| dc.description.abstract | Tradisjonelt sett har AC vært å foretrekke foran DC for energifremføring i husstander. Dette har vært tilfellet siden Nikola Tesla med sitt AC-system utkonkurrerte Thomas Edison med sitt DC-system på slutten av 1800-tallet. I senere tid har DC-systemet tatt igjen noe av forspranget, særlig når det kommer til overføring av energi over lange strekninger. I dag er en stor andel av lastene vi bruker daglig avhengig av DC-teknologi for å fungere. Dette være seg PC, TV, mobiltelefon eller annen elektronikk. Alle disse lastene konverterer AC-spenningen fra nettet til DC-spenning, enten internt eller via en ekstern adapter. I tillegg til denne endringen på lastsiden er det et økende fokus på å produsere ren og fornybar energi. Dette gjøres økende i grad av privatpersoner med private solcelleanlegg. Siden solcelleanlegg også er DC-teknologi er det tenkelig at et DC-system for energiframføring i husstander kan være en mulig løsning i framtiden. I dette arbeidet er det derfor undersøkt om et system som helt eller delvis forsyner lastene med DC-spenning kan være et alternativ til det eksisterende AC-systemet. Dette er gjort ved at det er desginet to alternative systemløsninger, et hybrid-system og et rent DCsystem. I hybrid-systemet forsynes lastene med intern DC-spenning fra en egen DC-bus gjennom en AC-DC-konverter, mens de originale AC-lastene fortsatt forsynes fra ACnettet. I DC-systemet er det antatt at alle lastene kan forsynes fra DC. Systemene er undersøkt ved modellering i programmet Matlab/Simulink. Her er de tre systemene simulert for tre scenarier, med en tidsperiode på henholdsvis 1 dag og 1 uke. Scenariene er; kun nettilkobling, nettilkobling og solproduksjon, og nettilkobling, solproduksjon og batterilagring. Simuleringene resulterte i en gjennomsnittlig systemeffektivitet for AC- hybrid- og DCsystemet på henholdsvis 94,0 %, 96,2 % og 92,5 %. En feil gjort under simuleringene gjør at effektiviteten til DC-systemet egentlig er noe lavere enn 92,5 %. De årlige tapene sammenlignet med AC-systemet er 45 % lavere og 11 % høyere for henholdsvis hybridog DC-systemet. I tillegg er virkningen av batterilagring i systemer med lokal produksjon av solenergi undersøkt. Her er det funnet at graden av importert energi fra nettet kan reduseres til under 10 % sommerstid. Det er, basert på simuleringene, samt sikkerhet og økonomiske vurderinger konkludert med at hybrid-system kan være et bra alternativ til dagens AC-system. Det understrekes likevel at det fortsatt kreves mye arbeid når det gjelder utvikling av praktiske løsninger, samt standarder for DC-baserte løsninger. | |
| dc.description.abstract | Traditionally AC has been the preferred method for energy distribution in households.
This has been the case since Nikola Tesla with his AC-system outcompeted Thomas
Edison with his DC-system in the late 19th century. DC-systems has risen in later years
due to its benefits regarding high power transfer across large distances.
Today a big part of our daily used loads are in need of DC-technology to work. PCs,
TVs, mobile phones, and other electronics are more often than not powered by DC in
some way. Either it is by internal conversion from AC to DC or from an external adapter.
In addition to this change in technology on the load side there is an increasing wish to
produce clean and renewable energy. This is increasingly done in homes with private
photovoltaic systems. Since these systems are also DC based technology there is an idea
that a DC based system could replace the existing AC system.
In this work it has been conducted a study to see if a DC or partly DC system could be
an efficient replacement for the existing system. This is done by designing two DC based
system. The first system is a hybrid system where the DC based loads are connected to a
DC bus fed by an AC-DC converter. The second system is a DC system where all loads
are assumed to be DC loads.
The systems are studied by modelling in Matlab/Simulink. The systems are simulated for
three different scenarios. The first is where the systems are only connected to the grid.
The second one is with grid connection and photovoltaic system. The third one is with
grid connection, photovoltaic system and battery storage.
The results from the simulations show that the average efficiency for the AC, hybrid
and DC systems are 94.0 % 96.2 % and 92.5 %. However, a mistake was made during the
simulations that made the efficiency for the DC system higher than it really is. In addition
to system efficiency yearly losses has been calculated. These are for the hybrid system
45 % lower than in the AC-system. For the DC system the yearly losses are found to be
11 % higher than in the AC system. The results also show that with battery storage the
degree of imported energy from the grid can be reduced to under 10 %.
Based on the simulations together with safety reasons and an economical evaluation it is
concluded that a hybrid system could be a valuable alternative to the existing AC system.
There is however still a lot of work to be done regarding practical solutions for the DC
based systems. In addition, standards regarding DC systems need to be developed. | |
