Analiza energetyczno-ekonomiczna systemu magazynowania ciepła wyposażonego w zbiornik gorącej wody dla elektrociepłowni z wykorzystaniem modelowania numerycznego
Analiza energetyczno-ekonomiczna systemu magazynowania ciepła wyposażonego w zbiornik gorącej wody dla elektrociepłowni z wykorzystaniem modelowania numerycznego
Analiza energetyczno-ekonomiczna systemu magazynowania ciepła wyposażonego w zbiornik gorącej wody dla elektrociepłowni z wykorzystaniem modelowania numerycznego
Wariant tytułu
Energy and economic analysis of a heat storage system with a hot water tank storage for a combined heat and power plant using numerical modelling
numerical modelling, combined heat and power plant (CHP), thermal energy storage TES
Abstrakt
Rozprawa doktorska dotyczy badań w zakresie kluczowej gałęzi rozwoju energetyki tzn.: akumulacji energii, co w obecnej sytuacji jest niezwykle ważne w kontekście zwiększenia udziału OZE w strukturze produkcji energii elektrycznej i ciepła a także poprawy efektywności energetycznej tego procesu.
W pierwszych rozdziałach przedstawiono przegląd literaturowy w zakresie zagadnień obejmujących akumulację ciepła i efektywność energetyczną a także treści związane z analizami ekonomicznymi inwestycji.
Kolejne rozdziały dotyczyły charakterystyki elektrociepłowni, systemu ciepłowniczego oraz przedmiotowego systemu magazynowania ciepła. Analiza energetyczno-ekonomiczna z elementami analizy ekologicznej udowodniły zasadność zabudowy akumulatora ciepła. Ze względu na zidentyfikowanie potencjału do dalszego odzysku ciepła ze spalin przedstawiono analizy zabudowy dodatkowego wymiennika ciepła typu spaliny-ciecz w celu określenia wpływu na pracę badanego układu akumulacji ciepła. Proponowane rozwiązania charakteryzują się pozytywnymi efektami energetycznymi, ekonomicznymi oraz ekologicznymi.
W ostatnim rozdziale przedstawiono uniwersalną metodykę doboru optymalnej wielkości akumulatora ciepła.
This thesis concerns research in the field of the key branch of energy development, i.e. energy accumulation, which in the current situation is extremely important in the context of increasing the share of renewable energy sources in the structure of electricity and heat production, as well as improving the energy efficiency of this process.
The first chapters present a literature review on issues including heat accumulation and energy efficiency, as well as content related to economic analyses of investments in industry, particularly the energy sector.
The next chapters concerned the characteristics of the CHP plant, the heating system, and the heat storage system in question. The energy and economic analysis with elements of ecological analysis proved the justification for the installation of a heat accumulator in the studied heat and power plant in terms of thermodynamics and finances. Due to the identification of the potential for further heat recovery from flue gases, the impact of the installation of an additional flue-liquid heat exchanger was presented to determine the impact on the operation of the entire CHP plant and the studied heat accumulation system. The proposed solutions are characterized by positive energy, economic and ecological effects.
The last chapter presents a universal methodology for selecting the optimal size of a heat accumulator.
