Till innehåll på sidan

Island-based Polygeneration Systems

On the Feasibility of Solar-Biomass-driven Distributed Concepts

Tid: Fr 2021-02-12 kl 10.00

Plats: https://kth-se.zoom.us/j/61247990665, (English)

Ämnesområde: Energiteknik

Respondent: Moritz Wegener , Kraft- och värmeteknologi, UPC Barcelona

Opponent: Natasa Nord, NTNU Trondheim

Handledare: Anders Malmquist, Kraft- och värmeteknologi; Professor Andrew R. Martin, Kraft- och värmeteknologi, Energiteknik; Prof. Antonio Isalgué, UPC, Barcelona

Abstract

Klimatförändringen bär med sig kolossala risker och utmaningar, som kräver innovativa lösningar för att tillhandahålla energitjänster på ett mer hållbart sätt än med tidigare energisystem. Konceptet med småskaliga, biomassa-baserade polygeneration (SBP) system är ett sådant teknologiskt tillvägagångssätt, vilket optimerar användningen av lokalt producerat bränsle för att tillhandahålla olika energitjänster som elektricitet, värma, kyla, dricksvatten, eller/och bio-kemiska produkter. Doktorsarbetet identifierar för- och nackdelar hos olika SBP konceptet genom att presentera ett urval av SBP system och modeller av dem för olika geografiska regioner, med mål att främja vidare applikation av dem i fält.Eftersom en mängd tekniker kan användas för design av polygenerationssystem, börjar avhandlingen med en grundlig genomgång av det mycket komplexa och snabbt utvecklande området, där relevant litteratur presenteras och assimileras. Baserat på denna recension har flera modeller skapats för olika solassisterade SBP-system: För det första har ett småskaligt kombinerat kyl-, värme- och kraftsystem (CCHP) baserat på biomassaförgasning undersökts för en hotellanläggning på en av Andamanöarna, Indien. Bortsett från ekonomisk och miljömässig överlägsenhet jämfört med ett referenssystem för fossila bränslen har studien även inkluderat tekniska aspekter genom att lägga till en socio-politisk analys av fördelarna och nackdelarna med systemet för hela ö-samhället. I den andra studien utvecklades en ny regleralgoritm för ett biogasbaserat polygenereringssystem som genererar el och renar vatten till dricksvatten för en by utan elförsörjning i El Pando, Bolivia. Det konstaterades att det föreslagna systemet kan leda till betydande kostnads- och utsläppsminskningar i kombination med större energiautonomi. I den tredje studien presenteras en optimeringsmodell för ett kombinerat förgasningsbaserat CCHP / värmepumpsystem (HP) för en turistanläggning i Barcelona under olika klimatscenarier. Studien avslöjar att systemdesignen bara i låg grad påverkas av framtida klimatförändringar och att CCHP / HP-systemet endast visar en måttlig ekonomisk prestanda men fortfarande en betydande potential för CO2-besparingar. De övergripande resultaten av dessa studier visar att den ekonomiska genomförbarheten för SBP-system inte bara beror på deras inneboende design utan också på deras lokalisering. Alla föreslagna SBP-system kan emellertid sänka emissionerna betydligt, samtidigt som de sticker ut i energieffektivitet samt anpassningsbarhet efter energitjänster och annan teknik. De presenterade studierna bidrar till vetenskapen genom att lägga till innovativa SBP-systemdesigner, föreslå nya modelleringsmetoder och efterföljande modeller inklusive SBP-systemförbättrande teknik, samt genom att undersöka effekterna av geografisk plats och klimatförändringar på systemdesignprocessen.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-288495