Small Scale Polygeneration System for Hotels in Costa Rica

Abstract

In a world where energy consumption increases every year and the current system harms the environment, new technologies are necessary to cope with such intensive energy demands worldwide. In such an era, polygeneration systems are an innovative and sustainable solution for that problem. Polygeneration systems can simultaneously produce electricity, heating, cooling, hot water, potable water, and other services in smaller, more flexible, and more efficient ways. Small-scale polygeneration systems can also help with the decentralization of energy generation and with promoting the use of more renewable energy sources in the power generation sector. In this study, a polygeneration system is proposed for an ecohotel in the Guanacaste region of Costa Rica. The ecohotel demand as well as the availability of local renewable energy resources were studied to size the components of the system correctly. The small-scale polygeneration system consists of a biomass gasifier and an internal combustion engine as prime mover, as well as PV panels, batteries, a biomass boiler, an absorption chiller, and a membrane distillation system. The outputs obtained from the system and to be used in the hotel are electricity, cooling, hot water, and potable water. The results obtained were positive from an economic and environmental perspective when compared to the national grid electricity system. The economic savings are of $410,268 per the system lifetime of 25 years, which represents a 27% margin difference. As for the emissions, 14.4 tons of CO2 are saved every year from going into the atmosphere which represents a 38% yearly reduction. The results shown in this study reflect that the polygeneration systems are of great interest in order to shift to a more sustainable and efficient energy system. This study can be replicated by other hotels in Costa Rica taking into consideration the natural resources present in the local surroundings and adjusting the system to those resources available

I en värld där energiförbrukningen ökar varje år och det nuvarande systemet skadar miljön, är ny teknik nödvändig för att klara sådana intensiva energibehov över hela världen. I en sådan tid är polygenerationssystem en innovativ och hållbar lösning för det problemet. Polygenerationssystem kan samtidigt producera el, värme, kylning, varmt vatten, dricksvatten och andra tjänster på mindre, mer flexibla och effektivare sätt. Småskaliga polygenerationssystem kan också hjälpa till att decentralisera energiproduktionen och främja användningen av mer förnybara energikällor inom kraftproduktionssektorn. I denna studie föreslås ett polygenerationssystem för ett ekohotel i Guanacaste-regionen i Costa Rica. Ekohotelbehovet och tillgängligheten för lokala förnybara energikällor studerades för att dimensionera systemkomponenterna korrekt. Det småskaliga polygenerationssystemet består av en biomassaförgasare och en förbränningsmotor, liksom PV-paneler, batterier, en biobränslepanna, en absorptionskylare och ett membrandestillationssystem. Energiflödena från systemet, vilka ska användas på hotellet är el, kylning, varmt vatten och dricksvatten. Resultaten är positiva ur ett ekonomiskt och miljömässigt perspektiv jämfört med det nationella elnätet. De ekonomiska besparingarna uppgår till 410 268 USD under en systemlivslängd på 25 år, vilket motsvarar en marginalskillnad på 27%. När det gäller utsläppen sparas 14,4 ton koldioxid varje år från att nå atmosfären, vilket motsvarar en minskning på 38% per år. Resultaten som visas i denna studie återspeglar att polygenerationssystemen är av stort intresse för att övergå till ett mer hållbart och effektivt energisystem. Denna studie kan replikeras för andra hotell i Costa Rica med beaktande av de naturresurser som finns i de lokala omgivningarna och med anpassning av systemet till de tillgängliga resursernavailable