Kartlegging av mulighetene for implementering av termisk energilagring i tørking av kakaobønner

Abstract

I Kamerun utgjør kakaoindustrien en stor del av landets økonomi, men tørkemetoden til kakaobønnene er i dag lite gunstig med tanke på kvaliteten av produktet og metoden innebærer også negative miljøeffekter. Et norsk selskap, Sunergy, jobber med å dekke energibehovet til forskjellige landsbyer ved hjelp av solkraftverk i Kamerun og har satt i gang Agrisolar-prosjektet med hensikten om å utnytte energi fra solkraftverket til å tørke kakaobønner. Formålet med denne oppgaven er å undersøke hvordan en energieffektiv tørkeprosess av kakaobønner kan utvikles ved bruk av overskuddsstrøm fra dette solkraftverket i tillegg til bruk av termisk energilagring. Det vil også bli sett på om det er mulig å forbedre dagens problemer med kvaliteten på de tørkede av kakaobønnene.

Et litteraturstudie har blitt utført for å få en dypere forståelse for kakaoprosessering, tørking av mat og termisk energilagring. Det har blitt utført forsøk for å undersøke hvor effektiv tørkeprosessen kan gjøres ved hjelp av termisk energilagring. I noen av forsøkene har en prototype, som er laget i Agrisolar-prosjektet, blitt benyttet for å simulere tørkeprosessen som skal gjennomføres i Kamerun. Det har også blitt gjort en analyse av energiproduksjon i forhold til lagringskapasitet på batteripakker fra solkraftverket i Matouke, Kamerun, for å få en forståelse over hvor mye energi som er tilgjengelig for tørkeprosessen. Noen enkle beregninger har blitt utført for å finne et forhold mellom hvor mye energi som trengs for å tørke kakaobønnene og hvor mye som kan lagres i det termiske energilageret.

Det ble funnet at latent varmelagring ved bruk av natriumacetattrihydrat er egnet for tørkeprosessen i forhold til tørketemperatur. Den termisk lagrede energien kan benyttes enten ved en kontrollert reduksjon av varmetilførselen til tørkeren eller ved å stoppe varmetilførselen til tørkeren i løpet av tørkeprosessen. Analysen av tilsendt data viser at solkraftverket er i stand til å produsere tilstrekkelig energi daglig i løpet av solskinnsperioden til å tørke kakaobønnene. Ut ifra disse funnene kan tørkeprosessen i Kamerun utvikles til en energieffektiv prosess ved bruk av overskuddsenergien i solkraftverket og termisk energilagring.

The cocoa industry is a large part of the economy in Cameroon, but the methods of drying cocoa beans are not auspicious regarding quality, efficiency or environmental impact. The Norwegian organization, Sunergy, is aspiring to provide the energy requirement for cocoa production by solar power from the stations in Cameroon. Sunergy has initiated the Agrisolar project with the purpose of supplying the energy from the solar power plant to dry cocoa beans. The aim of this thesis is to develop an energy efficient drying process of cocoa beans from the surplus power of the solar power plant and thermal energy storage. This thesis applies the method of literature study to get an understanding of cocoa processing, drying of food and thermal energy storage. Experiments have been completed to determine the efficiency of the drying process by the use of thermal energy storage. A prototype, from the Agrisolar project, was used to simulate the drying process in some of the experiments. An analysis of energy production in relation to storage capacity of the battery packages, from the solar power plant in Matouke, Cameroon was performed to gain an understanding of accessible power for the drying process. Simple calculations were done to find the ratio of energy requirement for drying of cocoa beans and the storage capacity of the thermal energy storage.