Linköpings Tekniska Högskola/IKP Kursinformation Kurs TMES25 INFORMATION OM KURSEN ENERGIRESURSER TMES25 Syftet med denna kursinformation är att ge kompletterande information utöver vad som finns i studiehandboken. INNEHÅLL Sid Lärare mottagningstider mm 1 Tentamina 1 Kurs litteratur 1 Schema 2 LÄRARE MOTTAGNINGSTIDER MM Lärare: BMh: Bahram Moshfegh, LiTH (013/28 11 58) BKn: Björn Karlsson, LiTH GWl: Göran Wall, Konsult HZo: Heimo Zinko, LiTH ICn: Ingvar Carlsson, Tekniska Verken i Linköping TFn: Thomas Franzén, LiTH SGn: Stig-Inge Gustafsson, LiTH LTg: Louise Trygg, LiTH Examinator: Bahram Moshfegh Mottagningstider: Anslagstavla: TENTAMINA Efter överenskommelse per telefon. Anslagstavlan är belägen på vid avdelningen för energisystem. På denna tavla anslås bland annat tentamensresultat och lösningar till tentamensuppgifter. I kursen ingår en ordinarie tentamen efter period 2 och två omtentamen. Aktuella tidpunkter framgår av studiehandboken. Tentamens uppläggning: Se tentamen i energiresurser TMES25, 2002-12-17, sid 4 KURS LITTERATUR Annelie Carlsson : Externa kostnaders inverkan på tekniska energisystem (Simulering av biobränsleanvändningen i tre regioner) Göran Wall: Exergi, ekologi och demokrati, finns på http://www.exergy.se/ftp/eedse.pdf Göran Wall: Alternativa energisystem för svenska förhållanden, finns på http://www.exergy.se/ftp/aes.pdf Kursmaterial, Energiresurser, TMES25
Linköpings Tekniska Högskola/IKP 2(7) SCHEMA, kurs energiresurser TMES25, HT2 Vecka 43 23/10 måndag 08 00-10 00 P36 F1 : Energiresurser och termodynamiska processer BMh 27/10 fredag 10 00-12 00 P36 F2 : Energiresurser och termodynamiska processer BMh Vecka 44 30/10 tisdag 08 00-10 00 P36 F3 : Resursbegreppet BKn 31/10 tisdag 13 00-15 00 P36 F4 : Vad innebär resursbegreppet för industrin LTg 3/11 fredag 10 00-12 00 P36 F5 : Fjärrvärme HZo Vecka 45 6/11 måndag 08 00-10 00 P36 F6 : Energiläget år 2050 SGn 7/11 tisdag 13 00-17 00 P36 F7 : Exergi, ekologi och demokratigwl 10/11 fredag 10 00-12 00 P36 F8 : Fjärrvärme HZo Vecka 46 13/11 måndag 08 00-10 00 P36 F9 : Externa kostnader och biobränsle som resurs BKn 14/11 tisdag 13 00-15 00 P36 F10: Elsystem TFn 17/11 fredag 10 00-12 00 P36 F11: Fjärrvärme HZo Vecka 47 20/11 måndag 08 00-10 00 P36 F12: Avfall som energikälla och miljöfrågor BKn 21/11 tisdag 13 00-15 00 P36 F13: Elsystem TFn 24/11 fredag 10 00-12 00 P36 F14: Klimat och energi hur hänger det ihop? Hur fungerar helheten?hzo Vecka 48 27/11 måndag 08 00-10 00 P36 F15: Solcell och solvärme HZo 28/11 tisdag 13 00-15 00 P36 F16: Elsystem TFn 1/12 fredag 10 00-12 00 P36 F17: Tekniska Verkens miljövänliga energisystem ICn Vecka 49 4/12 måndag 08 00-10 00 P36 F18 : Från nu till framtid BKn BMh: Bahram Moshfegh, LiTH BKn: Björn Karlsson, LiTH GWl: Göran Wall, Konsult HZo: Heimo Zinko, LiTH TFn: Thomas Franzén, LiTH LTg: Louise Trygg, LiTH SGn: Stig-Inge Gustafsson, LiTH ICn: Ingvar Carlsson, Tekniska Verken i Linköping
Linköpings Tekniska Högskola/IKP 3(7) TENTAMEN I ENERGIRESURSER TMES25 Tid: Tisdagen den 17 december 2002, kl. 14.00-18.00 Tillåtna hjälpmedel: Räknedosor (av godkänd modell), räknetabeller, och ritverktyg. Beteckningar: Poängsättning: Införda beteckningar skall noggrant definieras om de inte överensstämmer med beteckningarna i föreläsningarna. Maximal poäng på varje deluppgift anges efter uppgiften inom parentes. För betyg 3 krävs 12 av 30 poäng " " 4 " 18 av 30 " " " 5 " 24 av 30 " Betygslistan: Listan anslås senast den 31 december 2002. Granskningstid: Tiden för tentamensgranskning utgår den 14 januari 2003. Linköping den 17 december 2002 Bahram Moshfegh Tel: 28 11 58 (LiTH) eller 0708-464647.
Linköpings Tekniska Högskola/IKP 4(7) T1. Beskriv kortfattat följande begrepp: - Utnyttjningstid - Social värmelast - Belastningsdiagram (3p) T2. Just nu pågår en kampanj i Sverige för att satsa på kraftvärme. Du ska resonera kring detta genom att svara på följande frågor. a) Kan du beskriva vilka viktiga skäl det finns för att bygga kraftvärme? b) Hur måste prisbilden på el i förhållande till fjärrvärme se ut för att kraftvärme är intressant? c) Oftast bygger man blandkondensverk. När ska man då köra som kondenskraftverk och när som mottryckanläggning? Vilken miljövinst kan man åstadkomma i Europa genom att producera mera kraftvärme i Sverige? (4p) T3. Lasten i ett mindre fjärrvärmesystem har en fördelning (månadsvis) enligt tabellen. Den totala årsförbrukningen är 10 GWh. Under sommaren (juli) brukar halva lasten bestå i värmeförluster från distributionsnätet, andra hälften är tappvarmvatten. Relativ energilast (%) 30-år medeltemp ( C) Jan 0,161-2,8 Feb 0,139-3,0 Mars 0,121 0,1 Apr 0,082 4,6 Maj 0,045 10,7 Juni 0,019 15,6 Juli 0,017 17,2 Aug 0,023 16,2 Sep 0,046 11,9 Okt 0,080 7,5 Nov 0,117 2,6 Dec 0,150 1,0 Tabell 1: Relativ värmelast i ett fjärrvärmesystem samt medelvärde på utelufttemperaturen månadsvis. Resonera kring följande frågor: a) Är detta relativt sett en stor eller liten värmeförlust räknad på årsbasis?
Linköpings Tekniska Högskola/IKP 5(7) b) Vilka åtgärder skulle kunna hjälpa att reducera värmeförlusten? c) Om man vill ersätta värmeförlusten i juli med solvärme, hur många m2 solfångare behövs det? Solfångarna har ett månadsutbyte i juli av ca 65 kwh/m2. Vad skulle händer om man fördubblade solvärmeytan, i synnerhet om det finns en rökgaskylare i produktionssystemet? (4p) T4. Härled sambandet mellan de tre godhetstalen för kraftvärmeverk. T5. Varför är anläggningar med 230 V spänning lika farliga som högspänningsanläggningar? Den vanligaste dödsorsaken i respektive anläggningstyp är emellertid av olika karaktär. Beskriv dessa dödsorsaker. För personskydd i elsystemen i hus kan man använda sig av jordfelsbrytare. Förklara funktionen hos en sådan. Vilken känslighet i ma har den normalt? (3p) T6. Vilken spänning avger normalt generatorn i ett kraftverk och vilka spänningar (trefas) används normalt i Sverige vid överföring över större avstånd (> 500 km)? För att minimera storleken av de av ledningarna orsakade magnetfälten kan man använda sig av olika stolptyper eller bygga speciella ledningar. Ange några exempel på sådana stolptyper och ledningar. T7. Vad innebär det för biobränslets utnyttjande att vi har kolkondens på marginalen? T8. Avfallsförbränning är under kraftig utbyggnad i Sverige. Vad driver denna utveckling och varför sker det nu? Det finns både negativa och positiva aspekter på avfallsförbränning med energiåtervinning. Redogör för detta. T9. Den antropogena växthuseffekten har blivit en verklighet som ifrågasätts av allt färre forskare. För norra latituder kan effekten bli värre än för jorden i genomsnitt. T ex finns det klimat modeller som indikerar att temperaturen i våra breddgrader kan stiga med 4 C, när temperaturen i genomsnitt på jorden bara stiger med 1,5 C de närmaste 50 åren. a) Vilka konsekvenser skulle detta ha på behovet på el och värme, om Sverige hade samma värmelast som idag. Anta Stockholmklimat. I tabell 1 hittar du månadliga
Linköpings Tekniska Högskola/IKP 6(7) utelufttemperaturer för Stockholm. Behovet för lokaluppvärmning är idag ca 100 TWh. Och för lokalkylning ca 10 TWh. Balanstemperaturen för såväl uppvärmning som kyla är 17 C. Antar att vi inte använder elkraft för uppvärmning, men väl för kylning med en kylfaktor 3. Man kan förfina resonemanget genom att anta att dygnstemperaturen följer en sinuskurva under dagen med en amplitud på ±5 C. b) Vilka konsekvenser har detta för produktionssystemet om vi vill använda oss av så mycket kraftvärme som möjligt? Räkna upp vad som skulle kunna göras för att åstadkomma en minskning av energiförbrukningen för värme och kyla till lokaler med 50 %. (3p) T10. Beskriv hur Azar i ''Energiläget år 2050'' bestämmer hur stort årligt koldioxidutsläpp Sverige får ha om inte växthuseffekten skall äventyra jordens klimat. T11. Anta att någon erbjuder dig två påsar, den ena med 1 kwh energi, den andra med 1 kwh exergi. Vilken av påsarna betingar det största värdet? 1) energipåsen x) exergipåsen 2) båda har samma värde T12. Vilken ekologisk funktion saknas i vårt tekniska samhälle? 1) produktion x) konsumtion 2) destruktion T13. Vilket av följande länder har högst andel kärnkraft i sitt energisystem? 1) Japan x) Sverige 2) Frankrike (1p) (1p) (1p) ------------------------------ Σ 30p