Naslov
Optimizacija rada centraliziranog toplinskog sustava baziranog na tehnologijama brzog odziva
(Optimization of district heating system operation based on power-to-heat technologies)

Autori
Kastrapeli, Šimun

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, preddiplomski

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
23.09

Godina
2020

Stranica
42

Mentor
Pukšec, Tomislav

Neposredni voditelj
Dorotić, Hrvoje

Ključne riječi
odziv potrošnje, varijabilni obnovljivi izvori energije, energetski sustav, centralizirani toplisnki sustav
(demand response, variable renewable energy sources, energy system, district heating system)

Sažetak
Centralizirani toplinski sustavi tehnologija su kojom se toplinska energija proizvodi na jednoj lokaciji te zatim toplovodnim ili vrelovodnim sustavima distribuira do potrošača. Korištenjem ovakvih sustava nasuprot lokalnih mogu se postići niži troškovi proizvodnje i vođenja sustava. U CTS-ove novijih generacija također lako se implementiraju sustavi s OIE poput vjetra ili solara, a pomoću dizalica topline mogu se iskoristiti i niskotemperaturni izvori topline. U sklopu ovog rada analizirano je kako se CTS-ovi s različitim tehnologijama proizvodnje i skladištenja toplinske energije brzog odziva mogu optimizirati da se u svakom satu toplinska energija dobiva iz točno onog izvora koji je u tom trenutku najisplativiji. Proučavane su tri različite konfiguracije sustava s obzirom na to koje se tehnologije koriste. Također svaka od konfiguracija je dodatno podijeljena u tri scenarija kako bi se analizirao utjecaj smanjenja temperature polaznog voda CTS-a. Tri korištene tehnologije imaju varijable koje su izravno ovisne o temperaturi mreže te je promatrano kako će smanjenje temperature mreže utjecati na njih te cijenu proizvodnje toplinske energije. U prvom scenariju korištene su samo dvije tehnologije, kogeneracija na biomasu i bojler te je utjecaj smanjenja temperature mreže promatran preko omjera električne i toplinske snage kogeneracijskog postrojenja. U drugom scenariju dodana je još i dizalica topline zrak-voda čiji COP također ovisi o temperaturi mreže pa je promatran utjecaj na dva faktora. Konačno u trećem scenariju u konfiguraciju su dodani i solarni paneli za proizvodnju topline. Kod njih je u ovisnosti s temperaturom mreže specifična proizvedena toplina kao treći faktor čiji se utjecaj promatrao. U svakom od scenarija smanjenje temperature mreže dovelo je do smanjenja LCOH te RC odnosno manjih troškova proizvodnje toplinske energije. Također pokazalo se da uvođenjem dizalice topline i solarnih panela dodatno pada LCOH što je činjenica koja ide u prilog ugrađivanju novijih i čišćih tehnologija proizvodnje toplinske energije. Spremnik toplinske energije također je pokazao svoju korist kada se koriste novije tehnologije preuzimajući toplinu koju su one proizvodile po niskoj cijeni, a koja bi bez prisutnosti spremnika bila beskorisna te bi se vjerojatno kasnije toplina morala proizvoditi po višoj cijeni. S čisto ekonomskog gledišta najbolja je kombinacija iz drugog scenarija s niskotemperaturnom mrežom koja je ostvarila najbolji LCOH. Ipak i scenarij sa solarnim panelima je vrlo sličnog LCOH te nižih troškova proizvodnje, a i koristi obnovljive izvore energije pa se može opravdati i opcija korištenja te konfiguracije.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA