende oder künstlerische Inhalte zensiert.
Mithilfe von durchgeführten Fokusgruppendiskussionen wurde der Einfluss der Gruppenzusammensetzung und Darbietung positiver und negativer Informationen auf die individuelle und eindimensionale Wahrnehmung der Teilnehmer bezüglich sozialer Medien, Content Moderatoren und Löschrichtlinien erforscht.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Darbietung der Informationen keinen Einfluss auf die mehrdimensionale Wahrnehmung der Probanden hatte und sie unabhängig von der Gruppenzusammensetzung nonkonforme Meinungen vertraten. Trotz des erweiterten Wissenstandes und der entwickelten Alternativlösungen äußerten die meisten Probanden nicht die Absicht, ihr Nutzungsverhalten künftig zu ändern. Trotz der Annahme, dass die meisten Probanden eine eindimensionale Wahrnehmung sozialer Medien haben, zeigten die Ergebnisse, dass viele Probanden eine ähnlich positive und kritische Haltung gegenüber den Plattformen hatten. Darüber hinaus wird deutlich, dass es einen starken Forschungsbedarf in Bezug auf die Langzeitfolgen der Arbeit als Content Moderator und Auswirkungen von Zensur und Filtrierung auf die Nutzer sozialer Medien gibt.
Ziel der vorliegenden Forschungsarbeit ist es, den Einfluss von Persönlichkeit auf nachhaltige Maßnahmen anhand des Streamingkonsums zu eruieren. Der allgemein steigende Streamingkonsum und die damit einhergehenden Umweltschäden einerseits und ein wachsendes gesellschaftliches Umweltbewusstsein andererseits stellen einen Widerspruch dar. An einer Online-Umfrage zu diesen und weiterführenden Aspekten nahmen 204 Probanden teil. Während sich die Eigenschaften Verträglichkeit und Offenheit in hoher Ausprägung positiv auf die Umwelteinstellung, das Umweltverhalten und die Umweltbesorgnis auswirkten, wurden die umweltfreundlichen Maßnahmen in einer Clusteranalyse hingegen stärker von der Gruppe bevorzugt, deren Verträglichkeit und Offenheit verhältnismäßig schwach ausgeprägt waren. Ein geringes Wissen über die streamingbedingten Umweltfolgen lag grundsätzlich vor und dient als möglicher Erklärungsansatz des genannten Widerspruchs. Die Probanden forderten, ein Bewusstsein für diese Thematik zu schaffen. Um Streamingkonsum umweltfreundlicher zu gestalten empfiehlt es sich, alle am Prozess beteiligten Akteure einzubeziehen. Die befragten Konsumenten bevorzugten dabei vor allem die Verwendung von Ökostrom und lehnten eine Umstellung der Bezahlstruktur vorwiegend ab.
Ghana suffers from frequent power outages, which can be compensated by off-grid energy solutions. Photovoltaic-hybrid systems become more and more important for rural electrification due to their potential to offer a clean and cost-effective energy supply. However, uncertainties related to the prediction of electrical loads and solar irradiance result in inefficient system control and can lead to an unstable electricity supply, which is vital for the high reliability required for applications within the health sector. Model predictive control (MPC) algorithms present a viable option to tackle those uncertainties compared to rule-based methods, but strongly rely on the quality of the forecasts. This study tests and evaluates (a) a seasonal autoregressive integrated moving average (SARIMA) algorithm, (b) an incremental linear regression (ILR) algorithm, (c) a long short-term memory (LSTM) model, and (d) a customized statistical approach for electrical load forecasting on real load data of a Ghanaian health facility, considering initially limited knowledge of load and pattern changes through the implementation of incremental learning. The correlation of the electrical load with exogenous variables was determined to map out possible enhancements within the algorithms. Results show that all algorithms show high accuracies with a median normalized root mean square error (nRMSE) <0.1 and differing robustness towards load-shifting events, gradients, and noise. While the SARIMA algorithm and the linear regression model show extreme error outliers of nRMSE >1, methods via the LSTM model and the customized statistical approaches perform better with a median nRMSE of 0.061 and stable error distribution with a maximum nRMSE of <0.255. The conclusion of this study is a favoring towards the LSTM model and the statistical approach, with regard to MPC applications within photovoltaic-hybrid system solutions in the Ghanaian health sector.
Im Projekt wurden die Nachhaltigkeitspotentiale partizipativer landwirtschaftlicher Produktionskonzepte exemplarisch untersucht und der Versuch gemacht, deren Zufriedenheitspotential für Erzeuger und Bürger zu erfassen. Die landwirtschaftlichen Betriebe konnten dabei auf der Grundlage der Leitlinien der Sustainability Assessment of Food and Agriculture (SAFA) in den Dimensionen gute Unternehmensführung, ökologische Integrität, ökonomische Resilienz und soziales Wohlergehen bewertet werden. Die einzelnen Ergebnisse sind nach Dimensionen und korrespondierenden Indikatoren in diesem Working Paper beschrieben. Zudem konnten Handlungsempfehlungen auch dazu erarbeitet werden, wie Untersuchungen anhand der SAFA-Leitlinien erfolgreich durchgeführt werden können.
For a sustainable development the electricity sector needs to be decarbonized. In 2017 only 54% of the West African households had access to the electrical grid. Thus, renewable sources should play a major role for the development of the power sector in West Africa. Above all, solar power shows highest potential of renewable energy sources. However, it is highly variable, depending on the atmospheric conditions. This study addresses the challenges for a solar based power system in West Africa by analyzing the atmospheric variability of solar power. For this purpose, two aspects are investigated. In the first part, the daily power reduction due to atmospheric aerosols is quantified for different solar power technologies. Meteorological data at six ground-based stations is used to model photovoltaic and parabolic trough power during all mostly clear-sky days in 2006. A radiative transfer model is combined with solar power model. The results show, that the reduction due to aerosols can be up to 79% for photovoltaic and up to 100% for parabolic trough power plants during a major dust outbreak. Frequent dust outbreaks occurring in West Africa would cause frequent blackouts if sufficient storage capacities are not available. On average, aerosols reduce the daily power yields by 13% to 22% for photovoltaic and by 22% to 37% for parabolic troughs. For the second part, long-term atmospheric variability and trends of solar irradiance are analyzed and their impact on photovoltaic yields is examined for West Africa. Based on a 35-year satellite data record (1983 - 2017) the temporal and spatial variability and general trend are depicted for global and direct horizontal irradiances. Furthermore, photovoltaic yields are calculated on a daily basis. They show a strong meridional gradient with highest values of 5 kWh/kWp in the Sahara and Sahel zone and lowest values in southern West Africa (around 4 kWh/kWp). Thereby, the temporal variability is highest in southern West Africa (up to around 18%) and lowest in the Sahara (around 4.5%). This implies the need of a North-South grid development, to feed the increasing demand on the highly populated coast by solar power from the northern parts of West Africa. Additionally, global irradiances show a long-term positive trend (up to +5 W/m²/decade) in the Sahara and a negative trend (up to -5 W/m²/decade) in southern West Africa. If this trend is continuing, the spatial differences in solar power potential will increase in the future. This thesis provides a better understanding of the impact of atmospheric variability on solar power in a challenging environment like West Africa, characterized by the strong influence of the African monsoon. Thereby, the importance of aerosols is pointed out. Furthermore, long-term changes of irradiance are characterized concerning their implications for photovoltaic power.
Unsachgemäß entsorgte Zigarettenkippen stellen aufgrund der in ihnen enthaltenen Giftstoffe ein relevantes, ökologisches Problem dar. Diese Forschungsarbeit untersucht den Einsatz von Nudging zur Bekämpfung der Problematik. In einer quantiativen Online-Befragung wurden zunächst die Gründe für das umweltschädliche Verhalten untersucht (N = 96). Hierbei konnte die Gegenwartstendenz von Personen als statistisch signifikanter Hauptgrund ermittelt werden. Viele Personen gaben an, die langfristigen ökologischen Kosten einer unsachgemäßen Entsorgung aufgrund des kurzfristigen persönlichen Nutzens zu ignorieren. Dieser entsteht durch die Gemütlichkeit des „Wegschnipsens“ einer Zigarettenkippe. Im Anschluss wurde ein auf die Gegenwartstendenz von Personen fokussierter Nudge entwickelt und in einem Feldexperiment auf seine Wirksamkeit überprüft, indem die Relation von unsachgemäß zu sachgemäß entsorgten Zigarettenkippen vor und nach dem Einsatz des Nudges dokumentiert wurde. Ohne Einsatz des Nudges (N = 92) wurden am Erhebungsort 64.1 Prozent und mit Einsatz des Nudges (N = 142) lediglich 38.0 Prozent der Zigarettenkippen unsachgemäß entsorgt. In dem Feldexperiment konnte der Nudge effektiv zur Förderung von nachhaltigem Verhalten eingesetzt werden.
This paper addresses long-term historical changes in solar irradiance in West Africa (3 to 20° N and 20° W to 16° E) and the implications for photovoltaic systems. Here, we use satellite irradiance (Surface Solar Radiation Data Set – Heliosat, Edition 2.1 – SARAH-2.1) and temperature data from a reanalysis (ERA5) to derive photovoltaic yields. Based on 35 years of data (1983–2017), the temporal and regional variability as well as long-term trends in global and direct horizontal irradiance are analyzed. Furthermore, a detailed time series analysis is undertaken at four locations. According to the high spatial resolution SARAH-2.1 data record (0.05°×0.05°), solar irradiance is largest (up to a 300 W m−2 daily average) in the Sahara and the Sahel zone with a positive trend (up to 5 W m−2 per decade) and a lower temporal variability (<75 W m−2 between 1983 and 2017 for daily averages). In contrast, the solar irradiance is lower in southern West Africa (between 200 W m−2 and 250 W m−2) with a negative trend (up to −5 W m−2 per decade) and a higher temporal variability (up to 150 W m−2). The positive trend in the north is mostly connected to the dry season, whereas the negative trend in the south occurs during the wet season. Both trends show 95 % significance. Photovoltaic (PV) yields show a strong meridional gradient with the lowest values of around 4 kWh kWp−1 in southern West Africa and values of more than 5.5 kWh kWp−1 in the Sahara and Sahel zone.