Rakennuskohtaisen vetylaitteiston käyttö energiantuotannossa
Majaniemi, Janne (2023)
2023
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202304276695
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202304276695
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tavoitteena oli simuloida hankekehitysvaiheessa olevan rakennuksen lämmitys-, jäähdytys- ja sähköenergian kulutukset sekä tarvittava lämmitys- ja jäähdytysteho. Saatujen tietojen perusteella tehtiin selvitys rakennuskohtaisesta vetylaitteistosta, jolla rakennuksen energiantarve pystytään kattamaan.
Euroopan Unioni haluaa olla ilmastoneutraali vuoteen 2050 mennessä. Lisäksi EU on asettanut tavoitteeksi vähentää kasvihuonepäästöjä 55 prosenttia vuoteen 2030 mennessä vuoden 1990 päästötasosta. Muun muassa nämä tavoitteet ovat johdattaneet kehittämään kasvihuonepäästöttömiä energiantuotantoratkaisuja. Yksi mahdollisuus on tehdä elektrolyysin avulla vedestä vetyä, joka muutetaan myöhemmin polttokennossa takaisin sähkö- ja lämpöenergiaksi. Kun tässä prosessissa käytetään esimerkiksi aurinkopaneeleilla tai tuulivoimalla tuotettua sähköä päästöinä syntyy pelkästään happea, vettä ja lämpöä.
Työssä simuloidaan IDA ICE-ohjelmalla rakennuksen energian- ja tehontarpeet. Vetylaitteiston selvityksessä on käytetty asiantuntija-apua. Lämmitys ja jäähdytystehojen sekä energioiden laskemisesta kerrotaan lyhyesti teoriaa ja esitellään simuloinnin tulokset. Vetylaitteiston pääkomponenteista elektrolyyseristä, kompressorista ja polttokennosta tehdään kirjallisuuskatsaus ja esitellään niiden toimintaperiaatteet. Lopuksi esitellään rakennukseen soveltuva vetylaitteistokokonaisuus.
Haasteena vetylaitteiston käyttöönottoon tällä hetkellä rakennuksen energiantuotannossa on, ettei laitteiden luotettavasta toiminnasta ole kovin paljon käyttötietoa ja osaamista. Vedyn tuotto vedestä vaatii paljon energiaa ja vettä, mikä siltä osin tuo haasteita.
Euroopan Unioni haluaa olla ilmastoneutraali vuoteen 2050 mennessä. Lisäksi EU on asettanut tavoitteeksi vähentää kasvihuonepäästöjä 55 prosenttia vuoteen 2030 mennessä vuoden 1990 päästötasosta. Muun muassa nämä tavoitteet ovat johdattaneet kehittämään kasvihuonepäästöttömiä energiantuotantoratkaisuja. Yksi mahdollisuus on tehdä elektrolyysin avulla vedestä vetyä, joka muutetaan myöhemmin polttokennossa takaisin sähkö- ja lämpöenergiaksi. Kun tässä prosessissa käytetään esimerkiksi aurinkopaneeleilla tai tuulivoimalla tuotettua sähköä päästöinä syntyy pelkästään happea, vettä ja lämpöä.
Työssä simuloidaan IDA ICE-ohjelmalla rakennuksen energian- ja tehontarpeet. Vetylaitteiston selvityksessä on käytetty asiantuntija-apua. Lämmitys ja jäähdytystehojen sekä energioiden laskemisesta kerrotaan lyhyesti teoriaa ja esitellään simuloinnin tulokset. Vetylaitteiston pääkomponenteista elektrolyyseristä, kompressorista ja polttokennosta tehdään kirjallisuuskatsaus ja esitellään niiden toimintaperiaatteet. Lopuksi esitellään rakennukseen soveltuva vetylaitteistokokonaisuus.
Haasteena vetylaitteiston käyttöönottoon tällä hetkellä rakennuksen energiantuotannossa on, ettei laitteiden luotettavasta toiminnasta ole kovin paljon käyttötietoa ja osaamista. Vedyn tuotto vedestä vaatii paljon energiaa ja vettä, mikä siltä osin tuo haasteita.