Tuulienergialla tuotetun sähköntuotannon lisäys Saksassa vuosina Ohjaaja Henrik Holmberg

Transkriptio

1 IGCC-voimlaitosten toimintaperiaate ja nykytilanne Ohjaaja Henrik Holmberg IGCC-voimlaitoksissa (Integrated Gasification Combined Cycle) on integroitu kiinteän polttoaineen kaasutus sekä Brayton- että Rankine-prosessit. Prosessien integroimisen seuraukena voimalaitoksen hyötysuhdetta voidaan, ainakin teoriassa, nostaa verrattuna konventionaalisiin kiinteätä polttoainetta polttaviin voimalaitoksiin. Työn tavoitteena on tutustua IGCC-voimlaitosten toimintaperiaatteeseen sekä kartoittaa voimalaitosten nykytilanne. Nykytilnteen osalta tulisi selvittää mm. seuraavia asioita: Voimalaitosten käyttämät polttoaineet, voimalaitosten tyypilliset hyötysuhteet ja tehot, voimalaitoksen tyyppi (lauhde vai CHP) jne. Työssä olisi tarkoitus tutustua myös tarkemmin joihinkin todellisiin IGCC-voimlaitoksiin. Tuulienergialla tuotetun sähköntuotannon lisäys Saksassa vuosina Ohjaaja Henrik Holmberg Saksassa on koko 2000-luvun lisätty voimakkaasti uusiutuvaan energiaan perustuvaa sähköntuotantoa. Tässä muutoksessa tuulivoimalla on ollut keskeinen rooli. Työn pääasiallisena tavoitteena on selvittää syyt, jotka ovat mahdollistaneet tuulisähkön tuotannon lisääntymisen Saksassa, sekä arvioida, millaisia vaikutuksia tuulisähkön tuotannon lisäämisellä on ollut muuhun sähköntuotantojärjestelmään ja mahdollisesti myös sähkäverkkoihin. CHP-voimalaitosten ajaminen lämpökuorman vaihdellessa Ohjaaja Henrik Holmberg CHP-voimalaitokset (Combined Heat and Power Plant) tuottavat samassa kiertoprosessissa sekä sähköä että erilaisissa lämmönkäyttökohteissa hyödynnettävää lämpöä. CHP-voimalaitosten tärkein tehtävä on tuottaa riittävästi lämpöenergiaa lämmönkäyttökohteeseen. CHP-laitokset mitoitetaan tyypillisesti tietyn lämpökuorman mukaan. Käytännössä lämpökuorma ei kuitenkaan pysy vakiona vaan vaihtelee eri ajanhetkinä, minkä vuoksi polttoainetehoa on säädeltävä. Joissakin tilanteissa myös sähkönhinta voi vaikuttaa voimlaitoksen ajotapoihin. Työn tavoitteena on selvittää, miten CHP-voimalaitoksia ajetaan lämpökuormien vaihdellessa sekä miten ajoparametrien muutos vaikuttaa voimalaitoksen keskeisiin suoritusarvoihin, kuten hyötysuhteeseen ja rakennusasteeseen. Myös muiden tekijöiden (esim. sähkönhinta) vaikutus ajoparametreihin voidaan sisällyttää työhön. Työn tavoitteista ja rajauksista voidaan sopia tarkemmin ohjaajan kanssa riippuen siitä, mitä materiaalia aiheesta löytyy. Vaihtoehtoinen otsikko: Osakuorma-ajon vaikutus CHP-voimalaitoksen suoritusarvoihin

2 7104. Kysyntäjouston kaupalliset ratkaisut: Ohjaaja Mikko Kouhia Työssä selvitetään minkälaisia energiankulutuksen kysyntäjouston ratkaisuja on tällä hetkellä olemassa. Selvityksessä etsitään minkälaisia markkinoita on olemassa, miten niille voi osallistua ja minkälaisia toimijoita kysyntäjouston piirissä on. Työssä tutkitaan niitä ratkaisuja, jotka ovat jo olemassa ja kaupallisesti käytössä, tai joilla on potentiaalia seuraavien vuosien aikana.

3 7105. Pienydinreaktorien tulevaisuudennäkymät: Ohjaaja Mikko Kouhia Pienet modulaariset ydinreaktorit (small modular reactor, SMR) ovat kasvavan kiinnostuksen kohteena ja niitä on esitetty muun muassa ratkaisuna hiilidioksidivapaan kaukolämmöntuotantoon Suomessa. Työssä selvitetään, minkälaisia teknisiä ratkaisuja on olemassa, mitä projekteja on meneillään maailmanlaajuisesti ja minkälaisia lainsäädännöllisiä tekijöitä reaktorien käyttöönottoon liittyy.

4 7106. Tuulienergian julkisuuskuva: Ohjaaja Jukka Paatero Työssä perehdytään tuulienergian julkisuuskuvasta tehtyyn kansainväliseen tutkimukseen sekä julkisuuskuvan tilanteeseen Suomessa. Aineiston pohjalta vertaillaan tarkemmin tilannetta kahdessa eri maassa, jotka päätetään myöhemmin. Aiheeseen liittyvä varsin tuore tutkimusesimerkki ohessa:

5 7107. Tuulivoimaloiden jäätymisenestojärjestelmät: Ohjaaja Jukka Paatero Työssä paneudutaan tuulivoimaloiden lapojen jäätymisen estämiseen käytettävien eri järjestelmien teknisiin ratkaisuihin. Aiheeseen liittyvä varsin tuore tutkimusesimerkki ohessa: Pienikokoisten tuuliturbiinien urbaaniin käyttöön liittyvät säädökset Suomessa ja muualla: Ohjaaja Jukka Paatero Työssä perehdytään eri maiden käytäntöihin pienikokoisten tuuliturbiinien urbaanin käyttöön liittyvien säädösten osalta. Työ on luonteeltaan kirjallisuuskatsaus. Aiheeseen liittyvä varsin tuore tutkimusesimerkki ohessa:

6 7109. Katsaus sähkön tuotantoon ja kulutukseen Suomessa vuoden 2010 jälkeen: Ohjaaja Jukka Paatero Työssä perehdytään energiatilastojen ja muiden vastaavien aineistojen pohjalta sähkön tuotantoon ja kulutukseen Suomessa. Työssä pyritään kirjallisten aineistojen tukemana tunnistamaan aineiston osoittamia ilmiöitä.