dc.contributor.advisor | Mathisen, Geir | |
dc.contributor.author | Karlsen, Mats | |
dc.date.accessioned | 2019-10-31T15:05:58Z | |
dc.date.issued | 2019 | |
dc.identifier | no.ntnu:inspera:35771502:22836624 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11250/2625687 | |
dc.description.abstract | Granåsen (ca 1 - 1,3 GWh/år for de siste 5 år) står ovenfor store endringer årene fremover. En
rekke utbyggingsfaser er under planlegging, og første utbyggingsfase pågår allerede.
Utbygningene vil bidra til et høyere energiforbruk (estimert til >6,1 GWh/år) med oftere og
høyere effekttopper. Utbygningene skal følge Trondheims kommunedelplan for energi og klima
for perioden 2017-2030. Kartlegging av laster, installasjon av effektloggere, andre målinger
vedrørende anlegget og litteraturstudie, er utført for å undersøke potensialet for mikrogrid i
Granåsen fra et energi- og økonomisk perspektiv. Et modellerings- og simuleringsverktøy
(HOMER Pro) har blitt brukt til å lage forenklede modeller av Granåsen som mikrogrid.
Resultater fra installerte effektloggere fremstilles i rapporten. De målte lastene inkluderer lys
for langrennsløyper, snøproduksjon, og flomlys ved langrenn og hoppstadion. Måledataen og
vurdering av resultatene har ført til konkrete forslag for energioptimalisering. Mer spesifikt,
erstatte eldre teknologi til smart styring av LED flomlys og mer automatisk snøproduksjon er
blitt anbefalt. Automatisk snøproduksjon vil bidra til å gi større fleksibilitet, redusere timer som
blir brukt på forhåndsarbeid og oppstart av snøproduksjonsenhetene. Loggeutstyr ble installert
i Toppidrettsenteret (en bygning), som bidrar til Granåsen totale energiforbruk på grunn av
oppvarming (størst energisektor).
Flere forenklede modeller er blitt implementert i HOMER Pro. En referansemodell for
anleggets nåværende situasjonen, samt scenarioer med batteri, solcellepanelmodeller eller
kombinasjoner. Modellene inkluderer produksjonen (solcellepaneler) og energilagring
(batterier), da disse er mulige tiltak for Granåsen. Tidligere undersøkelser og planlegging viser
at solcellepaneler kan installeres en rekke steder. Det er usikkerheter tilknyttet
simuleringsresultatene fordi modellene er bygd ved hjelp av parametere, som for eksempel
dagens priser for solcellepaneler og batterier.
Mikrogridmodellen med sol og batteri (NPC: 16 461 810 kr) førte til en høyere livsløpskostnad
sammenlignet med dagens referansemodell (NPC: 9 779 497 kr), men mikrogridmodellen
reduserte energi og effektleddet. Modellen med solcellepaneler og batterilagring kan gi en
kostnadsbesparelse på 9,77 % for energileddet per år og 14,18 % for effektleddet per år. Ifølge
simuleringene kan solcellepanelene levere ca. 115 118 kWh/år. Et fremtidig energibehov ble
estimert. Mikrogridmodellen med fremtidig energibehov (NPC: 88 009 640 kr) førte fortsatt til
en høyere livsløpskostnad sammenlignet med fremtidig referansemodell (NPC: 33 811 020 kr),
men mikrogridmodellen reduserte energi og effektleddet. Modellen med solcellepaneler og
batterilagring for fremtidig behov kan gi en kostnadsbesparelse for energileddet på 16,12 % og
effektleddet med 9,95 % per år. Fra simuleringene kan solcellepanelene levere ca. 1 604 984
kWh/år.
Disse simuleringene inkluderer ikke økonomisk støtte, og modellene er også ulønnsomme.
Investeringene i de ulike modellene er høye. Kraftprisene er lavere om sommeren når solenergi
er mest effektiv. Lavere teknologikostnader, samt økte energikostnader, er nødvendig for å
gjøre solenergi og batterier mer konkurransedyktig i Norge. Mikrogrid i Granåsen bør vurdere
andre tiltak for å redusere energiforbruket, samt bruk av solcellepaneler og mobile
batterisystemer. | |
dc.description.abstract | Granåsen ski facility (approx. 1 - 1.3 GWh/year for the last 5 years) is facing major changes in
the years to come. Several development phases are planned, and the first phase is currently in
development. The development will contribute to higher energy consumption (estimated at >6.1
GWh/year) and increased frequency and magnitude of peak power. The development of
Granåsen ski facility is a part of Trondheim municipal’s plans regarding energy and climate for
the period 2017-2030. Mapping of loads, installation of power meters, other measurements
regarding the facility and literature study, has been carried out to investigate the potential of a
microgrid in Granåsen from an energy and economic perspective. A modelling and simulation
tool (HOMER Pro) have been used to create simplified models of Granåsen as a microgrid.
Results from installed power meters are presented in this work. The measured loads include
light for cross-country trails, snow production, as well as floodlights for cross-country and ski
jump stadiums. The measurement and assessment of the results have led to concrete proposals
for energy optimization. Specifically, replace older technology with smart control of LED
floodlights and more automatic snow production is advised. Automatic snow production will
help to provide greater flexibility, reducing hours spent on pre-work and start-up of the snow
production units. Measurement equipment was installed in Toppidrettsenteret (a building),
which contributes to Granåsen’s total energy consumption due to heating (greatest energy
sector).
Several simplified models have been implemented in HOMER Pro. One reference model of the
current situation, as well as scenarios with battery, solar panel models or combinations. The
models include the production (solar panels) and energy storage (batteries) as these are realistic
measures for Granåsen. Previous surveys and planning show that solar panels can be installed
in a variety of locations. There are uncertainties associated with the simulation results because
the models are built using parameters, such like current prices for solar panels and batteries.
The microgrid model with solar and battery (NPC: 16 461 810 kr) led to a higher life-cycle cost
compared to today’s reference model (NPC: 9 779 497 kr), but the microgrid model reduced
energy and demand charge. The model with solar panels and battery storage can provide a cost
saving of 9.77 % for the energy charge per year and 14.18 % saving for the demand charge per
year. According to the simulations, the solar panels can deliver approximately 115 118
kWh/year. Future energy demand was estimated. The microgrid model with future energy
demand (NPC: 88 009 640 kr) still led to a higher life-cycle cost compared to the future
reference model (NPC: 33 811 020 kr), but the microgrid model reduced energy and demand
charge. The model with solar panels and battery storage for future demand can provide a cost
saving for the energy charge of 16.12 % and the demand charge by 9.95 % per year. From the
simulation, the solar panels could deliver approximately 1 604 984 kWh/year.
These simulations do not include financial support, and the models are also unprofitable. The
initial investments in the various models are high. Power prices are lower in the summer when
solar power is most effective. Lower technology costs, as well as increased energy costs, are
needed to make solar and battery more competitive in Norway. A microgrid in Granåsen should
consider other measures to reduce power consumption as well as the use of solar panels and
mobile battery systems. | |
dc.language | nob | |
dc.publisher | NTNU | |
dc.title | Energioptimalisering og mikrogrid, Granåsen skisenter | |
dc.type | Master thesis | |