Automatisoidun akunvalmistuslinjan energiankulutus
Ylä-Himanka, Lauri (2022)
2022
Teknisten tieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2022-04-21
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202204193278
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202204193278
Tiivistelmä
Liikenteen päästöjen vähentäminen nyky-yhteiskunnassa on välttämätöntä globaalin lämpötilannousun pysäyttämisessä. Tulevaisuudessa energiamurros on välttämätön, kun kasvihuonekaasuja on pystyttävä asteittain vähentämään. Yritysten tulevaisuuden menestyminen edellyttää, että vastuullisuuteen panostetaan. Energian varastointi akkuihin ja niiden valmistuksen ympäristövaikutukset ovat tärkeitä tutkimuskohteita, kun fossiilisten polttoaineiden energiatiheys on toistaiseksi vielä parempi.
Tässä kandidaatintyössä selvitetään akunvalmistuksen eri vaiheet ja näihin kuluva energia muiden tutkimusten, ja Valmet Automotiven akunvalmistuslinjan mittauslaitteiden perusteella. Työssä tutkitaan, kuinka paljon kokoonpanon energiankulutus riippuu valmistuksen kapasiteetista, joka aiheuttaa energiankulutuksen ison vaihtelun eri tuotantolaitoksissa. Pienellä kapasiteetilla toimivissa tehtaissa energiankulutus oli suurempi kuin suurella kapasiteetilla toimivissa.
Akku koostuu monesta litiumionikennosta, akunhallintajärjestelmästä, jäähdytysjärjestelmästä, akun kotelosta ja muista akun rakenteiden osista. Akun kokoonpanoon kuluva energia saadaan kuuteen eri ohjelmoitavan logiikan (PLC) alueeseen asennetuista paineilman ja sähkönkulutuksen mittauslaitteista. Mittaukseen käytettiin Feston MSE6- ja Siemens SENTRON PAC3200-mittauslaitteita. Kokoonpanossa akun koteloon asennettiin akkukennoista kootut moduulit, jäähdytys- ja akunhallintajärjestelmä. Kompressorin teholle ja sen maksimivirheelle pystytään johtamaan kaavat ja näiden avulla laskettiin tulokset kompressorin energiankulutukselle.
Tämän työn tutkimusaineisto koostuu paineen, paineilman- ja sähkönkulutuksen mittauksista, joita kerättiin kahdeksalta päivältä. Energiankulutukseksi saatiin eri tutkimuksista saatujen tulosten laajan asteikon alkupäästä oleva tulos. Painehäviöt arvioitiin kompressorin asetuspaineen ja mittauspisteiden erotuksen keskiarvona. Painehäviön havaittiin kasvavan ilman virtausnopeuden kasvaessa. Virheet jäivät pieniksi antureiden tarkkuuden johdosta, mutta virhettä aiheutti myös ilman puristumisen olettaminen isentrooppiseksi, normaali-ilmanpaineen ja kompressorin asetuspaineen ylärajan käyttäminen laskuissa.
Tässä kandidaatintyössä selvitetään akunvalmistuksen eri vaiheet ja näihin kuluva energia muiden tutkimusten, ja Valmet Automotiven akunvalmistuslinjan mittauslaitteiden perusteella. Työssä tutkitaan, kuinka paljon kokoonpanon energiankulutus riippuu valmistuksen kapasiteetista, joka aiheuttaa energiankulutuksen ison vaihtelun eri tuotantolaitoksissa. Pienellä kapasiteetilla toimivissa tehtaissa energiankulutus oli suurempi kuin suurella kapasiteetilla toimivissa.
Akku koostuu monesta litiumionikennosta, akunhallintajärjestelmästä, jäähdytysjärjestelmästä, akun kotelosta ja muista akun rakenteiden osista. Akun kokoonpanoon kuluva energia saadaan kuuteen eri ohjelmoitavan logiikan (PLC) alueeseen asennetuista paineilman ja sähkönkulutuksen mittauslaitteista. Mittaukseen käytettiin Feston MSE6- ja Siemens SENTRON PAC3200-mittauslaitteita. Kokoonpanossa akun koteloon asennettiin akkukennoista kootut moduulit, jäähdytys- ja akunhallintajärjestelmä. Kompressorin teholle ja sen maksimivirheelle pystytään johtamaan kaavat ja näiden avulla laskettiin tulokset kompressorin energiankulutukselle.
Tämän työn tutkimusaineisto koostuu paineen, paineilman- ja sähkönkulutuksen mittauksista, joita kerättiin kahdeksalta päivältä. Energiankulutukseksi saatiin eri tutkimuksista saatujen tulosten laajan asteikon alkupäästä oleva tulos. Painehäviöt arvioitiin kompressorin asetuspaineen ja mittauspisteiden erotuksen keskiarvona. Painehäviön havaittiin kasvavan ilman virtausnopeuden kasvaessa. Virheet jäivät pieniksi antureiden tarkkuuden johdosta, mutta virhettä aiheutti myös ilman puristumisen olettaminen isentrooppiseksi, normaali-ilmanpaineen ja kompressorin asetuspaineen ylärajan käyttäminen laskuissa.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [9896]