The potential of hydrogen backup energy solutions for telecommunication towers in rural Colombia: A Field Study in Lenguazaque
2024 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE credits
Student thesis
Abstract [en]
Towards a development for a green transition and lower emissions, hydrogen is looked upon with great potential and the sector is in constant development. In the light of hydrogen, this thesis addresses the issue of backup power systems for telecommunication towers in rural Colombia through a field study in Lenguazaque. Today, many of the towers uses diesel generator systems as backup power in case on a power failure. The aim of this thesis is to propose a system design for a hydrogen backup system with the ability of substituting the diesel based ones. Furthermore, this thesis aims to investigates the potential of both centrally and locally produced hydrogen and map out the conditions and possible barriers. Lastly, this thesis will provide a sustainability analysis of a hydrogen and diesel system during operation. The proposed system design can be divided into two: one for centralised production of hydrogen and one for local production. The system with centralised production consists of a hydrogen storage, a fuel cell, an uninterruptible power supply, along with a management system and safety system. The system with local production of hydrogen will, in addition to the components for centralised production, consist of a renewable energy source, an electrolyser, a compressor and a water supply system. This thesis concludes that one of the biggest barriers for development of hydrogen backup systems in rural Colombia is the lack of commercially availability hydrogen, for centralised production. For local production of hydrogen, the investment costs are the greatest obstacle. Regardless of system design, a hydrogen system will require maintenance and visits to the site, which is complicated by the difficulty of accessingthe telecommunication towers in rural areas. The system with locally produced hydrogen is requires more frequent maintenance, while the system with centralised hydrogen producent depend on regular transport of hydrogen.
Abstract [sv]
I en utveckling mot en grön omställning och lägre utsläpp ses vätgas med stor potential och sektorn är under ständig utveckling. I ljuset av vätgas tar den här uppsatsen upp frågan om backup-system för telemaster på landsbygden i Colombia genom en fältstudie i Lenguazaque. Idag använder många av masterna dieselgeneratorsystem som backup-energi i händelse av strömavbrott. Syftet med denna avhandling är att föreslå en systemdesign för ett vätgasbaserat backup-system med möjlighet att ersätta de dieselbaserade. Vidare syftar denna uppsats till att undersöka potentialen för både centralt och lokalt producerad vätgas och kartlägga förutsättningarna och möjliga hinder. Slutligen kommer denna avhandling att ge en hållbarhetsanalys av ett vätgas- och dieselsystem under drift. Den föreslagna systemdesignen kan delas in i två: en för centraliserad produktion av vätgas och en för lokal produktion. Systemet med centraliserad produktion består av ett vätgaslager, en bränslecell, en avbrottsfri kraftförsörjning samt ett styrsystem och ett säkerhetssystem. Systemet med lokal produktion av vätgas kommer, utöver komponenterna för centraliserad produktion, att bestå av en förnybar energikälla, en elektrolysör, en kompressor och ett vattenförsörjningssystem. I denna avhandling dras slutsatsen att ett av de största hindren för utveckling av vätgasbackupsystem på Colombias landsbygd är bristen på kommersiellt tillgänglig vätgas för centraliserad produktion. För lokal produktion av vätgas är investeringskostnaderna att betrakta som det största hindret. Oavsett systemets utformning kommer ett vätgassystem att kräva underhåll och besök på platsen, vilket kompliceras av svårigheten att nå telemasterna på landsbygden. Systemet med lokalt producerad vätgas kräver mer frekvent underhåll, medan systemet med centraliserad vätgasproducent är beroende av regelbunden transport av vätgas.
Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 66
Series
TRITA-ITM-EX ; 2024:177
Keywords [en]
Hydrogen, Hydrogen systems, Backup solution, Telecommunication towers, Field study, Lenguazaque, Colombia
Keywords [sv]
Vätgas, Vätgassystem, Backup-lösning, Telemaster, Fältstudie, Lenguazaque, Colombia
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-353042OAI: oai:DiVA.org:kth-353042DiVA, id: diva2:1896737
Supervisors
Examiners
2024-09-112024-09-112024-09-13Bibliographically approved