41416 Energisystemer - Analyse, design og optimering

2024/2025

Kursusinformation
Energy systems - analysis, design and optimization
Engelsk
10
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
Retningsspecifikt kursus (MSc), Mechanical Engineering
Retningsspecifikt kursus (MSc), Sustainable Energy
Retningsspecifikt kursus (MSc), Sustainable Energy Technologies
Teknologisk specialisering (MSc), Mechanical Engineering
Teknologisk specialisering (MSc), Sustainable Energy
F5 (ons 8-17)
Campus Lyngby
Forelæsninger, opgaveregning og miniprojekter
13-uger
Bedømmelse af opgave(r)/rapport(er)
4 individualiserede grupperapporter og 1 individuel rapport. Helhedsvurdering.
Alle hjælpemidler - med adgang til internettet
7-trins skala , intern bedømmelse
41045/41401/41431/62604/47201.­(41402/41409/41419/41420/41421).­41065/41312/41814 , De studerende forventes at have en baggrund inden for anvendt termodynamik.
Brian Elmegaard , brel@dtu.dk
Nasrin Arjomand Kermani , Tlf. (+45) 4525 4174 , nasker@dtu.dk
41 Institut for Byggeri og Mekanisk Teknologi
I studieplanlæggeren
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
Formålet med kurset er at give de studerende en baggrund for at analysere, designe og optimere både moderne energianlæg og deres drift i energisystemer.
De dækkede sektorer til integration af nye teknologier er elektricitet, opvarmning, køling og brændstoffer, med vægt på bæredygtige løsninger og vedvarende energikilder.

Kurset fokuserer på optimering af kraftproduktion, kraftvarmeværker, varmepumper og kølesystemer og involverer termisk, mekanisk og kemisk energiomdannelse. Denne optimering sigter mod at muliggøre den grønne omstilling af energiforsyning, distribution og brug i private og industrielle sektorer. Både energi, økonomi og emissioner inddrages som kriterier for evalueringer.

Derudover opnår de studerende viden om konstruktion og drift af energisystemer.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Opstille matematiske modeller for et energisystem og anvende disse for at danne sig et overblik over systemet
  • Udvise omfattende forståelse for interaktion mellem markeder og teknologier i energisystemet
  • Beskrive og vurdere et bredt udsnit af visioner for fremtidens løsninger i energisystemet
  • Evaluere og kvantificere energimæssige og økonomiske konsekvenser af nye energiteknologiers indpasning i energisystemet
  • Beskrive og evaluere forskellige energilagringsteknologier med hensyn til den proces de implementeres i
  • Udføre en pinchanalyse for varmegenvindingssystemer
  • Udføre en exergianalyse af et energianlæg
  • Beregne den økonomiske rentabilitet af et projekt og og udføre en exergoøkonomisk analyse af teknologien for at forbedre denne
  • Syntetisere og dokumentere forslag for optimalt design og driftsstrategi for energianlæg
  • Udvikle modeller af dynamisk drift af termiske systemer for optimering af drift
Kursusindhold
Kurset vil behandle energitekniske anlæg og systemer. Eksempler er: Gasturbiner, kraftvarmeværker, fjernvarmesystemer, systemer til produktion, transport, lagring og fordeling af el og varme, industrielle procesanlæg osv. Anlæggenes karakteristiske egenskaber og begrænsninger diskuteres og sammenkobles med forbrugets variationer. I kurset introduceres og anvendes metoder til analyse og udformning af sådanne komplekse anlæg og systemer og optimering af deres drift. De tekniske systemer analyseres både ved hjælp af traditionelle termodynamiske analyser, og nyere metoder såsom pinchmetoder og exergianalyser. Disse tekniske analyser integreres så med traditionelle økonomiske analyser igennem den kombinerede teknisk-økonomiske metode "exergoeconomics".
Litteraturhenvisninger
Thermal Design and Optimization by Adrian Bejan, George Tsatsaronis og Michael Moran
eller alternativt:
Exergy -- Production, Cost and Renewability by Silvio de Oliveira Junior (findes som e-bog i DTU findit)
Exergy -- Energy, Environment and Sustainable Development by Ibrahim Dincer og Marc A. Rosen (findes som e-bog i DTU findit)
Sidst opdateret
16. maj, 2024