Liikuteltava hybridienergiajärjestelmä laboratoriotyönä

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli luoda laboratoriotyö liikuteltavasta hybridienergiajärjestelmästä Tampereen sähkövoimatekniikan opiskelijoille. Laboratoriotyön tavoitteena on antaa opiskelijoille ymmärrys ilmiöistä järjestelmän rakentamisen taustalla sekä havainnollistaa muutamia hybridienergiajärjestelmän useista käyttömahdollisuuksista.

Opinnäytetyössä käsitellään ilmastonmuutosta sekä energiamurrosta ilmiöinä, jotka ovat oleellisesti vaikuttaneet liikuteltavan hybridienergiajärjestelmän rakentamiseen. Taustatekijöiden käsittelyn jälkeen avataan hybridienergiajärjestelmiä yleisellä tasolla sekä itse liikuteltavan hybridienergiajärjestelmän rakennetta ja toimintaa. Lopuksi liikuteltavan järjestelmän ympärille on koottu laboratoriotyö Tampereen ammattikorkeakoulun sähkövoimatekniikan opiskelijoille.

Laboratoriotyö koostuu kolmesta osuudesta, joihin kuuluvat esitehtäväosuus, käytännön mittaukset ja jälkiselostuksen laatiminen. Esitehtäväosuudessa tutustutaan ilmiöihin, jotka ovat vaikuttaneet järjestelmän rakentamiseen, järjestelmän teknisiin käsitteisiin ja käyttöohjeeseen. Käytännön mittauksia on yhteensä kolme. Ensimmäisessä mittauksessa tarkastellaan, miten järjestelmän ylikuormittuminen vaikuttaa sen toimintaan. Toisessa mittauksessa selvitetään, miten aurinkopaneelin käyttöä voidaan optimoida akuston avulla. Viimeisessä mittauksessa tutustutaan järjestelmän automaattiohjaustoimintoon.

The purpose of this thesis was to create a laboratory work on a mobile hybrid energy system for third- or fourth-year electrical power engineering students at Tampere university of applied sciences (TAMK). The mobile hybrid energy system was built entirely in-house at TAMK. The main goal of the laboratory work is to provide the students with a basic understanding of the driving factors that ultimately led to the construction of the hybrid energy system and to demonstrate a few of the several uses it has.

The thesis touches briefly on climate change and energy transition as driving factors behind the construction of the system. Next the main idea behind hybrid energy system is explained after which the general idea and functions of the mobile hybrid energy system itself are explained. Lastly, the laboratory work itself is composed and explained.

The laboratory work consists of three portions, which include a pre-laboratory work portion, a practical laboratory work portion as well as writing out a work report. In the pre-laboratory work portion the students explore the phenomena that have had a substantial impact on the construction of the mobile hybrid energy system. The students shall also familiarize themselves with the essential technical concepts and the user manual of the system. The practical laboratory work portion consists of three parts. In the first part the students examine how overloading affects the system. In the second part they study how a solar panel system can be optimized with the help of a battery. In the third part the students get to know how the intelligent control system works.