With increased concerns on climate change, the upcoming hydrogen economy shows to be a promising alternative for many energetic challenges. As current equipment efficiency advances and new technologies arise, a frequently asked question is how to produce hydrogen from water electrolysis with lower costs and lower environmental impact. In the heart of Spanish innovation, the Polytechnic University of Catalunya (UPC) is building entire new facilities to study hydrogen technologies and to have its hydrogen feedstock produced on-site. This thesis has the goal to explore the state-of-the-art environment for realistic equipment available in the market for hydrogen production, putting together the design of a hydrogen micro-grid for the best techno-economic performance, as well as to design an energy management system (EMS) that brings clean hydrogen close to polluting alternative production methods. A power-flow model was developed taking into account local constraints and specifications to find the best configurations for a techno-economic analysis. While a grid-connected hydrogen productionis still more costly than the purchasing of retail hydrogen, the microgrid and EMS model suggested show interesting advantages in reliability and sustainability, with better future perspectives as electricity and equipment costs go down. Further work is needed to optimizethe EMS down to a component level, which could further improve with data collection from the microgrid once built. / Med den ökade oron för klimatförändringar påvisar sig den kommande väteekonomin vara ett lovande alternativ för många energi utmaningar. När dagens utrustningseffektivitet utvecklas och ny teknik uppstår, tillkommer frågan om hur man producerar väte från vattenelektrolys med lägre kostnader och lägre miljöpåverkan. I hjärtat av spansk innovation bygger Polytechnic University of Catalunya (UPC) helt nya anläggningar, för att studera väteteknik och för att få sitt vätgods framställt på plats. Denna avhandling har som mål att utforska den toppmoderna miljön för realistisk utrustning som finns tillgänglig I marknaden för väteproduktion, genom att sätta ihop designen av ett väte-mikro-nät för bästa teknoekonomiska prestanda, samt att designa ett energiledningssystem (EMS) som ger rent väte nära förorenande alternativa produktionsmetoder. En effektflödesmodell utvecklades med beaktande av lokala begränsningar och specifikationer för att hitta de bästa konfigurationerna för en teknikekonomisk analys. Även om en nätansluten vätgasproduktion fortfarande är dyrare än att köpa vätgas i detaljhandeln, visade det sig att mikrogrid- och EMS-modellen hade ytterligare fördelar vad gäller tillförlitlighet och hållbarhet, med bättre framtidsperspektiv när el- och utrustningskostnaderna sjunker. Ytterligare arbete krävs för att optimera EMS ner till komponentnivå, vilket kommer att förbättras ytterligare med datainsamling från mikronätet när det väl byggts.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-304623 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Silva, Gabriel Marinho |
| Publisher | KTH, Kraft- och värmeteknologi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2021:597 |
Page generated in 0.0017 seconds