SIMULERING AV FJÄRDE GENERATIONENS FJÄRRVÄRME MED INTEGRATION AV LÅGTEMPERATURVÄRME : Simulering av olika scenarier för låg tempererat fjärrvärmesystem i MATLAB/Simulink

Sammanfattning

Detta examensarbete undersöker simulering och styrning av ett fjärde generationens fjärrvärmesystem (4GDH) i kombination med termisk energilagring och värmepump, baserat på priserna för förnybar el. Studien genomförs som en dynamisk simulering i MATLAB med 96 tidssteg om 15 minuter under 24 timmar. Verkliga elpriser för delområdet SE3 (Energy Chart, 2026) används tillsammans med en syntetisk generade värmebehovsprofil. Styrningen är regelbaserad och delar dygnet i tre driftlägen: • Läge A är direktdrift med värmepump under 00-06, 10-12 och 21-24. • Läge B är urladdning av den termiska lagringen under högprisperioderna 06-10 och 17-21, då värmepumpen huvudsakligen är avstängd. • Läge C är laddning av lagret under den lägre prisperioden 12-17, värmepumpen producerar mer värme än det aktuella behovet. Den termiska lagertanken dimensioneras utifrån värmebehovet under topprisperioderna med en säkerhetsfaktor på 1,5, vilket ger en lagringskapacitet på 4524 kWh och en tankvolym på cirka 79m3. Resultaten visar att scenariot med termisk lagring och regelbaserad styrning får en total elkostnad på 1131 SEK/dag, medan referensscenariot utan lagring får en elkostnad på 1399 SEK/dag. Detta motsvarar en besparing på 268 SEK (19,2%). Dessutom visar resultaten att termisk energilagring kan minska driftkostnaden genom att flytta värmeproduktion från dyra till billigare elprisperioder. Förnybar elproduktion modelleras inte som en fysisk komponent i studien utan antas endast speglas indirekt genom variationer i elpriset. Klimatpåverkan diskuteras därför som en möjlig konsekvens, inte som ett direkt beräknat resultat.