Beta 1


Title Thermoeconomic Diagnosis: Analyse af komplekse energisystemer
Author Thorhauge, Casper Frost
Supervisor Elmegaard, Brian (Termiske Energisystemer, Institut for Mekanisk Teknologi, Danmarks Tekniske Universitet, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark)
Institution Technical University of Denmark, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark
Thesis level Master's thesis
Year 2007
Abstract Thermoeconomic diagnosis is a relative new theory in the field of energy analysis based on the second law of thermodynamics. With thermoeconomic diagnosis an innovative diagnostic tool is created for the analysis of complex energy systems. The method combines the strengths of thermodynamic and economic analysis, and challenges the user to new ways of thinking. Because of the complicated nature of the theory, the first parts of the project are a comprehensive review that covers the theory from the basic rules to the practical application of the theory. The comprehensive review uses a simple co-generation plant to illustrate the application of the theory. This example is used to show how the concepts of exergy cost, fuelproduct, fuel impact, and productive structure are used and created. In the last part of the review it is described how the characteristic curve is used to filter the induced malfunction from the intrinsic malfunctions. The characteristic curve approach is one of the most recent attempts to obtain a better diagnosis of energy systems in the field of thermoeconomic diagnosis. This project shows how the new method in collaboration with excisting methods is able to diagnose and quantify the effect of an intrinsic malfunction. A simulation model has been developed for this purpose. The last part of the project presents a far more complex energy system. Among other things it shows how the productive structure is created for a propulsion plant of a container vessel. An existing simulation model is used to simulate the system. Unfortunately it is shown that the simulation model is not suited for this type of analysis. This is mainly due to the inflexibility of the model. However, it is possible to show how the fuel impact is calculated, even though the products from the total plant are not constant, and how to interprete the results in this situation. The project presents a promising tool for the diagnosis and quantification of malfunctions in complex energy systems. It is possible to obtain a general view of the plant, which has not been seen with other tools. In addition to this, it is possible to estimate how the fuel cost is divided between the electrical and heat production in a cogeneration plant
Abstract Thermoeconomic diagnosis er en relativ ny gren indenfor energianalyser, der er baseret på termodynamikkens anden hovedsætning. Med thermoeconomic diagnosis er der skabt et nyt innovativt redskab til analyser af komplekse energisystemer. Metoden er en kombination af en termodynamisk og økonomisk analyse, som udfordrer brugeren til at tænke i nye baner for at kunne forstå teorien. Grundet den komplicerede natur af teorien består de første afsnit af en detaljeret gennemgang, som strækker sig lige fra de grundlæggende antagelser til, hvordan teorien bruges i praksis. Den detaljerede gennemgang gør brug af et simpelt kraftvarmeanlæg til at illustrere, hvordan teorien bruges. Ved hjælp af dette eksempel vises det, hvordan begreber som exergy cost, fuel-product, fuel impact og den produktive struktur fungerer og opbygges. I slutningen af gennemgangen beskrives det, hvordan de karakteristiske kurver for komponenterne kan benyttes til at filtrere induced malfunction fra intrinsic malfunction. Den karakteristiske kurve er et af de nyeste forsøg indenfor thermoeconomic diagnosis til at opnå en bedre diagnosticering af anlæggene. I projektet vises det, hvordan denne nye metode gør det muligt i samarbejde med de eksisterende metoder til at diagnosticere og kvantificere effekten af en intrinsic malfunction. Til dette formål er der udviklet en simuleringsmodel af anlægget. Den sidste halvdel af projektet præsenterer et langt mere komplekst energisystem. Det vises blandt andet, hvordan den produktive struktur kan opbygges for et fremdrivningsanlæg til containerskibe. Der benyttes en eksisterende simuleringsmodel for at simulere systemet. Denne simuleringsmodel viser sig desværre at være mindre velegnet til denne type analyse. Det skyldes, at modellen ikke er fleksibel nok. Det er dog muligt at vise, hvordan fuel impact beregnes, når det ikke er muligt at have et konstant produkt fra anlægget, samt hvordan et resultat af denne art skal tolkes. Projektet viser et lovende redskab til diagnosticering og kvantificering af fejl ved komplekse energisystemer. Der opnås et overblik over anlægget, der ikke er set med andre redskaber. Det er blandt andet muligt at vurdere, hvor meget af brændstoffet der går til henholdsvis el og varmeproduktion i et kraftvarmeanlæg.
Imprint Technical University of Denmark (DTU) : Kgs. Lyngby, Denmark
Fulltext
Original PDF Rapport_Final.pdf (1.33 MB)
Admin Creation date: 2009-11-05    Update date: 2010-10-28    Source: dtu    ID: 252026    Original MXD