magistrsko delo
Mark Slevec (Avtor), Marko Čepin (Mentor)

Povzetek

Magistrsko delo obravnava problematiko optimizacije porabe električne energije s pomočjo baterijskega hranilnika pri končnih porabnikih. V nalogi je podrobno raziskan in predstavljen sistem baterijskega hranilnika, ki kot aktivni element za optimizirano porabo električne energije deluje vzporedno z omrežjem in obnovljivim virom električne energije, v tem primeru sončno elektrarno. Takšen sistem omogoča optimizirano porabo električne energije in s tem razbremenjuje omrežje v času, ko je to najbolj obremenjeno, hkrati pa manjša stroške obratovanja. Cilj je pridobiti in zbrati znanje, potrebno za razvoj tovrstnega sistema iz tehničnega vidika in sestaviti simulacijski model, s katerim je mogoče testirati, simulirati in analizirati delovanje takšnega sistema v realnosti, oziroma služi kot pripomoček pri dimenzioniranju tovrstnega sistema v realnosti. V prvem delu naloge se osredotočimo na teoretično plat sistema in poglobljen tehnični opis vsake ključne komponente, ki jo tovrsten sistem vsebuje. Predstavljene so različne tehnologije, ki so možne za uporabo v tovrstnih sistemih, prav tako je razdelano, katere tehnologije so najbolj primerne za omenjeno problematiko. S tem smo zbrali vso potrebno teoretično znanje, ki nam omogoča izdelavo simulacijskega modela. V drugem delu naloge je podrobno opisan in predstavljen simulacijski model, ki je s pomočjo znanja pridobljenega iz teoretičnega dela razvit v programskem okolju Matlab s simulacijskim orodjem Simulink. V tem delu naloge je natančno razdelano in opisano delovanje vsake komponente v simulacijskem modelu. V zadnjem delu naloge se nahaja podrobna analiza rezultatov, ki smo jih pridobili s pomočjo simulacijskega modela. Rezultati vsebujejo analizo meritev v najtoplejšem mesecu v letu, kjer so stroški obratovanja stavbe najmanjši, prisotnost sončne energije pa je največja in v najhladnejšem mesecu, ko so stroški obratovanja največji, prisotnost sončne energije pa najmanjša. Prišli smo do določenih ugotovitev, ki pripomorejo k razumevanju problematike razvoja tovrstnih sistemov in težav, ki lahko nastopijo pri razvoju. Iz analize rezultatov lahko sklepamo, da se odjem iz omrežja v povprečju zmanjša, predvsem v času, ko je poraba odjemalcev največja, hkrati pa je omrežje najbolj obremenjeno. S tem se lahko posledično zmanjšajo tudi priključne moči porabnikov na omrežju, kar omogoča sprostitev omrežja za nove porabnike, brez večjih investicij za razširitev elektroenergetske infrastrukture. Tekom analize smo ugotovili tudi nekaj predlogov za izboljšave, predvsem pri optimizaciji celotnega sistema s strani sistema za upravljanje z energijo, ki bi lahko s pomočjo večje količine podatkov in bolj kompleksnih napovednih modelov, strojnega učenja in umetne inteligence še bolj optimiziral porabo energije in s tem izkoristek sistema. Poleg tega bi z ustreznim dimenzioniranjem baterijskega hranilnika in sončne elektrarne lahko še dodatno optimizirali delovanje celotnega sistema in s tem povečali izkoristek. Kljub temu pa to delo predstavlja dobro bazo za razumevanje, razvoj in izboljšavo tovrstnih sistemov, ki predstavljajo dodano vrednost pri zasledovanju ciljev trajnostne energetske prihodnosti.

Ključne besede

baterija;baterijski hranilnik električne energije;obnovljivi viri električne energije;sončna elektrarna;optimizacija porabe;magisteriji;

Podatki

Jezik: Slovenski jezik
Leto izida:
Tipologija: 2.09 - Magistrsko delo
Organizacija: UL FE - Fakulteta za elektrotehniko
Založnik: [M. Slevec]
UDK: 621.311.243:621.352(043.3)
COBISS: 234043651 Povezava se bo odprla v novem oknu
Št. ogledov: 116
Št. prenosov: 593
Ocena: 0 (0 glasov)
Metapodatki: JSON JSON-RDF JSON-LD TURTLE N-TRIPLES XML RDFA MICRODATA DC-XML DC-RDF RDF

Ostali podatki

Sekundarni jezik: Angleški jezik
Sekundarni naslov: Electric energy storage as a system for optimization of electric energy consumption
Sekundarni povzetek: The master thesis deals with the issue of optimizing electric energy consumption using a battery storage system at the end users. The thesis researches and presents in detail the battery storage system, which, as an active element for optimized electric energy consumption, operates in parallel with the electric power system and a renewable source of electric energy, in this case a solar power plant. A system like this enables optimized electric energy consumption and thus relieves the electric power system during the time when it is most loaded, while at the same time reducing operating costs. The goal is to acquire and accumulate the knowledge necessary for the development of such system from a technical point of view and to build a simulation model, with which it is possible to test, simulate and analyse the operation of such system or to serve as an aid in dimensioning of such system in reality. In the first part of the thesis, we focus on the theoretical side of the system and an in-depth technical description of each key component that such systems contain. Various technologies that can be used in such systems are presented and it is elaborated which technologies are most suitable for the aforementioned issue. It gathers all the necessary theoretical knowledge that allows us to create a simulation model. In the second part of the thesis, the simulation model which was developed in the Matlab programming environment with the Simulink simulation tool is described and presented in detail, using the knowledge gained from the theoretical part. The operation of each component in the simulation model is precisely elaborated and described. In the last part of the thesis, there is a detailed analysis of the results that we obtained using the simulation model. The results contain an analysis of measurements in the warmest month of the year, when running costs of the building are the lowest and the presence of solar energy is the highest, and in the coldest month, when running costs are the highest and the presence of solar energy is the lowest. We have come to certain conclusions that contribute to understanding the issues of developing such systems and the problems that may appear in their development. From the analysis of the results, we can conclude that the consumption from the grid decreases on average, especially during the time when consumption is the highest and the network is the most loaded. This can consequently reduce the predetermined connected power of consumers on the network, which allows the electric power system to be freed up for new consumers, without major investments in expanding the electric power system infrastructure. During the analysis, we also identified some suggestions for improvements, especially with the optimization of the entire system with the energy management system or EMS, which could further optimize energy consumption and thus the efficiency of the system with the help of larger amounts of data and more complex predictive models, machine learning and artificial intelligence. In addition, with appropriate sizing of the battery storage and solar power plant, we could further optimize the operation of the entire system and thus increase efficiency. Nevertheless, this work represents a good basis for understanding, developing and improving such systems, which represent added value in pursuing the goals of a sustainable energy future.
Sekundarne ključne besede: Battery;battery storage system;renewable energy sources;solar power plant;consumption optimization.;
Vrsta dela (COBISS): Magistrsko delo/naloga
Študijski program: 1000316
Komentar na gradivo: Univ. v Ljubljani, Fak. za elektrotehniko
Strani: 1 spletni vir (1 datoteka PDF (XII, 62 str.))
ID: 26119023