Small scale electricity and heat co-generation in areas of weak power grid

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Author
Date
1999
Department
Konetekniikan osasto
Major/Subject
Energiatekniikka
Mcode
Ene-47
Degree programme
Language
fi
Pages
v + 73 + liitt. (+14)
Series
Abstract
Pienimuotoiseen energiantuotantoon on tarvetta erityisesti alueilla, joissa energianhuoltoverkko on kehittymätön tai epäluotettava tai joissa sähkön laatu on heikko. Potentiaalisia sovelluskohteita ovat haja-asutusalueet erityisesti kehitysmaissa tai esimerkiksi entisen Neuvostoliiton maissa. Yhtenä hajautetun energiantuotannon vaihtoehtona tarkastellaan tämän työn puitteissa ratkaisua, jossa perinteinen dieselgeneraattori korvataan ns. pien-CHP-laitoksella ja sen rinnalle kytkettävällä aurinkosähkö- tai -lämpöjärjestelmällä. Järjestelmän ydin on kaasukäyttöinen moottori ja siihen kytketty generaattori sekä lämmöntalteenottolaitteisto. Aurinkoenergia toimii tukienergiamuotona, jota varastoidaan päiväsaikaan joko akustoon tai lämmitysvaraajaan. Jos lämmitystehoa tarvitaan lisää, voidaan järjestelmään liittää myös lämmityskattila. Polttoainevaihtoehtona keskitytään tässä nestekaasuun, jonka etuja muihin fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna ovat erityisesti vähäinen päästöjen määrä ja puhtaasta palamisesta johtuva helpposäätöisyys sekä vähäinen huollon tarve. Keskeinen lähtökohta tällaisen ns. hybridijärjestelmän suunnittelussa on laitteistojen ja mitoitusperiaatteiden valinta siten, että järjestelmä voi toimia mahdollisimman omavaraisesti riippumattomissa yleisestä sähköverkosta. Tärkeitä optimoitavia tekijöitä ovat tällöin polttoaineen kulutus ja tarvittavien polttoainetoimitusten määrä, laitteistojen huollon tarve, akuston koko, generaattorin vuotuinen käyntiaika sekä generaattorin käynnistystarve. Työn tuloksena esitetään mitoitusohjelma, jonka avulla voidaan laskea käyttäjän antamien alkuarvojen perusteella järjestelmän koko ja kokoonpano, energiantuotto, aurinko-omavaraisuusaste sekä kustannukset. Työssä esitetään Moskovan seudulle rakennettavan asuinrakennuksen kokonaisenergiajärjestelmän mitoitus. Hybridijärjestelmän kustannukset eivät vielä ole kilpailukykyiset perinteisempiin menetelmiin verrattuna. Jos kuitenkin ensisijaisena kriteerinä on kustannusten sijaan luotettavuus, voidaan järjestelmää pitää hyvänä ratkaisuna. Saavutettavia etuja pelkkään dieselgeneraattoriin verrattuna ovat korkea kokonaishyötysuhde, pienentynyt polttoaineen kulutus ja huollon tarve, päästöjen väheneminen sekä lisääntynyt käyttövarmuus ja -mukavuus.
Description
Supervisor
Fogelholm, Carl-Johan
Thesis advisor
Reijonen, Heikki
Keywords
Other note
Citation
Permanent link to this item
https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120445419
Collections
[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK