CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Optimal configuration for a bio-solar-wind polygeneration system in Klintehamn
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM).
2019 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

This project concentrates on the energy flows of Klintehamn and examines if it is possible for Klintehamn to be self-sufficient in the future. To reach this goal, the energy flows in Klintehamn must be analyzed. Subsequently, a new improved energy flow has been designed, where other renewable energy sources are included.

Klintehamn is an urban area on the Swedish island of Gotland. An industrial park is established in the harbour of Klintehamn, and currently a sawmill, a fodder production facility and a few wind turbines are located in the area. A program, Program Klintehamn 2030, outlines opportunities to develop Klintehamn in many areas. The goals for Klintehamn are to increase the use of renewable energy sources and decrease greenhouse gas emissions. More specifically, this includes building a biogas plant by evolving the already established sewage treatment plant, and increasing the use of renewable energy sources such as wind and solar energy.

Models of the Current Energy System and the Improved Energy System have been designed during the project. Calculations of the Current Energy System have been made and for the Improved Energy System, seven scenarios have been constructed. The calculations program, Matlab, has been used for all calculations. The following scenarios have been modeled in this project:

• Scenario 1 - Development of biogas

• Scenario 2 - Increased wind power

• Scenario 3 - Development of solar park

• Scenario 4 - Development of solar panels

• Scenario 5 - Combination 1, scenario 1-4 added into one system

• Scenario 6 - Combination 2, 100% renewable energy

• Scenario 7 - Combination 3, development of Scenario 5, with more renewable energy

In the Current Energy System, the total yearly energy demand is 3.423 TWh, where 3.405 TWh is electricity and 18.2 GWh is heat. The future demand of electricity and heat will be 3.407 TWh and 265 GWh per year, respectively. Scenario 5 is the first combined scenario, where the current energy and all renewable energy sources are included. The generated electricity in that scenario is not enough to satisfy the electricity demand. Scenario 6 consists of 100% renewable energy sources. To achieve the energy demand of Klintehamn all the renewable energy sources have been maximized in order to become self-sufficient. It generated an absurd result, which was far from realistic. Scenario 7 is an expansion of Scenario 5 but with more renewable energy. All energy sources have been expanded and Scenario 7 generates 108 GWh of electricity. Scenario 5 and Scenario 7 are two reasonable scenarios with reasonable amounts of renewable energy installed, but with different levels of ambition.

The conclusion of the project is that, it is possible to improve the current energy system. The energy system can become more sustainable and fossil energy sources can be removed and replaced by renewable energy sources. In order for Klintehamn to be self-sufficient, more energy sources must be included, for example wave power.

Abstract [sv]

Det här projektet handlar om energiflödet i Klintehamn och hur Klintehamn i framtiden ska kunna bli självförsörjande. För att kunna göra detta måste dagslägets energiflöde i Klintehamn utvärderas. Därefter har ett nytt förbättrat energiflöde konstruerats, där andra förnybara energikällor är inkluderade.

Klintehamn är en tätort på den svenska ön Gotland. En industripark är etablerad i Klintehamns hamnområde, och för närvarande är ett sågverk, en foderproduktionsanläggning samt ett fåtal vindkraftverk befintliga i området. Ett program, Program Klintehamn 2030, har tagits fram, då det finns möjligheter att utveckla Klintehamn på många områden. Mål, för att Klintehamn ska ¨oka användande av förnyelsebar energi och sänka sina koldioxidutsläpp i framtiden, har utvecklats. Några specifika mål är att det ska byggas en biogasanläggning i anknytning till det befintliga reningsverket, samt att utöka användningen av förnybara energikällor så som vind och solenergi.

Modeller på dagens energisystem och ett utvecklat energisystem i framtiden har konstruerats under projektets gång. Därefter har beräkningar av dagens energisystem gjorts och för framtida systemet har ett antal scenarion byggts upp och beräknats på. Alla beräkningar har gjorts med hjälp av beräkningsprogramet Matlab. Scenariona i detta projekt är följande:

 • Scenario 1 - Utveckling av biogas

• Scanario 2 - Utökning av vindkraften

• Scenario 3 - Utveckling av solpark

• Scenario 4 - Utveckling av solpaneler

• Scenario 5 - Kombination 1, scenario 1-4 adderat till ett system

• Scenario 6 - Kombination 2, 100% förnybar energi

• Scenario 7 - Kombination 3, utveckling av Scenario 5, med mer förnyelsebar energi

I det nuvarande energisystemet är den totala årliga efterfrågan av energi 3.423 TWh, varav 3.405 TWh ¨ar elektricitet och 18.2 GWh är värme. Den framtida efterfrågan av electricitet och värme kommer vara 3.407 TWh respektive 265 GWh per år. Scenario 5 är det första kombinerade scenariot, där alla förnybara energikällor är inkluderade. Den genererade elektriciteten i det scenariot är inte tillräcklig för att nå efterfrågan. Scenario 6 består av 100% förnybara energikällor. För att uppnå Klintehamns energibehov har alla förnybara energikällor maximerats för att kunna bli självförsörjande. Det genererade ett absurt resultat, som var långt från rimligt. Scenario 7 är en påbyggnad av Scenario 5, med ännu mer förnyelsebar energi. Alla energikällor har utökats och Scenario 7 genererar 108 GWh elektricitet. Scenario 5 och Scenario 7 är två rimliga scenarion med rimliga mängder förnybara energikällor installerade, men med olika ambitionsnivåer.

Så slutsatsen av projektet är att det går att förbättra det nuvarande energisystemet. Energisystemet kan bli mer hållbart och fossila energikällor kan fasas ut och i stor utsträckning ersättas med förnybara energikällor. För att Klintehamn ska kunna bli självförsörjande måste fler energikällor inkluderas, till exempel vågkraft.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 44
Series
TRITA-ITM-EX ; 2019:318
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-264532OAI: oai:DiVA.org:kth-264532DiVA, id: diva2:1373978
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-11-28 Created: 2019-11-28 Last updated: 2019-11-29Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2123 kB)13 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2123 kBChecksum SHA-512
57a4af25fbe4b0e562f79b6b84e6411f51f090cc710c89f639e45c89aba3c569b48f90ef8c19a0b0ac7a6bc48b1cbc6adcb1e779062025bc0b6da9d6458d4128
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Industrial Engineering and Management (ITM)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 13 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 133 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf