hig.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard-cite-them-right
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • sv-SE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • de-DE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Egenproduktion av elektricitet via ett bränslecellsfordon på ett mikrobryggeri i Mellansverige: Analys av kostnader och systemverkningsgrad
University of Gävle, Faculty of Engineering and Sustainable Development, Department of Building Engineering, Energy Systems and Sustainability Science, Energy Systems and Building Technology.
University of Gävle, Faculty of Engineering and Sustainable Development, Department of Building Engineering, Energy Systems and Sustainability Science, Energy Systems and Building Technology.
2023 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

För att uppnå de globala målen för hållbar utveckling krävs en omställning i dagensenergisystem, där fossila resurser bör ersättas med förnybara energikällor såsom soloch vindkraft. Då dessa energikällor har en intermittent energiproduktion, krävsenergilager för att de ska kunna ta över som huvudsakliga energikällor. Vätgas harvisat sig vara ett bra alternativ till fossila resurser, då det är en lovande energibärareför energilagring, har hög energitäthet liksom att produktionen av vätgas kan skeutan skadliga utsläpp. Genom användandet av överskottsenergi från förnybaraenergikällor – såsom sol- och vindkraft – kan vätgas utvinnas genomvattenelektrolys. Stigande elpriser har resulterat i att såväl privatpersoner somföretag får betala ett högt pris för sin elförbrukning, samtidigt som det finns en riskatt elförsörjningen vid vissa tidpunkter inte klarar av elbehovet. Av den anledningenhar egenproduktion av elkraft – partiellt eller helt självförsörjande – blivit allt meraktuellt. Detta examensarbete utfördes som en energi- och systemanalys, där syftetvar att undersöka hur ett bränslecellsfordon med vätgas som energibärare kundeimplementeras och användas för lokal elproduktion på ett mikrobryggeri föröltillverkning i Mellansverige. Detta genom att genomföra en övergripandeenergikartläggning och beräkning av bryggeriets energianvändning i MicrosoftExcel. Ett vätgassystem modellerades för att därefter analyseras avseende totalsystemkostnad och systemverkningsgrad, och jämföras med en solcellsanläggningsom dimensionerades med mjukvaran Winsun.Det kunde konstateras att bryggeriets befintliga system medförde ett totaltenergibehov av 35 417 kWh och en total elkostnad på 110 179 kr/år, med ensystemverkningsgrad för elleverans via elnätet på 100%. Genom att integrera ettbränslecellsfordon till bryggeriet kunde 6043 kWh elektricitet och 4029 kWhvärme genereras per år. Då den totala kostnaden för inköpt el och vätgasberäknades, uppgick systemkostnaden för vätgassystemet till 139 635 kr/år, därsystemverkningsgraden varierade mellan 25–34%. Den dimensioneradesolcellsanläggningen medförde en systemkostnad på 78 758 kr/år och ensystemverkningsgrad på 92%, då en rak avskrivningstid på tio år antogs. Då dessasystem jämfördes avseende total systemkostnad och systemverkningsgrad, kundeslutsatsen dras att solcellsanläggningen var det mest ekonomiskt lönsammaalternativet vad gäller egenproduktion av elektricitet för denna tillämpning.Vätgassystemet konstaterades vara det dyraste alternativet och blev cirka 30 000 krdyrare per år än referenssystemet, men det bör dock tas i beaktande attvätgassystemet även medför en säkrad eltillgänglighet då det fungerar somreservkraft för eventuella avbrott på elnätet.

Abstract [en]

A transition in today’s energy system is required to achieve the global goals forsustainable development, where fossil resources should be replaced by renewableenergy sources such as solar and wind energy. As these energy sources have anintermittent energy production, energy storage is required for these to work asmain energy sources. Hydrogen has proven to be a good alternative to fossilresources as it is a promising energy carrier for energy storage, has a high energydensity as well as the production of hydrogen can take place without harmfulemissions. By using the surplus energy produced from renewable energy sources –such as solar and wind power – hydrogen can be extracted through waterelectrolysis. Rising electricity prices has resulted that both individuals andcompanies are paying a high price for their electricity consumption, while there is arisk that the electricity supply at certain times can not cope with the electricitydemand. For this reason, self-production of electric power – partially or completelyself-sufficient – has become increasingly relevant. The thesis was carried out as anenergy and systems analysis, where the purpose was to investigate how hydrogencan be used for electricity production at a microbrewery for beer production incentral Sweden. An overall energy audit and calculation of the breweries energy usewas carried out in Microsoft Excel. A hydrogen system was modeled, and thenanalyzed in terms of total cost and system efficiency. The hydrogen system was thencompared with a photovoltaic system dimensioned with the software Winsun.It could be stated that the breweries existing system entails a total energy demand of35 417 kWh and a total electricity cost of 110 179 SEK/year, with a systemefficiency for electricity supply via the electricity grid of 100%. By integrating a fuelcell vehicle into the brewery 6043 kWh of electricity and 4029 kWh of heat couldbe generated per year. When the total cost of purchased electricity and hydrogenwas calculated, the cost for the hydrogen system amounted to 139 635 SEK/year,where the system efficiency varied between 25–34%. The dimensioned photovoltaicsystem resulted in a cost of 78 758 SEK/year and a system efficiency of 92%, whena straight depreciation period of ten years was assumed. When these systems werecompared regarding total cost and system efficiency, it could be concluded that thephotocoltaic system was the most economically viable alternative for electricityproduction. The hydrogen system was the most expensive alternative and will beabout 30 000 SEK more expensive per year than the reference system, but it shouldbe taken into account that the hydrogensystem also provides a secured electricityavailability as it serves as backup power for any interruptions in the electricity grid.

Place, publisher, year, edition, pages
2023. , p. 54
Keywords [en]
Electricity generation, brewery, availability of electricity, electrolysis, hydrogen, fuel cell.
Keywords [sv]
Elproduktion, bryggeri, eltillgänglighet, elektrolys, vätgas, bränslecell.
National Category
Other Engineering and Technologies
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hig:diva-42186OAI: oai:DiVA.org:hig-42186DiVA, id: diva2:1768696
External cooperation
The House of Excellence AB; Leufstabruk Bryggeri AB
Subject / course
Energy systems
Educational program
Högskoleingenjör
Supervisors
Examiners
Available from: 2023-06-19 Created: 2023-06-15 Last updated: 2023-06-19Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1377 kB)22 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1377 kBChecksum SHA-512
06f0c418faeaf92c90a4520d906a2c37fc9321f2177fe7420d69b6b45de07259ede26f69f618f480b88ae9669d297c2c5d4f32f44b2caed1297f458eef784796
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy Systems and Building Technology
Other Engineering and Technologies

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 22 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 78 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard-cite-them-right
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • sv-SE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • de-DE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf