Modeliranje i analiza energetskih prilika kućanstva s integriranim fotonaponskim sustavom i dizalicom topline

diplomski rad

• Naslov (engleski): Modelling and analysis of energy systems operation in a household with an integrated photovoltaic system and a heat pump
• Autor: Luka Budin
• Mentor: Marko Delimar (mentor)
• Član povjerenstva: Marko Delimar (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Juraj Havelka (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Goran Grdenić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet elektrotehnike i računarstva; Zagreb
• Datum i država obrane: 2020-07-16, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Elektrotehnika

Sažetak

Zbog sve intenzivnijeg napuštanja fosilnih goriva te prelaska na dobivanje toplinske i električne energije iz obnovljivih izbora energije, u ovome je radu napravljen energetski model kućanskog objekta koji svoju potražnju za toplinskom energijom dobiva iz dizalice topline, a sveukupnu potražnju za električnom energijom dobiva iz fotonaponske elektrane. Energetski je model isprogramiran u Python-u te je napravljen u obliku aplikacije gdje korisnik odabire parametre koji opisuju njegov objekt te koja vrši energetski proračun za bilo koji tip kućanstva.
Korištenjem osnovnog algoritma strojnog učenja, opisana je dinamika rada dizalice topline u aspektu dobivanja toplinske energije te potrošnje električne energije. Dinamika rada dizalice topline koristila se za opisivanje toplinskog grijanja objekta te potražnjom za PTV-om. Dimenzioniran je i toplinski spremnik PTV-a te su modelirani gubitci spremnika. Modelirana je i krivulja potrošnje električne energije objekta za svakodnevne potrebe te je sukladno ukupnoj potražnji objekta za električnom energijom dimenzionirana i fotonaponska elektrana. Napravljena je bilanca električne energije na godišnjoj razini te je napravljen financijski model obračuna troškova električne energije sukladno trenutno važećem modelu samoopskrbe te uspoređen se modelom krajnjeg kupca sa vlastitom proizvodnjom. Izračunata je isplativost investicija navedenih tehničkih sustava te su rezultati analizirani kroz oba modela obračuna troškova.

Sažetak (engleski)

Due to the increasingly intensive transition to the production of heat and electricity from renewable energy sources, this paper describes an energy model of a domestic household which gets its heat demand from a heat pump, while the overall electricity demand comes from a photovoltaic power plant. The energy model is programmed in Python and is made in the form of an application where the user selects the parameters that describe his object and makes an energy calculation for any type of household. Using the basic machine learning algorithm, the dynamics of heat pump operation in the aspect of heat production and electricity consumption is described. The dynamics of heat pump operation was used to describe the thermal heating of the building and the demand for DHW. The DHW heat tank was also designed and the tank losses were calculated. The electricity consumption curve of the household for everyday needs was also modelled and in accordance with the total electricity demand of the building, a photovoltaic power plant was designed. An annual electricity balance has been calculated and a financial model for calculating electricity costs has been designed in accordance with the currently valid net-metering model. Financial model was compared with the model of the prosumer. The profitability of investments of technical systems has also been calculated and the results were analyzed for both financial models.

• Ključne riječi: energetsko modeliranje; dizalica topline; fotonaponska elektrana; strojno učenje; model samoopskrbe; obnovljivi izvori energije; model krajnjeg kupca sa vlastitom proizvodnjom
• Ključne riječi (engleski): energy modelling; heat pump; photovoltaic power plant; machine learning; net-metering model; renewable energy sources; prosumer model
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:087102
• Studijski program: Naziv: Elektrotehnika i informacijska tehnologija; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije (mag. ing. el. techn. inf.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Zatvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2023-01-15 09:51:39