Integruoto urbanistinio modulio aprūpinimo energija sistemų tyrimai
Šiuo tyrimu siekiama atkreipti dėmesį į kai kuriuos naujai statomų miestų integruoto aprūpinimo energija sistemų planavimo aspektus. Darbe suformuojamas mintinis miesto dalies su 3000 gyventojų, ofisų pastatais, prekybos centru, mokykla ir vaikų lopšeliu-darželiu modelis, kuris vadinamas urbanistiniu moduliu. Įvertinus metinius šio modulio elektros ir šilumos poreikius, imituojamas valandinių elektros ir šilumos apkrovų per metus kitimas - ir tai yra svarbiausias šio tyrimo akcentas. Priimama, kad urbanistinis modulis bus aprūpinamas šiluma ir elektra iš integruoto aprūpinimo energija sistemos, apimančios šilumos tiekimo tinklus, kogeneratorių ir du vandens šildymo katilus. Aprūpinimo energija sistema planuojama pagal skaičiuojamuosius šilumos poreikius ir veikia pagal valandines šilumos poreikio apkrovas. Energijos gamybos įrenginių sistemoje dydis laikomas kintamuoju, siekiant nustatyti optimalius įrenginių galios derinius pagal energinio efektyvumo, termodinaminio naudingumo ir elektros gamybos kaštų efektyvumo kriterijus. Tyrime taip pat analizuojama priklausomybė tarp sistemoje esančio kogeneratoriaus galios ir pagamintos elektros kiekio bei nustatomas urbanistinio modulio savarankiško apsirūpinimo elektra lygis.
This project analyses some engineering aspects of planning integrated energy systems for newly built urban areas. On the basis of imaginary small urban district, called urban module, with 3000 inhabitants, offices, grocery, school and kindergarten yearly electricity and heat demands are calculated. Electricity and heat hourly load data are simulated and this hour-by-hour analysis is a key aspect of the project. The urban module is assumed to be supplied by heat and electricity from an integrated energy system, including heat supply grid, CHP unit and two water heating boilers. As integrated energy system is planned according to the design heat demand and is operated according to hourly heat demand load, this leads to a detailed analysis of energy generation units, when they operate at part loads. The capacities of energy generation units are set as variables to find the optimal composition of energy system that would guarantee maximum energy efficiency, maximum exergy efficiency or maximum electricity generation cost effectiveness. Finally, the dependency of cogeneration unit size and its electricity production is analysed in order to asses the possibility of providing the whole urban module with electricity produced in the cogeneration unit.