Energiajärjestelmien mallintaminen
Hovinen, Henri (2021)
Kandidaatintyö
2021
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021082644467
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021082644467
Tiivistelmä
Tässä kandidaatintyössä perehdytään energiajärjestelmien mallintamiseen ja sen osuuteen tulevaisuuden energiajärjestelmien suunnittelussa ja analysoinnissa. Työssä käydään läpi mallintamista, sen tarvetta, haasteita ja erilaisia mallintamiseen käytettäviä työkaluja. Mallintamisen tarvetta ja mallinnustyökaluja tutkitaan kirjallisuudesta löytyvillä case -tutkimuksilla, jonka jälkeen työssä suoritetaan mallinnusprosessia havainnollistava esimerkkimallinnus EnergyPLAN -työkalulla.
Useaan eri tarpeeseen kehitettyjen mallinnustyökalujen runsauden vuoksi työssä otetaan tarkempaan käsittelyyn kolme suositumpaa mallinnustyökalua ja selvitetään edellä mainittujen kirjallisuuden case -tutkimusten avulla, millaisiin kohteisiin työkaluja on käytetty. Samalla selvitetään työkalujen saatavuus ja teknisiä ominaisuuksia.
Mallinnusprosessia havainnollistetaan mallintamalla Jyväskylän kaupungista kaksi skenaariota: ensimmäisessä skenaariossa kaupungin energiatase mallinnetaan haettujen tietojen perusteella ilman muutoksia, jonka jälkeen skenaario 2:ssa energiajärjestelmään tuodaan uusiutuvaa energiaa. Mallinnuksessa onnistutaan korvaamaan kaikki turve ja kivihiili puupolttoaineilla, jolloin järjestelmän hiilidioksidipäästöt lisätyn tuuli- ja aurinkovoiman vaikutuksesta laskevat noin 73 % ja uusiutuvan energian osuus primäärienergiasta kasvaa 80 %:n.
Useaan eri tarpeeseen kehitettyjen mallinnustyökalujen runsauden vuoksi työssä otetaan tarkempaan käsittelyyn kolme suositumpaa mallinnustyökalua ja selvitetään edellä mainittujen kirjallisuuden case -tutkimusten avulla, millaisiin kohteisiin työkaluja on käytetty. Samalla selvitetään työkalujen saatavuus ja teknisiä ominaisuuksia.
Mallinnusprosessia havainnollistetaan mallintamalla Jyväskylän kaupungista kaksi skenaariota: ensimmäisessä skenaariossa kaupungin energiatase mallinnetaan haettujen tietojen perusteella ilman muutoksia, jonka jälkeen skenaario 2:ssa energiajärjestelmään tuodaan uusiutuvaa energiaa. Mallinnuksessa onnistutaan korvaamaan kaikki turve ja kivihiili puupolttoaineilla, jolloin järjestelmän hiilidioksidipäästöt lisätyn tuuli- ja aurinkovoiman vaikutuksesta laskevat noin 73 % ja uusiutuvan energian osuus primäärienergiasta kasvaa 80 %:n.