Förnyelsebar energi
Provmoment:
Ladokkod:
Tentamen ges för:
7,5 högskolepoäng
Tentamen
41N15A
Energiingenjör, Högskoletekniker
TentamensKod:
Tentamensdatum:
Tid:
2016-01-15
14.00 – 18.00
Hjälpmedel:
Miniräknare
Totalt antal poäng på tentamen:
60 p
Betygsgränser
Tentamen består av två delar om vardera 30 p. Under förutsättning att minst 10 poäng
erhålls på vardera tentamensdelarna ges följande betyg:
0 – 29 poäng: U
30 – 39 poäng: 3
40 – 49 poäng: 4
50 – 60 poäng: 5
Allmänna anvisningar
Var noga med att redovisa eventuella antaganden och arbetsgången vid lösning av
uppgifterna. Fullständiga beräkningar skall redovisas.
Där så krävs, gör studenten egna antaganden vid lösandet av uppgifterna.
Resultat tillgängligt i Ladok fr o m ca 4 veckor efter tentamen.
Tentamenstesen återlämnas!
Lycka till!
Ansvarig lärare: Per Andersson, tel 0707-41 77 41
1
Del 1 (teoridel), bestående av 6 frågor om 5 poäng vardera
1
Redogör för hur energisystemet (energiläget) har förändrats sedan början
av 1970-talet till dags dato. Diskutera även vad som bidragit (stimulerat)
till förändringen och hur miljömål har uppfyllts. Fokusera på energiläget
nationellt men behandla även den globala situationen översiktligt.
2
Du anlitas som expert rörande investering av en solvärmanläggning för en
villa (i Sverige). Redogör för vad som kan anses gälla för en sådan
investering med avseende på teknik, ekonomi och miljö. Erforderliga
skisser visande olika systemlösningar ska ingå i redovisningen.
3
Redogör för vindkraftens utnyttjande i Sverige idag samt tänkta utbyggnadsplaner. Behandla även verkens konstruktiva utformning, deras
underhåll samt miljöaspekter i samband med utnyttjande av vindkraften.
4
Redogör för möjligheter att använda förnyelsebar energi för framställning
av drivmedel till fordon. Behandla teknik och miljö.
5
Redogör för bioenergins utnyttjande i Sverige inom fjärrvärmeområdet,
samt teknik och miljöaspekter i samband med detta.
6
Redogör för möjligheter att utnyttja vatten-, våg- och tidvattenkraft.
Behandla teknik och miljö.
2
Del 2 (räknedel), bestående av 6 frågor om 5 p vardera
1
Student med godkänd kontrollskrivning 1 skall EJ göra uppgift 1,
markera detta i tentamen!
Beräkning av solfångare för tappvarmvattenberedning för villa
Dim. data
Belägenhet:
Dim. temp solfångare
Ystad
Värmer tappvatten från 10 C
till 65 C
9 m2
Solfångaryta
Beräkna solfångarens möjliga dygnsproduktion (liter/dygn) av tappvarmvatten (55 C) under september månad.
(5 p)
3
2
Student med godkänd kontrollskrivning 2 skall EJ göra uppgift 2,
markera detta i tentamen!
Beräkning av vattenkraftverk
a) Ångermanälven, 463 km lång, är Sveriges vattenrikaste älv med en
årlig kraftproduktion på 14,4 TWh vid ett medelvattenflöde på 485 m 3/s.
Beräkna älvens fallhöjd om verkets totalverkningsgraden sätts till 75 %.
b) För ett större vattenmagasin i Sverige anges vattenmängden till
6000 miljoner m3. Beräkna medelhöjden över havet om lagringskapaciteten är 6,4 TWh.
c) Förklara sugrörets funktion efter en vattenturbin.
(2 + 2+ 1 p)
3
Beräkning av vedpanna och ackumulatortank för villa
Dim. data
Panneffekt:
Specifikt värmebehov:
Temp.differens (tinne – tute)
45 kW
85 000 oh
37 C
a) Beräkna för vilken husstorlek som pannan är lämplig, dvs beräkna
husets årliga energibehov för uppvärmning.
b) Beräkna erforderlig ackumulatorvolym utifrån ett komfortvillkor.
c) Vilken fukthalt bör veden ha då den ska förbrännas? Vad är då dess
fuktkvot?
d) Redovisa ett uttryck för att beräkna bränslets effektiva värmevärde vid
fukthalt f och väteinnehåll h. Bränslets kalorimetriska värmevärde
betecknas Hs. Svara i enheten kWh/kg.
(1 + 2 + 1 + 1 p)
Ledning: Byggnads värmeeffektbehov Q konst(t inne t ute )
Byggnads årsenergibehov för uppvärmning Q konst S
4
4
Beräkning av vindkraftverk för vätgasproduktion
Beräkna den energimängd som på årsbasis kan lagras i vätgas som
energibärare, då vätgasen produceras genom alkalisk elektrolys och för
drift av processen användes vindkraftsel.
Processen har energibehovet 4,5 kWh el / nm3 vätgas (nm3 = normalkubikmeter). Vätgasens värmevärde kan sättas till 120 MJ/kg.
Vindkraftverket har turbindiameter 80 m och medelvindhastigheten uppgår
till 7,5 m/s. Antag själv rimlig effektkoefficient för verket.
(5 p)
5
Beräkning av bergvärmepump för villa (utnyttjar geotermisk energi)
Dim. data
Köldbärarlöde (vatten + sprit)):
Temp. differens köldbärare:
Värmefaktor COPh:
0,6 kg/s, (cp = 3,5 kJ/kg K)
3 C
2,5
a) Beräkna värmepumpens värmeeffekt.
b) Beräkna värmepumpens driveffekt (tillförd eleffekt).
c) Beräkna systemets köldfaktor.
d) Beräkna erforderligt djup hos energibrunnen. Gör själv rimliga
antaganden betr effektuttag per meter borrhål..
e) Om värmepumpen upptar energi från energibrunnen vid temperaturen
-13 C och avger energi till byggnaden vid temperaturen 65 C, vad är då
högsta tänkbara värmefaktor?
(1 + 1 + 1 + 1 + 1 p)
6
Beräkning av koldioxidutsläpp (kg/MJ)
Bensin kan, på massbasis, antas bestå av 86 % kol och 14 %
väte. Värmevärdet för väte är 120 MJ/kg, för kol 33 MJ/kg.
a) Beräkna bränslet emissionstal (g CO2 / MJ) vid förbränning.
b) Beräkna ett fordons bränsleförbrukning vid koldioxidemissionen
120 (g CO2 /km). Bränslets densitet sätts till 800 kg/m3.
(2 + 3 p)
5
