• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 20
  • 14
  • Tagged with
  • 34
  • 34
  • 34
  • 34
  • 34
  • 11
  • 11
  • 5
  • 5
  • 3
  • 3
  • 2
  • 2
  • 2
  • 1
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
21

Mathematical Modeling of Coalescence of Oil Droplets in Water Flow

Kufås, Eirik January 2008 (has links)
Liquid-liquid coalescers are devices used for increasing the droplet size of the dispersed phase in continuous phase flow, such as oil droplets in water flow. The efficiency of separation technologies is strongly dependent on the droplet size, which is desirable to shift into larger droplet diameters. Theory behind coalescence and its modeling is studied in this Maser’s thesis. Aker Process Systems AS, Division of Advanced Separation Technology, provided the assignment proposal.The scope of this work is a literature study on the coalescence phenomenon and the closely related break-up phenomenon and CFD modeling in general. Further a mathematical model for simulating coalescence of oil droplets in continuous water flow is developed by the use of the commercial CFD-code FLUENT. The basis for the model is a swirl-based coalescer called Compact Tubular Coalescer (CTC), developed by Aker Process Systems AS.The validity of the model is evaluated before different aspects of the performance of the coalescer are studied. Several validation criteria were tested and were acceptable, but some weaknesses regarding lack of test cases were detected. The performance testing showed good performance of the CTC, it was able to increase the Sauter Mean Diameter (SMD) of the droplet with up to 250% for the smallest droplets (20 μm) and highest volume fractions (7%). Remarkable differences of the performance were observed as the physical properties were changed. Higher viscosity and droplet surface tension lead to increased coalescence rate and decreased break-up rate.Future work is recommended to concentrate on improving the present model and to investigate more aspects of the model. An effort should also be made to use a Eulerian approach to model the dispersed phase with the use of population balances, in order to be able to simulate flows with larger dispersed phase volume fractions.
22

Energy and Environmental Aspects of an FPSO for LNG Production

Revheim, Lars Petter Rein January 2009 (has links)
The floating production unit HLNG FPSO-1 has been evaluated with respect to its energy consumption and emissions to air, and improvement potentials within the same context have been suggested. The thesis describes theory of combustion of natural gas, emission calculations, energy consumption of compressors and theory of fuel gas consumption for gas turbines. A literature study of LNG processes suitable for offshore applications has also been included. The CO2 emissions from the HLNG FPSO-1 add up to about 6% of the CO2 emissions from the Norwegian oil and gas industry (2005), which is a noticeable amount. However the energy content in the LNG produced over one year from the FPSO-1 count for ca 35% of the yearly energy consumed related to oil and gas extraction on the Norwegian continental shelf. This illustrates that even though floating LNG production is energy intensive and the resulting amounts of greenhouse gas emissions (as CO2) are substantial, the LNG holds significant amounts of energy, which is a result of the 600-fold reduction in volume when the natural gas is liquefied. Two different availabilities of the topside processes FPSO-1 exist and are calculated by Det Norske Veritas. The lower availability is based on a no-flare philosophy, which is considered not to be relevant for the project in the further development. The reason for this is that a strict no-flaring philosophy is not desirable from an operational point of view, and that duplication of every equipment item which handles hydrocarbon streams is not a realistic design alternative. Therefore the higher availability which allows some flaring during normal production is used for all the suggested improvement potentials. Based on two different future oil prices (a high and low scenario), the value of the LNG produced, as well as the value of the additional LNG produced as a result of higher availability of the FPSO-1 are calculated. Two design changes of the LNG liquefaction process as a result of a lighter feed gas composition are described and discussed in the context of energy consumption and emissions to air. Both design changes have the possibility of saving more than 10 MW power in total. Also, the implications of eventual necessary compliance with the Equator Principles are discussed. The project may find that certain guidelines or philosophies given by institutions financing parts of the project must be followed (such as use of Best Available Technology), and should evaluate these eventual restrictions when financial institutions are selected for the project. The further development of the project with the goal of making the topside processes on the FPSO-1 as energy efficient as possible (thereby saving operational costs and reducing the impact on the environment), should evaluate the feasibility of implementing the design changes suggested in the thesis from a more extensive technical and economical point of view.
23

Design of Airfoil for downwind wind turbine Rotor

Sæta, Eivind January 2009 (has links)
This thesis is on the design of an airfoil for a downwind wind turbine rotor with thin flexible wings, for offshore floating conditions. It has been suggested that such a system would to be lighter, simpler and allow for the use of more efficient airfoils. There has been a significant amount of work done at NTNU to develop a “high-lift” airfoil. These are airfoils with very high lift-to-drag ratios. They operate very efficiently at their design angle, but tend to not work well over a range of angles and conditions, and have a sudden and dramatic stall characteristic. In this thesis, it is attempted to pick up the work done with the high-lift profiles at NTNU in the 1980’s, and develop a new profile which has performance in the high-lift range, but with a much smoother stall and more stable characteristics, and to do so for the typical conditions expected for the suggested turbine. A fictitious 5 MW version of the suggested turbine was created and analyzed with the blade element momentum method (BEM). This gave informative results about the conditions the new airfoil must operate in. The high-lift technology and the earlier reports from NTNU were studied. Based on this knowledge and the numerical values from the BEM calculations, a serious of new airfoils were developed. By using the simulation programs Xfoil and Fluent (CFD), it was possible to modify and test a large number of airfoils and find the desired qualities.It was possible to design airfoils that had performance in the high-lift range, while maintaining stable operation and having a soft stall, and also increase the lift coefficient to be able to design for lower angles of attack. The profiles created here appear to be suitable for wind turbines, and provide an impressive increase in performance compared to traditional airfoils.Extra effort was put into making airfoils that were unaffected by roughness, air properties and Reynolds number, as stable performance in varying conditions are necessary for wind turbine blades. This was done by using adverse pressure gradients to control the point of transition.A slow stall was achieved by letting the pressure recovery distribution gradually approach the local ideal Stratford distribution when moving back over the airfoil. This caused the flow separate at the back first, and then the separation would grow gradually forward with increasing angle of attack.The inclusion of a separation ramp also worked very well together with the high-lift design, and allowed for an increased lift coefficient and more stable operation during the region of early stall.The most successful profile created appears to be the AR profile. It combines a diverged Stratford distribution with a separation ramp and a pressure spike at the nose to control transition. It has a wider range, stalls later and softer, and has a much more stable performance with varying conditions compared to the original HOG profile from NTNU. At the design point, the maximum performance is reduced only 5.9 % compared to the HOG. For higher and lower angles of attack, and increased values of roughness and turbulence, the AR has an all round higher performance than the HOG. It appears to be usable for wind turbines, and would increase the maximum airfoil performance by up to 40 % compared to commonly used NACA profiles. More good profiles were made, with varying thickness, stall and performance. Depending on the exact local requirements of an application, this report offers several interesting profiles to choose from. For instance, the D2 profile has round shape and over 16 % thickness, it has an even softer stall than the conventional wind turbine profiles, and would increase the maximum airfoil performance by up to ~34%. This profile would also be usable for upwind turbines.It was found that there is a big potential for manipulating the high-lift technology to give various shapes and performances. The usability of these profiles therefore appears to be wider than previously assumed.
24

Measurement of temperature conditions in grate zone of a 1 MW wood-pellets boiler fired with high ash content wood-pellets

Skotland, Christer Heen January 2009 (has links)
The combustion of biomass could in some cases lead to ash problems induced by high temperatures such as ash sintering, agglomeration and melting. The degrees of these problems depend on the fuel feedstock and are highly dependent on the amount of potassium, sodium and chlorine in the biomass. Straw, grass, bark, branches and wood residues are typical examples of biomass fuels that are connected to the mentioned ash problems.Addition of additives in the problematic fuels is a possible measure in order to reduce the ash problems. This project studies the effect of some additives in a problematic wood pellet fuel and wheat straw. The wood pellet consist of residues from the furniture industry in the Møre area in Norway, and is causing ash problems in several boilers using this fuel. The additives, clay, sewage sludge, marble sludge and paper sludge, are added in 3 to 10 percent addition in the problematic fuels. The melting temperatures of the resulting ash, as well as the sintering tendency of the different fuel and additive mixtures, are analyzed.Melting experiments showed that the melting temperature of wood and straw ash was drastically increased by adding sewage and marble sludge. Clay was more effective for wheat straw than wood pellet. Paper sludge increased the melting temperature to some extent for straw ash, but not for wood pellet.The sintering test revealed an increased sintering for wood pellet with sewage sludge, and a much higher slagging tendency for clay. Marble sludge effectively decreased the sintering of wood pellet ash, even at 1200 °C. Paper sludge did neither reduce the sintering. All additives showed a positive effect on the wheat straw ash sintering, with marble sludge as the indisputable best additive.The wood pellet, and pellet together with 4 and 8 percent addition of sewage sludge, is combusted in a 1.2 MW boiler to investigate if the sewage are able to reduce the sintering and agglomeration of the ash. The combustion rounds showed that addition of sewage sludge drastically increased the amount of sintered and agglomerated ash. The form of the ash changed from hard slag to more porous ash, but the formed ash was still too hard to not cause problems with the ash removal system.
25

Performance Calculations for a Model Turbine / Strømningsberegning av modellvindturbin

Karlsen, John Amund January 2009 (has links)
En modell av en vindturbin er studert numerisk og eksperimentelt. Dette er gjort for å verifisere at modellen fungerer i henhold til de beregninger som ble lagt til grunn i designprosessen. Vindturbinen har en diameter på 0.9m. Numeriske beregniner av vindturbinens effekt- og dragkoeffisient har blitt kalkulert under forskjellige driftsbetingelser. Både en Bladelementmetode (BEM) og en fullstendig løsning av bevegelseslikningene (CFD) har blitt benyttet. Eksperimentelle målinger ble deretter utført i vindtunnelen for å ha et sammelikningsgrunnlag.Modellturbinen benytter et NREL s826 profil langsmed hele bladet. Grundige todimensjonale undersøkelser av dette profilet ble gjennomført, et studie som resulterte i løft og dragkurver for BEM-beregningene, samt anbefalinger for gridoppløsning i det tredimensjonale gridet som skulle bli konstruert.Et hybridgrid bestående av 3.54 millioner celler ble benyttet i CFD-simuleringen. Strømingen ble antatt å være rotasjonsmessig periodisk, og Menters SST modell ble benyttet for å modellere de turbulente størrelsene.Det ble observert god overensstemmelse mellom eksperimentelle og numeriske resultater. CFD-resultatene viste seg å stemme best overens med den målte effektkoeffisienten, med avvik under 5%.Det ble oppdaget at strømingen rundt vindturbinen ble svært tredimensjonal ved lave tupphastighetsrater. Denne tredimensjonaliteten synes å oppstå når roten av bladet steiler, og forplanter seg langsmed dette i det tupphastighetsraten senkes ytterligere. BEM-metoden er ikke i stand til å beskrive denne prosessen, men viste seg å predikere bladets steiling svært bra.Det viste seg at vindturbinen opplever en rotasjonsmessig forsterking av løftekraften på vingeseksjoner nær roten på grunn av disse tredimensjonale effektene. De tredimensjonale effektene antas å være avhengige av vingerotens geometriske utforming.I eksperimentet ble det observert kraftige dynamiske effekter ved begynnene steiling. Disse kan være knyttet til regulær steiling av bladet, men det er indikasjoner på at laminære effekter kan være involvert. Disse effektene ble ikke observert i CFD-simuleringene da en fullturbulent beskrivelse ble benyttet. Effekten rotasjon har på transisjon i grensesjiktet bør studeres videre, da dette kan ha betydning for dynamiske krefter på vindturbiner. Videre er fysikken bak rotasjonsmessig løftforsterkning utilstrekkelig beskrevet, noe som inviterer til videre studier.
26

Numerisk modellering av dam-spredning, varmeoverføring og brann i flytende naturgass (LNG) / Numerical modeling of pool spreading, heat transfer and fire in liquefied natural gas (LNG)

Vikan, Anders Welde January 2009 (has links)
Denne oppgaven har sett på modellering av spredning og fordamping av dammer på faste underlag bestående av kryogene væsker. En modell basert på grunt vann-ligningene har blitt utledet. Grunt vann-ligningene består av: én kontinuitetsligning og to impulsligninger i henholdsvis x- og y-retning. Modellen tar høyde for varmeovergang, avdamping og todimensjonal spredning av dammen. I tillegg inkluderes viskøse krefter som påvirker spredningen. Ligningene som oppstår fra modelleringen løses numerisk. For å gjøre dette har det blitt skrevet et numerisk program i Fortran 90. Programmet har blitt kalt CRYOSPREAD og de numeriske teknikkene dette programmet bygger på gås gjennom i teksten. Det har også blitt gjennomført simuleringer med dette programmet. Simuleringene sammenlignes med henholdsvis forsøksdata og modeller i Kameleon FirEx (KFX). Ved å sammenligne med forsøksdata fra spredning av vann, vises det at dam-spredningsmodellen i CRYOSPREAD er kapabel til å følge forsøksdataene rimelig bra. Dette er imidlertid svært avhengig av en turbulenskonstant som representerer mye av usikkerheten i modellen. Sammenligning med spredningsmodellen av dammer i KFX viser tydelig forbedringen ved å løse impulsligninger. Et simuleringsforsøk med begge modellene har blitt gjennomført, der strømningen i starten skal være dominerende i én retning. Resultatet viser at dammen i KFX-modellen med én gang sprer seg mer radielt og ikke har en dominerende retning for spredningen til forskjell fra den nye modellen i CRYOSPREAD. Forsøksdata for avdampingsrater av metan og nitrogen uten spredning viser at avdampingsmodellen i CRYOSPREAD presterer rimelig bra for senere tider (t > ~20s), men har noe avvik i starten. Sammenligning med avdamping i KFX uten spredning viser den kvalitative forskjellen i avdampingsratene som følger av forskjellige modeller for varmeoverføring. Total avdampet masse fra dammen i KFX er proporsjonal med tiden, mens den er proporsjonal med t1/2 i CRYOSPREAD. Forskjellen består i at KFX ikke tar hensyn til kjøling av underlaget, mens modellen i CRYOSPREAD tar hensyn til dette gjennom en vertikal konduksjonsmodell i bakken. Da det ikke lyktes å få tak i forsøksdata for spredning og avdamping av kryogener er ikke modellen tilstrekkelig validert, men vil kunne gi en god pekepinn for hva som skjer ved spredningsulykker av kryogener hvis antagelsene den bygger på er gode nok.
27

Gas Cleaning with Granular Bed Filter

Ødegård, Johnny January 2009 (has links)
A literature study is first presented then the practical experiments are described. The theoretical chapter provides an overview of filtration mechanisms and available gas cleaning technologies, with an emphasis on hot gas and cake filtration. The experimental chapters describe the setup and testing of the filter tray test rig and the L10-56 test rig.The filter tray test rig was built, instrumentation was installed and programming performed. Puff-back calibration and heating tests were performed. The puff-back calibration showed that a significantly lower delta p minimum was obtained with this design compared to previous designs. Filtration tests were conducted at an elevated temperature (120 C) with different dust concentrations (1 and 3 g/m3) and filtration velocities (10 - 20 cm/s). The results showed that the rig was working in accordance with the design criteria, with a filtration efficiency above 99,5%.A previously used filter test rig, the L10-56 test rig, was installed at the slipstream of the exhaust of a oil sand extraction pilot plant at 350⁰C. A horizontal bed unit (HBU) was also developed to investigate the impacts of the exhaust gas on the granular filter media. Once completed, the rig was re-tested and the puff-back calibration and heating tests that were performed achieved results corresponding with the previous testis performed on this test rig. The test rig was ready to start filtration tests but they were not initiated due to time limitations and unpredicted halt of the oil sand extraction pilot plant.
28

Analyse av tekniske og økonomiske forhold ved kraft-varmeproduksjon og fjernvarmeanlegg ved økte energipriser og CO2-avgifter / Analysis of technical and economical conditions by Combined Heat and Power (CHP) with District Heating and increased energy prices and CO2-taxes

Kosberg, Magnus January 2010 (has links)
I 1983 nedsatte FN en kommisjon, den såkalte Brundtlandkommisjonen, som blant annet hadde som formål å kartlegge forholdet mellom fattigdom, miljø og utvikling. Etter fire års arbeid la kommisjonen fram sin rapport, ”Vår Felles Framtid”, der hovedkonklusjonen var at dagens utvikling tærer for mye på dagens naturressurser og truer opprettholdelsen av naturens livsbærende systemer. Dette skulle vise seg å danne grunnlag for et senere mye omdiskutert begrep, bærekraftig utvikling; en utvikling som imøtekommer dagens behov uten å forringe muligheten for senere generasjoner å imøtekomme deres behov. ”Vår felles framtid” la dermed grunnlaget for et stadig økende påtrykk for større fokus på klimaproblematikk og effektiv utnyttelse av verdens energiressurser. Ca 40 prosent av energibruken i Norge og resten av Europa kan knyttes opp mot energibruk i bygninger. I 2002 fremmet EU-parlamentet et direktiv, on the Energy Preformence of Buildings, som har til hensikt å gi økt energiytelse i bygninger. Dette innebefatter blant annet redusert energibehov og utslipp av CO2 relatert til bygningssektoren, og skal belyses gjennom en energimerkeordning, der bygninger får karakterer ut i fra bygningers energibehov og energiforsyning. I 2009 fulgte EU-parlamentet opp med et forslag til nytt bygningsdirektiv der det stilles krav til at byggets primærenergiforbruk og CO2-utslipp skal inkluderes i energimerkingen. Dette er et klart signal om at det rettes stort fokus mot energibruk og energieffektivisering tilknyttet bygningssektoren.CHP-anlegg er samproduksjon av kraft og varme i en prosess. Dette betyr at brenselet som benyttes for å drive prosessen, utnyttes i mye større grad i forhold til vanlig kraftproduksjon. I gode CHP-anlegg kan man oppnå virkningsgrader på over 90 prosent. Dette krever imidlertid en drift som gjør at de tekniske egenskapene i anlegget ivaretas på en tilfredsstillende måte. På grunn av stor variasjon i etterspørsel etter varme, stilles det store krav til planlegging av driften og sammensetningen av enheter i et CHP-anlegg. Å drifte et anlegg på en kapasitet som overskrider etterspurt varmebehov, vil medføre større tap fordi anleggets totale virkningsgrad måles ut fra produsert elektrisitet, og nyttiggjort varme. Dette fremskaffer stor motivasjon for å drifte et anlegg på en måte som gir minimale tap i forhold til energietterspørselen. En bedre sammensetning og drift av et CHP-anlegg i en energisentral, vil også kunne gjøre teknologien mer konkurransedyktig i forhold til andre energiforsyningsalternativ, både hva gjelder økonomisk lønnsomhet og miljøvennlighet.Gjennom denne masteroppgaven er det rettet stor fokus mot å tilstrebe en best mulig sammensetning og drift av et CHP-anlegg i forhold til en gitt energietterspørsel. Dette vil bidra til en drastisk økning i det økonomiske og miljømessige konkurransefortrinnet til CHP i kombinasjon med fjernvarme i forhold til andre energiforsyningsalternativ. Ved å benytte velkjente økonomiske metoder og standardiserte metoder for fremskaffing av primærenergiforbruk og CO2-utslipp, er det gjennom denne masteoppgaven funnet ut at CHP i kombinasjon med fjernvarme vil være et energiforsyningsalternativ som absolutt bør tas i betraktning for at det totale energiforsyningssystemet skal imøtekomme Brundtlandkommisjonen og ”vår felles framtid” sin konklusjon om å ivareta våre naturressurser og opprettholdelsen av naturens livsbærende systemer på en bærekraftig måte.
29

Masteroppgave i vassdragsteknikk : Sammenlikning av små elvekraftverk og kraftverk med magasin / Master Thesis in Hydro Power

Lofthus, Sigrid Jacobsen January 2012 (has links)
Det siste tiåret har småkraftutbygginger økt kraftig. Små kraftverk har generelt blitt oppfattet som mindre kontroversielt enn større magasinkraftverk, men lite er gjort for å sammenligne disse to kraftverkstypene når det gjelder nytteverdi og miljøpåvirkning. Målet med denne rapporten var å gjøre en sammenligning av et større magasinkraftverk og flere små elvekraftverk med tanke på produksjon, økonomi, naturinngrep, miljøvirkning og samfunnsnytte. Videre var det ønskelig å gjøre en mer generell vurdering av små kraftverk og et større magasinkraftverk, med utgangspunkt i de analyserte kraftverkene. Studieområdet var Kvannevatn og Sagelva i Rana kommune, der det i dag står tre små elvekraftverk, Kvannevatn kraftverk, Sagelva I og Sagelva II. Minikraft AS, som er eier av disse elvekraftverkene, søkte tidligere om å få bygge et større magasinkraftverk. Sammenligningen tar utgangspunkt i dagens små elvekraftverk og et tenkt tilfelle med kun det planlagte magasinkraftverket. Analysen av magasinkraftverket ble basert på dataprogrammet nMAG2004 som er en simuleringsmodell for drift og kraftproduksjon i vannkraftsystemer. Simuleringene forutsetter informasjon om blant annet magasin, kraftstasjoner, energimarkedet, restriksjonsdata, operasjonsstrategi og hydrologiske data. De hydrologiske dataene for både magasinkraftverket og de små kraftverkene ble basert på en nærliggende målestasjon, Bredek.For å strukturere de ulike konsekvensene ved en planlagt magasinkraftutbygging, ble Samla plan-metoden benyttet. Den kategoriserer konsekvensene inn i primære virkninger, fysiske virkninger, det levende miljø og til slutt brukerinteressene. Metoden ga også et grunnlag for å fastsette en miljøbasert minstevannføring. Ved å bruke Samla plan-metoden ble fisk og den estetiske opplevelsen av elva vurdert til å være de viktigste verdiene i Sagelva for å sette et miljøbasert krav til minstevannføring. Disse verdiene ville mest sannsynlig ikke blitt ivaretatt ved den minstevannføringen som var planlagt basert på tradisjonelle beregninger til å være 0,035 m3/s om vinteren, og 0,135 m3/s om sommeren. Kravet til en miljøbasert minstevannføring ble satt ved hjelp av building block-metoden som baseres på at hvert definerte behov utgjør en building block i vannføringsregimet (Alfredsen, Harby, Linnansaari, & Ugedal, 2011).Resultatene fra denne masteroppgaven viser at magasinkraftverket har mulighet til å slippe en miljøbasert vannføring og fortsatt ivareta en lønnsom produksjon. Den miljøbaserte minstevannføringen for magasinkraftverket ble satt til 0,15 m3/s fra september til og med april, 0,5 m3/s i mai, 1,5 m3/s i juni og juli, og 0,5 m3/s i august. Denne minstevannføringen ville imidlertid ikke vært forenlig med god produksjon for de små elvekraftverkene. Magasinkraftverket kan også produsere kraft gjennom hele året på grunn av reguleringsmuligheten, noe de tre elvekraftverkene ikke har mulighet til. Det ble derfor konkludert med at magasinkraftverket har større samfunnsnytte enn de tre små kraftverkene med tanke på leveringssikkert. Basert på studiet av de tre elvekraftverkene og magasinkraftverket i Sagelva kan det videre konkluderes med at man ikke kan bevare viktige verdier i et vassdrag ved å sette et minstevannføringskrav gjennom et standardisert «skrivebords-studie». Siden hvert eneste vassdrag er unikt, er det rimelig å anta at disse verdiene må kartlegges og vurderes spesielt for hvert vassdrag, og at krav til minstevannføring bør settes spesielt ut i fra hvilke verdier som skal ivaretas.Ut ifra beregninger viste det seg at det opprinnelig planlagte magasinkraftverket ikke var optimalisert, da bare 2-3 meter av en reguleringshøyde på 10 meter ble utnyttet i et normalår. I tillegg ville flomtapet i et normalår være stort. Dette gjorde at sammenligningen av det planlagte magasinkraftverket og de små kraftverkene basert på produksjonen ville bli misvisende, ettersom magasinkraftverket ikke var optimalisert.På grunn av den dårlige utnyttelsen av magasinet som var planlagt opprinnelig, ble det utført en ny beregning av magasinkraftverket. Denne beregningen optimaliserer ikke magasinkraftverket fullstendig, men var ment til å gi en indikasjon på hvilket potensiale det har. Resultatene fra denne beregningen viste at magasinkraftverket har potensialet til å produsere større mengder kraft enn de tre små elvekraftverkene, men at en optimalisering av magasinkraftverket er nødvendig.
30

Analysis of Large Scale Adoption of Electrical Vehicles and Wind Integration in Nord-Trøndelag

Vatne, Åshild January 2012 (has links)
With the ‘Agreement on Climate Policy’ (Klimaforliket) signed by the Norwegian government on January 17th 2008, Norway has set a goal to reduce emission caused by transportation with 2.5 – 4 million tons CO2 equivalents compared with the reference for 2020. To reach this goal, high penetration of electrical vehicles is essential, and new technologies and solutions for the infrastructure must be cleared early in the process. With the aim of triggering a discussion on the topic, this thesis presents a methodology for analysing the impact of large-scale adoption of EVs on the electrical grid. A specific portion of a real network was selected and two charging modalities for the electrical vehicles were investigated. The analysis will focus mainly on chargers located at residences, to then explore how the utility can put forward a system for smart charging strategies ("dumb" vs. "smart" charging). Data from a low voltage network was provided by NTE, located in Steinkjer in Nord-Trøndelag. Three different scenarios were analysed. Scenario 1 was given as the base scenario, were the share of EVs where 0%. This was simulated to get a proper comparison. In scenario 2, a share of 10% EVs was implemented in the grid. The share of EVs in scenario 3 was decided to be 60%. The result obtained in the analysis, verified that the smart charging approach causes less strain on the gird. The low voltage network was not capable to handle a large share of EVs (>60%) without any charging scheduling. The smart charge strategy did not cause any extra strain at the grid during peak hours. In addition, the smart charging can introduce the Vehicle-to-Home solution. The EVs can provide ancillary service and support the network with matching supply/demand and reactive power support. A simplified analysis of V2H and reactive compensation was carried out to demonstrate how the grid could benefit from an implementation of EVs.The second part of the analysis, a series of wind measurement was included into the simulation in order to see if wind power can supply the load of the entire residential area. A design for suitable energy storage was also proposed in order for the system to operate as a stand-alone system. Grid stability and power quality was not included in the analysis. The result from the wind integration shows that in order for the network to operate as a stand-alone system in the worst-case scenario, there is a need of an enormous storage. It is assumed based on the results, that the system is self-supplied most part of the year. This thesis proposes a storage consisting of 7 battery-packs from old vehicles, with the capacity of 50 kWh each. This will result in a 30% reduction of the peak demand from the grid, when wind power is integrated.The case study addressed in the thesis, present a methodology for analysis the impact of a large adoption of EVs on the distribution network. The results obtained from this analysis, is considered transferable to similar networks. In order to achieve smart charging, there is need for further research on scheduling algorithms.

Page generated in 0.4065 seconds