Tehno-ekonomska analiza integracije obnovljivih izvora energije i sektora transporta u energetsku mrežu otoka

master's thesis

• Title (english): Techno-economic analysis of the integration of renewable energy sources and the transport sector in the energy network of island systems
• Author: Luka Pavlinek
• Mentor: Neven Duić (mentor)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2017-07-21, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering; Process Energy Engineering

Abstract

Otoci s visokim udjelom obnovljivih izvora energije u svojim energetskim sustavima su tema znanstvenih istraživanja već neko vrijeme. Stvarni primjeri takvih otoka se mogu naći diljem cijelog Svijeta (Samsø, Danska; El Hierro, Španjolska; Hawaii, USA; Kodiak Island, USA; Island). Zahvaljujući njihovoj geografskoj izoliranosti od elektroenergetskog sustava na kopnu, otoci predstavljaju izazov za razvijanje obnovljivih, održivih i neovisnih energetskih sustava. U ovom radu su modelirani energetski sustavi otoka Visa, Lastova, Korčule, Mljeta i poluotoka Pelješca. RenewIslands metodologija se koristi za mapiranje energetskih potreba lokalnog stanovništva i industrije, mapiranje dostupnih resursa i osmišljanje scenarija sa tehnologijama koje mogu koristiti dostupne resurse za pokrivanje potreba. Istražuju se scenariji sa različitim dinamikama integracije varijabilnih obnovljivih izvora energije i električnih vozila, korištenjem programskog alata EnergyPLAN. Električna vozila su spojena na mrežu korištenjem pametnih sustava (vehicle-to-grid) i služe kao skladište električne energije iz varijabilnih izvora. Scenariji su osmišljeni za godine 2025., 2030. i 2035. Zbog geografske blizine otoka scenariji se dijele u dva velika skupa, jedan za izolirane energetske sustave i drugi za sustave međusobno spojene interkonekcijama. Analiza međusobno spojenih sustava se odvija korištenjem MultiNode proširenja za EnergyPLAN. Svaki otok će služiti kao zasebna zona trgovanja električnom energijom, djelujući zajedno kao jedan sustav. Cilj ovog rada je analizirati koliko više lokalno proizvedene energije se može integrirati u sustav te istražiti tehno-ekonomsku izvedivost za scenarije u interkonekcijskoj izvedbi. Rezultati pokazuju da međusobno spajanje interkonekcijama obnovljivih izvora energije i energetskih spremnika, na nekoliko otoka, povećava udio energije iz obnovljivih izvora energije u finalnoj potrošnji energije, nasuprot tome da svaki otok djeluje kao izolirani obnovljivi energetski sustav.

Abstract (english)

Islands with high share of renewable energy in their energy systems have been a subject of academic research for some time. Real-life examples of these island systems can be found all over the World (Samsø, Denmark; El Hierro, Spain; Hawaii, USA; Kodiak Island, USA; Iceland). Due to their geographic isolation from mainland electro-energetic system, islands pose a challenge for developing renewable, sustainable and independent energy systems. In this paper the energy systems of islands Vis, Lastovo, Korčula, Mljet and the peninsula Pelješac are modeled. RenewIsland methodology is used for mapping energy needs of local residents and industries, mapping of available resources, and devising scenarios with technologies that can use available resources to cover needs. Scenarios with different integration dynamic of variable renewable energy sources, with electrical vehicles, are explored using EnergyPLAN. Electric vehicles are connected to the grid using smart systems (vehicle-to-grid) and serve as a storage for electrical energy from variable sources. Scenarios are devised for the year 2025., 2030. and 2035. Because of the islands geographic proximity the scenarios are divided in two major sets, one set for isolated energy systems and the other for interconnected energy systems. Interconnection analysis is carried out using MultiNode tool expansion of EnergyPLAN. Each island will act as a separate trading zone for electrical energy, acting together as one system. The aim of this paper is to analyse how much more locally produced energy can be integrated into the system and to investigate the techno-economic feasibility for the scenarios in the interconnected mode. The results have shown that interconnecting renewable energy sources and energy storages on multiple islands rises the share of renewable energy in the total final energy consumtion as opposed to each island developing an isolated renewable energy system.

• Keywords: Ključne riječi: Otoci; Obnovljivi izvori energije; EnergyPLAN; MultiNode; Interkonekcija
• Keywords (english): Key words: Islands; Renewable energy sources; EnergyPLAN; MultiNode; Interconnection
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:885458
• Study programme: Title: Mechanical Engineering; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2019-05-22 19:59:20