Forskning för en effektivare hållbar uppvärmning
Fjärrvärme är ett hållbart alternativ för uppvärmning av hushåll. I en nyligen publicerad licentiatuppsats från Högskolan i Halmstad presenterar doktoranden Shiraz Farouq datadrivna metoder för att göra fjärrvärmenätverk ännu mer klimatsmarta och kostnadseffektiva.
Fjärrvärme är en av de mest hållbara och kostnadseffektiva metoderna för uppvärmning idag, bland annat eftersom den till stor del återanvänder värmeenergi som annars skulle gå till spillo. Exempel på energikällor som används inom fjärrvärme är överskottsvärme från industrier och förbränning av avfall. Sådan värmeenergi förväntas dock minska i framtiden, vilket innebär att fjärrvärmeverken måste vara så effektiva som möjligt. Utmaningen är alltså att göra de nuvarande fjärrvärmeverken mer energieffektiva, och det är här Shiraz Farouqs forskning kan göra en skillnad.
Min forskning kommer att göra det möjligt för fjärrvärmeverken att använda sina förnybara energikällor effektivt.
Shiraz Farouq
Insamlad data skapar ett mönster
Idag leder ett ineffektivt och felaktigt beteende i fjärrvärmenätens transformatorstationer till betydande energiförluster. Shiraz Farouq, doktorand vid Akademin för informationsteknologi, har utvecklat modeller för att upptäcka sådana transformatorstationer genom att identifiera olika mönster med hjälp av maskininlärningsalgoritmer. En av dessa modeller är baserad på idén om kollektiv övervakning, där beteendet hos varje transformatorstation i ett nätverk spåras av en grupp andra liknande transformatorstationer. Varje transformatorstation som inte uppför sig i enlighet med dess spårningsgrupp indikerar således att något är fel.
Shiraz Farouq höll sitt licentiatseminarium på Högskolan i Halmstad den 26 november.
Shiraz Farouqs forskning kommer förhoppningsvis att leda till effektivare sätt att använda fjärrvärme genom att snabbt kunna upptäcka ineffektiva transformatorstationer. Detta bidrar till ökad hållbarhet, kostnadseffektivitet och utveckling av framtidens smarta städer. I det sammanhanget har hans forskning en positiv inverkan på miljön, ekonomin och samhället.
– Min forskning kommer att göra det möjligt för fjärrvärmeverken att använda sina förnybara energikällor effektivt, säger Shiraz Farouq.
Samarbete med fjärrvärmeindustrin
Shiraz Farouqs forskning har gjorts i samarbete med Öresundskraft, varifrån den största mängd data till forskningen kommer. Utöver det samarbetet har Shiraz Farouq även fått akademisk och teknisk hjälp från institutionen för energi- och processteknik vid Norwegian University of Science and Technology (NTNU).
Framöver planerar Shiraz Farouq att fullfölja sin forskning mot en doktorsexamen. Han vill fortsätta att förbättra den nuvarande diagnostiska kapaciteten inom fjärrvärme. Just nu förlitar fjärrvärmeverken sig mest på regelbaserade system med så kallade ”tröskelvärden” för att upptäcka ineffektiva transformatorstationer. Emellertid leder denna praxis vanligtvis till ett stort antal falsklarm som de flesta fjärrvärmeverken har svårt att hantera, både administrativt och tekniskt.
– I dag skapas majoriteten av de diagnostiska funktionerna av mänskliga experter på ett tidskrävande och dyrt sätt. Jag vill därför fortsätta min forskning om att förbättra fjärrvärmenätets effektivitet med hjälp av intelligenta algoritmer. I själva verket är detta också ett krav om vi vill skapa framtida smarta städer, säger Shiraz Farouq.
Om licentiatuppsatsen
Licentiatseminariet ägde rum på Högskolan i Halmstad den 26 november, 2019.
Opponent: Ulf Johansson, professor, Jönköping University
Examinator: Mark Dougherty, professor, Högskolan i Halmstad
Handledare: Stefan Byttner, Mohamed-Rafik Bouguelia och Slawomir Nowaczyk, Högskolan i Halmstad
Shiraz Farouq är del av Centrum för forskning om tillämpade intelligenta system (CAISR) inom forskningsmiljön Inbyggda och intelligenta system (EIS) vid Akademin för informationsteknologi
Forskningen om effektiv fjärrvärme ligger helt i linje med Högskolan i Halmstads profilområde Smarta städer och samhällen.
Profilområde Smarta städer och samhällen
Länk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster.
Text: Anton Salinas och Louise Wandel
Foto: Anton Salinas
Toppbild: iStock