Search results

The transformative power of community energy: between theory and practice

Contribution to the conference: International Conference on New Pathways for Community Energy and Storage, 6-7 June 2019ABSTRACTThe community renewable energy is often seen as the way to address the societal challenge of energy transition. Many scholars foresee a key role for community energy in accelerating of the energy transition from fossil to renewable energy sources. For example, some authors investigated the transformative role of community renewable energy in the energy transition process (Seyfang and Smith, 2007; Seyfang and Haxeltine 2012; Seyfang et al. 2013; Seyfang et al. 2014; Smith et al. 2017; Martiskainen, 2017; Ruggiero et al. 2018; Hasanov and Zuidema, 2018; de Boer et al. 2018). Recognising the importance of community energy many scholars studied different internal and external conditions that contribute or hinder the success of local renewable energy initiatives (Walker et al. 2007; Bomberg and McEwen, 2012; Seyfang et al. 2013; Wirth, 2014; Hasanov and Zuidema, 2018; Ruggiero et al. 2018). One of such conditions contributing to the success of community energy initiatives is the capacity to adopt and utilize new technologies, for example, in the area of energy storage, which would increase flexibility and resilience of the communal energy supply systems.However, as noted by Ruggiero et al. (2018), the scholarship remains unclear on “how a very diverse and relatively small sector such as community energy could scale up and promote a change in the dominant way of energy production”. What is then the real transformative power of local renewable energy initiatives and whether community energy can offer an alternative to the existing energy system? This paper aims to answer these questions by confronting the critical review of theory with the recent practice of community energy in the Netherlands to build and scale up independent and self-sustaining renewable energy supply structures on the local and national scale and drafting perspectives on the possible role of community energy in the new energy system.

Jiskefet, a bookkeeping application for ALICE

A new bookkeeping system called Jiskefet is being developed for A Large Ion Collider Experiment (ALICE) during Long Shutdown 2, to be in production until the end of LHC Run 4 (2029). Jiskefet unifies two function- alities: a) gathering, storing and presenting metadata associated with the oper- ations of the ALICE experiment and b) tracking the asynchronous processing of the physics data. It will replace the existing ALICE Electronic Logbook and AliMonitor, allowing for a technology refresh and the inclusion of new fea- tures based on the experience collected during Run 1 and Run 2. The front end leverages web technologies much in use nowadays such as TypeScript and NodeJS and is adaptive to various clients such as tablets, mobile devices and other screens. The back end includes an OpenAPI specification based REST API and a relational database. This paper will describe the organization of the work done by various student teams who work on Jiskefet in sequential and parallel semesters and how continuity is guaranteed by using guidelines on coding, documentation and development. It will also describe the current status of the development, the initial experience in detector stand-alone commissioning setups and the future plans.

Improving the Ecovat business case in a local energy system

Greenfertilizer, zonnemelken voor een carbo-neutrale landbouw

Kunstmest voor de velden en brandstof voor landbouwvoertuigen zijn belangrijke kostenposten voor de landbouw. Kunstmest en dieselbrandstof zijn energie-intensieve producten en daarmee ook een belangrijke bron van CO2 emissies vanuit de landbouw. Technologie voor hernieuwbare energie zoals zonne- en wind energie wordt steeds goedkoper waardoor het rendabeler wordt deze technologie ook te gebruiken. Terug leveren van geproduceerde hernieuwbare elektriciteit aan het elektriciteitsnet is echter niet altijd voordelig. De hernieuwbare energie moet hier concurreren met gesubsidieerde fossiele elektriciteit opgewekt met kolen, gas en kerncentrales. Kleinschalige decentrale productie op het boerenbedrijf van zowel kunstmest als transportbrandstof met behulp van hernieuwbare energie levert de boer en zijn omgeving direct voordeel op:Inkoopkosten voor deze producten worden lagerVermindert de CO2-emissie van de landbouw aanzienlijk, de carbo-footprint wordt verminderdRendement op hernieuwbare energie technologie wordt hogerAmmoniak (NH3) is zowel grondstof voor kunstmest als brandstof voor motoren. Ammoniak kan diesel voor meer dan 90% vervangen in bestaande dieselmotoren. Daarmee is ammoniak een uitstekende vervanger voor diesel in het landbouw en wegverkeer. Ammoniak is ook grondstof voor waterstof (H2) in waterstofmotoren. De technologie om ammoniak te maken is gebaseerd op het Haber-Bosch proces uit het begin van de vorige eeuw. Deze technologie vraagt veel energie voor het creëren van de hoge druk en de hoge temperaturen. Daarom is het voordelig het Haber-Bosch proces in grote installaties uit te voeren.Nieuwe brandstofcel-technologie maakt het mogelijk het Haber-Bosch proces (elektro-katalytisch) op kleine schaal uit te voeren. Het Kiemkracht concept Greenfertilizer onderzoekt de mogelijkheden van deze technologie voor ammoniak productie en benutting op het eigen boerenbedrijf.Het onderzoek is uitgevoerd door TU-Delft en Hanzehogeschool. Het doel was een opgeschaald ammonia elektrolyse synthese proces te ontwikkelen waar een eerste schaal-sprong gemaakt zou worden.Het elektrochemisch ammonia synthese proces is gebaseerd op zuurstofgeleidende elektroden, (proces figuur3. zie onder). Het voordeel van deze zuurstofgeleidende electroden boven proton geleidende electroden is dat er met omgevingslucht gewerkt kan worden in plaats van met stoom. Stoom maakt technologische ontwikkeling van het proces gecompliceerder. Experimenteel en theoretisch onderzoek van TU-Delft laat zien dat met deze elektroden ammonia te produceren is. TU-Delft heeft met zuurstof geleidende electroden ammonia productiesnelheden behaald van 1,84x 10-10 mol s-1 cm-2 bij 650oC. Deze snelheden zijn een factor 100-1000 hoger dan tot nu toe gerapporteerd in literatuur (Kyriakou et al 2017). Simulatie-studies van TU-Delft laten zien dat het ammonia synthese proces met een factor 100-1000 versneld kan worden door het proces onder druk te brengen bij een temperatuur van 400-500C. Op basis van deze simulaties is een ontwerp gemaakt en uitgevoerd voor een “hoge-druk electrolyse reactor”. Technische complicaties met deze hoge druk elektrolyse reactor maakte het onmogelijk betrouwbare resultaten te verkrijgen. Met name gas lekkages bij hoge temperaturen maakten het onmogelijk ammonia massabalansen op te stellen. Bovendien was ammonia productie niet aan te tonen. Hiermee zijn de simulatie voorspellingen niet bevestigd en blijft het onduidelijk of de onderliggende hypothesen correct zijn. De Hanzehogeschool heeft onderzoek uitgevoerd naar het concentreren van ammonia voor toepassing als vloeibare kunstmest. Uitgangspunt hierbij waren de ammonia productieniveau van de experimentele opzet en de voorspelde gesimuleerde opzet. Met de juiste technologie is het mogelijk de ammonia te concentreren voor verdere verwerking als kunstmest. Echter dit proces is economisch rendabel bij een ammonia concentratie in de uitstroom van de elektrolyse reactor die een factor 1000 hoger is dan tot nu toe is gemeten. Het feit dat de TU-Delft er niet in is geslaagd een kleine schaalsprong (factor 10) te maken met de drukreactor betekent dat commerciële toepassing van dit proces voorlopig nog niet aan de orde is. Achteraf gezien was het wellicht beter geweest de keuze te maken voor de proton geleidende electroden die bij lagere temperaturen werkzaam zijn, hier is een schaalsprong van een factor 100 ten opzichte van de recent gerapporteerde ammonia synthese snelheden. Een recente review door Kyriakou et al 2017 geeft als aanbeveling onderzoek te verrichten naar verbeterde elektrodematerialen en geleidende elektrolyten in de reactorcellen. Uiteindelijk zal het elektrochemisch ammonia synthese proces er komen vanwege de vele voordelen die het beidt. Processen moeten met een factor 100-1000 verbeterd worden eer het proces economisch rendabel is. Op dit moment is het nog niet te voospellen wanneer dit moment er is.

Current status and grand challenges for small wind turbine technology

While modern wind turbines have become by far the largest rotating machines on Earth with further upscaling planned for the future, a renewed interest in small wind turbines (SWTs) is fostering energy transition and smart grid development. Small machines have traditionally not received the same level of aerodynamic refinement as their larger counterparts, resulting in lower efficiency, lower capacity factors, and therefore a higher cost of energy. In an effort to reduce this gap, research programs are developing worldwide. With this background, the scope of the present study is 2-fold. In the first part of this paper, an overview of the current status of the technology is presented in terms of technical maturity, diffusion, and cost. The second part of the study proposes five grand challenges that are thought to be key to fostering the development of small wind turbine technology in the near future, i.e. (1) improving energy conversion of modern SWTs through better design and control, especially in the case of turbulent wind; (2) better predicting long-term turbine performance with limited resource measurements and proving reliability; (3) improving the economic viability of small wind energy; (4) facilitating the contribution of SWTs to the energy demand and electrical system integration; (5) fostering engagement, social acceptance, and deployment for global distributed wind markets. To tackle these challenges, a series of unknowns and gaps are first identified and discussed. Based on them, improvement areas are suggested, for which 10 key enabling actions are finally proposed.

Electric vehicles and charging stations roll-out strategy and analysis in Groningen

D3.7