Ź ródła ciepła i energii elektrycznej
|
|
- Weronika Gajewska
- 6 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Ź ródła ciepła i energii elektrycznej Technologie magazynowania energii. Cz. II Energy storage technologies. Part II HENRYK WOJCIECHOWSKI Zasoby paliw kopalnianych na świecie są ograniczone i stopniowy wzrost udziału odnawialnych źródeł energii w produkcji energii jest konieczny. Przeszkodą do pełnego rozwoju układów technologicznych wykorzystujących odnawialne źródła energii jest brak przewidywalności produkcji energii. Ilość produkowanej energii w układach jest zależna od warunków atmosferycznych, które są zmienne i trudne do przewidzenia. Nadzieją na rozwiązanie tego problemu jest rozwój i szersze wykorzystanie technologii magazynowania energii, pozwalające na bilansowanie produkcji i zapotrzebowania mocy i energii. W ten sposób uzyskuje się pewniejsze źródło energii niezależne od nagłych zmian warunków atmosferycznych oraz o stabilniejszych parametrach. Efektywne magazyny energii elektrycznej rozwiązałyby problem przymusu produkcji mocy i energii dostosowanych do bieżącego zapotrzebowania. Celem artykułu jest przedstawienie problemu i potrzeby efektywnego magazynowania energii oraz zaprezentowania stosowanych współcześnie technologii magazynowania energii, takich jak: baterie akumulatorów, kinetyczne zasobniki energii, koła zamachowe, elektrownie pompowe, sprężone powietrze, nadprzewodnikowe zasobniki energii (Superconducting magnetic energy storage SMES), superkondensatory oraz magazynowanie energii w ciekłym powietrzu (Liquid Air Energy Storage LAES). Jedną z najbardziej wydajnych metod magazynowania nadwyżek energii elektrycznej jest magazynowanie w ciekłym powietrzu LAES. LAES nie podlega szczególnym wymaganiom geologicznym, co pozwala uniknąć żmudnych i skomplikowanych procedur uzyskania zezwoleń oraz otwiera możliwości szybkiego wdrożenia technologii. Sprawność magazynowania energii w ciekłym powietrzu wynosi ok. 70% i jest bliska sprawności elektrowni pompowych i posiada wielokrotnie niższe nakłady inwestycyjne niż elektrownia pompowa. Słowa kluczowe: technologie magazynowania energii, charakterystyczne cechy, koszty magazynowania energii Resources of fossil fuels in the world are limited and gradual increase in the share of renewable energy sources in energy production is necessary. The obstacle to the full development of technological systems using renewable energy sources is the lack of predictability of energy production. The amount of energy produced in the systems is dependent on weather conditions, which are variable and difficult to predict. Hope for a solution to this problem is the development and wider use of energy storage technologies, allowing for balancing production and demand of power and energy. In this way, a reliable source of energy independent of the sudden changes in weather conditions and the more stable performance. Efficient storage of electricity would solve the problem of coercion production of power and adapted to the current demand. The purpose of this article is to present the problem and the need for efficient energy storage and presentation of applied modern technologies of energy storage such as : batteries, kinetic energy storage, flywheels, power pumps, compressed air, superconducting energy storage, supercapacitors and energy storage in liquid air. One of the most efficient methods of storing surplus electricity storage in liquid air LAES. LAES is not subject to special requirements geological, which avoids the tedious and complicated procedures for obtaining permits and opens up the possibility of rapid deployment of technology. The efficiency of energy storage in liquid air is approx. 70% and is close to the efficiency of the power plant pumping and has repeatedly lower investment than the power pump. Keywords: energy storage technologies, characteristics, cost of energy storage Magazynowanie energii w sprężonym powietrzu Zbiorniki sprężonego powietrza są szeroko stosowane w przemyśle dla zapewnienia stałego źródła powietrza do czyszczenia, przemieszczania detali, napędu narzędzi z jednoczesną poprawą jakości powietrza na stanowisku pracy. Do celów magazynowania energii w sprężonym powietrzu (lub innym gazie) ciśnienie w zbiorniku osiąga ok. 300 barów przy temperaturze otoczenia lub przy ciśnieniu ok. 30 barów w temperaturze ( ) o C. Do sprężania powietrza może zostać wykorzystana energia elektryczna produkowana w sposób nieciągły, zależna od warunków klimatycznych, w elektrowniach wiatrowych i fotowoltaicznych. Sprężone powietrze może być następnie wykorzystane w turbinach do napędu turbozespołów, wytwarzających energię elektryczną w okresach jej największego zapotrzebowania przez odbiorców (rys.10). Od 1980 roku w Niemczech wykorzystywany jest podziemny zbiornik sprężonego powietrza, zapewniający wytwarzanie 250 MW mocy elektrycznej w okresie obciążenia szczytowego w dużym przedsiębiorstwie energetycznym. Dr inż. Henryk Wojciechowski em. docent w Politechnice Wrocławskiej, Katedra Energoelektryki Wydziału Elektrycznego Politechniki Wrocławskiej 16 3/2017
2 Powraca zainteresowanie magazynowaniem sprężonego powietrza otrzymanego z wykorzystaniem energii elektrycznej pozyskanej z elektrowni wiatrowych i fotowoltaicznych. Akumulatory ze względu na wartość posiadanego parametru energia/moc we współpracy z elektrowniami wiatrowymi posiadają niekorzystne warunki eksploatacyjne. Stosunek energia/moc dla magazynów sprężonego powietrza może być dobierany bez ograniczeń. Technologia nazwana skrótowo CAES (ang. Compressed Air Energy Storage magazynowanie energii w sprężonym powietrzu) jest modyfikacją tradycyjnego cyklu elektrowni pompowych opartych na turbinach gazowych. Technologia ta wykorzystuje tanią, pozaszczytową energię elektryczną do gromadzenia sprężonego powietrza, które następnie służy do napędu turbiny gazowej w porze szczytu. Tradycyjne elementy cykli z turbiną gazową (GT ang. gas turbine) i układu turbiny gazowo-parowej (CC ang. combined cycle) zostały w technologii CAES skonfigurowane odmiennie, w sposób zapewniający ich lepsze wykorzystanie. Główna różnica między technologiami CAES, a GT i CC dotyczy stopnia sprężania. W układzie CAES sprężarka powietrza i turbina gazowa są całkowicie rozdzielone, natomiast w układach GT i CC urządzenia te zainstalowano na wspólnym wale. Kiedy zapotrzebowanie na energię elektryczną w systemie elektroenergetycznym jest wysokie, powietrze uwalniane jest ze zbiorników i zasila komorę spalania konwencjonalnych turbozespołów gazowych. Sprężone powietrze z kawerny eliminuje całkowicie lub częściowo pracę sprężarki powietrza turbiny gazowej. Sprężarka powietrza do napędu zużywa ok. (60 70)% energii mechanicznej produkowanej przez turbinę gazową. Na rys.11 przedstawiono szczytową elektrownię gazową współpracującą z zasobnikiem sprężonego powietrza (CAES). W technologii CAES oddzielny zespół sprężarek napełnia w porze pozaszczytowej podziemny zbiornik (np. pieczarę skalną) powietrzem o wysokim ciśnieniu. W godzinach szczytu energetycznego zmagazynowane powietrze zostaje wypuszczone ze zbiornika i po drodze ulega jeszcze podgrzaniu przez spaliny wylotowe z części niskoprężnej turbiny gazowej. Część ciepła, zawartego w tym wysokociśnieniowym strumieniu podgrzanego powietrza. zostaje odzyskana w rozprężaczu wysokiego ciśnienia. Uzyskany strumień powietrza ulega następnie wymieszaniu z paliwem. Po zapłonie mieszanina przepływa przez niskoprężną część konwencjonalnej turbiny gazowej. Znaczna część ciepła pozostałego w strumieniu wylotowym służy do podgrzania wysokociśnieniowego strumienia powietrza wypływającego ze zbiornika. Energia elektryczna zużywana do napędu sprężarek, przez odwracalny generator silnik, jest pobierana w porze pozaszczytowej. Istotna oszczędność wynika właśnie z poboru taniej energii elektrycznej do napędu sprężarek, co umożliwia wykorzystanie całej wytworzonej mocy w turbinie gazowej do produkcji energii elektrycznej, w porze szczytowego zapotrzebowania. Wyższość technologii CAES najlepiej uwidacznia porównanie mocy uzyskiwanych w różnych układach technologicznych wykorzystujących tę samą turbinę gazową: w układzie CAES uzyskuje się 300 MW, w układzie gazowo-parowym (CC) 130 MW, w układzie tradycyjnej turbiny gazowej (GT) 87 MW. Na rys. 12 przedstawiono uproszczony schemat elektrowni z turbozespołem na sprężone powietrze, współpracującej ze zbiornikiem sprężonego powietrza (CAES), zasilanego przez sprężarki wykorzystujące energię elektryczną produko- Rys.10. Współpraca turbiny na sprężone powietrze ze zbiornikiem sprężonego powietrza Źródła ciepła i energii elektrycznej Rys.12. Współpraca turbiny na sprężone powietrze ze zbiornikiem sprężonego powietrza (CAES) zasilanego sprężarkami powietrza, napędzanymi energią elektryczną z elektrowni wiatrowych Rys.11. Elektrownia gazowa wyposażona w odwracalny generator silnik współpracujący z zasobnikiem sprężonego powietrza (CAES) Tabela 9. Magazynowanie energii. Sprężone powietrze [2] Gęstość energii i mocy trudna do osiągnięcia w dużych strukturach geologicznych, dla zbiorników gazów wymagana Gęstość energii i mocy gęstość energii ok. 1 m 3 /kwh. Stosunek energii do mocy ok. (1 / 10) i obejmuje zakres nie pokryty przez inne technologie zasobnikowe Koszt/ekonomika skali Najmniejsze jednostki ok. 20 kw Czas odpowiedzi Około 0,1 sekundy Brak ograniczeń liczby cykli ładowanie /rozładowanie, długi Czas życia okres eksploatacji zbiorników Sprawność 75% z pomijalnymi stratami trybu czuwania 3/
3 Ź waną w elektrowniach wiatrowych lub elektrowniach fotowoltaicznych. Jednym z wyzwań stojących przed rynkiem energii elektrycznej jest wykorzystanie zasobów odnawialnych źródeł energii do wytwarzania energii elektrycznej. Z bardzo zmienną i trudną do prognozowania wydajnością pracują elektrownie wiatrowe i fotowoltaiczne. Produkowaną w nich energią elektryczną oraz energią elektryczną produkowaną w elektrowniach systemowych, w nocnych dolinach obciążeń, można wykorzystywać do sprężania powietrza w kawernach wyeksploatowanych kopalń. Innym nowym zastosowaniem sprężonego powietrza jest napęd pojazdów mechanicznych. Istnieją prototypy małych samochodów osobowych o zdolności magazynowania energii w sprężonym powietrzu 200 kwh i posiadających zasięg do 300 km. Ogólną charakterystykę magazynowania sprężonego powietrza zamieszczono w tabeli 9. Wodne elektrownie pompowe na powierzchni ziemi Wodne elektrownie szczytowo-pompowe przeznaczone są do gromadzenia pobranej energii elektrycznej, a następnie oddawania jej do sieci. W porze niskiego zapotrzebowania na moc, nadmiar energii elektrycznej w systemie służy do pompowania wody do górnego zbiornika. W okresie zwiększonego popytu woda spływa z górnego do dolnego zbiornika przez turbinę, generując moc elektryczną. Odwracalne turbozespoły działają więc na przemian jako silnik-pompa lub turbina-generator. Uwzględniając ubytek odparowanej wody i straty w turbozespole, przy wytwarzaniu elektryczności odzyskuje się jedynie 70 do 75% energii pobranej na przetłoczenie wody do górnego zbiornika. Główne zadanie elektrowni szczytowo-pompowych polega na wyrównywaniu bilansu mocy w systemie elektroenergetycznym. Poprawia to ekonomikę wytwarzania energii, gdyż umożliwia pracę największych źródeł podstawowych, jak elektrownie cieplne i atomowe ze stałym, optymalnym obciążeniem, zapewniającym najwyższą sprawność. Eliminuje się przy tym konieczność użycia dodatkowych źródeł włączanych krótkotrwale dla pokrycia zapotrzebowania szczytowego. Siłownie te spełniają także ważne zadanie regulacji częstotliwości z uwagi na szybkość reakcji na nagłe zakłócenia równowagi popytu i generacji. Koszty budowy elektrowni pompowych są bardzo wysokie. Elektrownie pompowe są konwencjonalną technologią w elektroenergetyce (rys.13). Woda ze zbiornika, usytuowanego na szczycie góry (wzniesienia) jest wykorzystywana do napędu turbozespołu wodnego umieszczonego na niższym poziomie. Przy dostępności nadmiaru energii w systemie elektroenergetycznym w nocy, woda jest z powrotem przepompowywana ze zbiornika dolnego do górnego. Moc wyjściowa i efektywność ekonomiczna elektrowni pompowej zależy od różnicy poziomów położenia zbiorników: dolnego i górnego. Ilość zmagazynowanej energii zależna jest od objętości wody w górnym zbiorniku. Istnieją instalacje o mocy powyżej 1000 MW z czasem pracy kilku godzin na dobę, zapewniające moc czynną dla wyrównania wykresu obciążenia elektrowni pracujących w systemie elektroenergetycznym. Z uwagi na rozmiary tych systemów, konwencjonalnego charakteru pracy i zależności od czynników geologiczno topograficznych ten sposób magazynowania energii wymaga dedykowanej analizy techniczno-ekonomicznej. Elektrownie szczytowo-pompowe, ze względu na dobre właściwości rozruchowe, mogą brać udział w pokrywaniu szybkich zmian obciążenia w systemie elektroenergetycznym, a ten rodzaj pracy nazywa się pracą regulacyjną. Zbiornikami górnymi elektrowni szczytowo-pompowej mogą być zbiorniki naturalne, np. jeziora, lub zbiorniki sztuczne. Jako zbiorniki dolne są stosowane jeziora, spiętrzone wody w dolinach rzek, stare sztolnie kopalniane lub specjalnie wybudowane sztuczne zbiorniki. Przynajmniej jeden ze zbiorników musi być uzupełniany wodą naturalnego dopływu w celu pokrycia strat wynikających z parowania i przecieków wody. W elektrowni szczytowo-pompowej, jak w żadnej innej elektrowni wodnej, bardzo ważnym parametrem jest spad. Im większy jest spad, tym dla określonej ilości energii wymagana jest mniejsza pojemność zbiorników, co wpływa na zmniejszenie nakładów inwestycyjnych. Pojemności zbiorników wystarczają zwykle na (2 6) godzinną pracę turbinową. Elektrownie pompowe ze względu na efektywność ekonomiczną powinny mieć spady powyżej 100 m. Największa w Polsce elektrownia wodna szczytowo-pompowa, uruchomiona w 1983 roku, położona jest nad Jeziorem Żarnowieckim. Wyposażona jest w cztery odwracalne hydrozespoły (turbiny typu Francis, generatory synchroniczne) o nominalnej mocy 179 MW w systemie pracy generatorowej i 210 MW w systemie pracy pompowej. Poszczególne zespoły pracują w układzie blokowym, stanowiąc cztery niezależne ciągi technologiczne. Najważniejszymi funkcjami elektrowni szczytowo-pompowych są: łagodzenie krzywej dobowego obciążenia systemu elektroenergetycznego (uzupełnianie braków energii w szczytach oraz wykorzystywanie nadmiaru energii w dolinach), pokrywanie nagłych ubytków i występujących przyrostów mocy w systemie elektroenergetycznym, optymalizowanie pracy krajowego systemu elektroenergetycznego przez prowadzenie szybkiej i stałej regulacji, dostarczanej do systemu mocy czynnej. Zbiornik górny elektrowni pompowej w Żarnowcu jest tworem sztucznym o powierzchni całkowitej 122 ha i pojemności użytkowej m 3 wody. Stanowi akumulator energii elektrycznej w ilości kwh. Ta ilość wody pozwala na zasilanie systemu elektroenergetycznego mocą 716 MW przez około 5,5 godziny. Powtórne uzupełnienie wody w zbiorniku górnym wymaga około 6,5 godzin pracy czterech hydrozespołów w ruchu pompowym. Czas trwania cykli pracy elektrowni, wynikający z pojemności użytecznej zbiornika w średnich statystycznych warunkach pracy systemu elektroenergetycznego, zapewnia pokrycie najdłużej trwających szczytów rannych i wieczornych. Dobowe wahania poziomu wody w zbiorniku górnym, wynikające z cyklicznej pracy elektrowni, wynoszą 16 m. Powoduje to, że zbiorniki elektrowni szczytowo-pompowych nie mogą być wykorzystywane dla celów turystyczno-rekreacyjnych. Ważnym elementem przy doborze wielkości magazynu energii i mocy rezerwowej w systemie jest praca źródeł. Jeśli źródło energii o pracy nieciągłej, jak elektrownia wiatrowa lub słoneczna, dostarcza bardzo małą część energii elektrycznej produkowanej w systemie energetycznym, to problem mocy rezerwowej nie ma większego znaczenia. Jeśli jednak udział elektrowni słonecznych w systemie będzie znaczący, np. 20% mocy produkowanej, wówczas problem rozbieżności między szczytowym zapotrzebowaniem energii a okresem szczytowej produkcji staje się istotny. Aby dysponować energią w czasie, gdy jest ona najbardziej potrzebna, np. wieczorem, energię produkowaną przez elektrownie słoneczne trzeba magazynować, a koszty środowiskowe magazynowania są znaczne. 18 3/2017
4 Wodne elektrownie pompowe w kopalniach Kopalnie węgla, miedzi są w Polsce bardzo głębokie; osiągają 1200 m poniżej poziomu gruntu. Podziemne zbiorniki lub zaadoptowane do tego wyrobiska w kopalniach mogą być dolnymi zbiornikami wody dla elektrowni pompowej (rys. 14). Na korzyść posadowienia elektrowni szczytowo-pompowej w kopalni przemawiają duże różnice wysokości pompowania, dostępna infrastruktura elektroenergetyczna oraz sprawność magazynowania energii, szacowana na około (70-75)%. W wyeksploatowanej kopalni można zainstalować hydrozespół elektrowni pompowej, a istniejącą instalację do odwadniania kopalni wykorzystywać okresowo do zasilania w wodę hydrozespołu wodnego. Wykorzystanie istniejącej instalacji do odwadniania już wyeksploatowanej kopalni, która musi być eksploatowana ze względu na możliwość zalewania wodą innych eksploatowanych kopalń, obniża nakłady inwestycyjne na instalację. Elektrownia pompowa posadowiona w kopalni charakteryzuje się bardzo wysokim spadem ( ) m, co przy stosunkowo niskim przepływie umożliwia uzyskanie znacznej mocy w hydrozespole wodnym. Przy przepływie wody wynoszącym 1 m 3 /s i spadzie 1000 m uzyskiwana moc w turbozespole wodnym wynosi ok. 7 MW. Dwugodzinna praca generacyjna elektrowni pompowej o przepływie 1 m 3 /s, z uwzględnieniem dopływu wody do kopalni na poziomie 1 m 3 /s, wymaga, aby zbiornik wody na dole kopalni miał pojemność co najmniej m 3. Głębokości kopalni odgrywają ważną rolę zarówno z punktu widzenia ekonomicznego jak i ekologicznego. Im większa wysokość spadku, tym mniej wody jest niezbędne do wytwarzania energii elektrycznej z hydrozespołów. Równie ważnym elementem przy posadowieniu elektrowni pompowej w kopalni jest brak sprzeciwu ze strony ekologów, którzy obecnie, na przykład w południowych Niemczech próbują zablokować budowę zbiorników powierzchniowych dla elektrowni pompowych. Elektrownia pompowa znajdująca się pod ziemią nie będzie widoczna z powierzchni, ani nie będzie miała wpływu na przyrodę. Wadą takich elektrowni jest to, że zanim podejmie się konkretne kroki, trzeba przeprowadzić wszechstronną kompleksową analizę techniczno-ekonomiczną budowy elektrowni pompowej w kopalni. W tabeli 10 przedstawiono ogólną charakterystykę elektrowni pompowych. Źródła ciepła i energii elektrycznej Magazynowanie energii w skroplonym powietrzu [6,7,9] Rys.13. Elektrownia pompowa Jedną z najbardziej wydajnych metod magazynowania nadwyżek energii elektrycznej jest magazynowanie w skroplonym powietrzu LAES (ang. Liquid Air Energy Storage). W procesie tym powietrze zostaje sprężone, a następnie schłodzone do momentu, kiedy z pierwotnej postaci gazowej przechodzi do ciekłego stanu skupienia. Skroplone powietrze jest następnie magazynowane. Jeżeli zapotrzebowanie na energię elektryczną w sieci wzrasta, za pomocą pompy podnoszone jest ciśnienie ciekłego powietrza, które następnie paruje. Znajdujące się pod ciśnieniem powietrze w postaci gazowej jest ogrzewane i może zostać wykorzystane do wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach z turbinami na sprężone powietrze (rys. 15) lub w elektrowniach gazowych (rys. 16). Technologia LAES nie Tabela 10. Magazynowanie energii. Elektrownie pompowe [2] Gęstość energii i mocy Koszt/ekonomika skali Czas odpowiedzi Czas życia Sprawność Gęstość energii zależna od wysokości spadu, przy spadzie 100 m wynosi 0,7 MWs/m 3. Moc zależna od objętości wody górnego zbiornika i różnicy wysokości jego położenia względem zbiornika dolnego Najmniejsze jednostki ok. 100 MW. Konieczność wykorzystania dwóch zbiorników wody o dużej różnicy wysokości, co zwykle nie jest możliwe na terenach nizinnych Czas reakcji na zmiany zapotrzebowania zwykle nie przekracza minuty Brak ograniczeń liczby cykli ładowanie /rozładowanie, długi okres eksploatacji zbiorników (70 87)%, straty parowania wody Rys.15. Układ technologiczny wytwarzania energii elektrycznej w turbozespole na sprężone powietrze, z magazynowaniem energii elektrycznej w skroplonym powietrzu Rys.16. Układ technologiczny wytwarzania energii elektrycznej w turbozespole gazowym, z magazynowaniem energii elektrycznej w skroplonym powietrzu Rys.14. Elektrownia pompowa zainstalowana w podziemnej kopalni 3/
5 Ź Tabela 11. Magazynowanie energii. Skroplone powietrze [6] Gęstość energii i mocy Koszt/ekonomika skali Czas odpowiedzi Czas życia Sprawność Rys. 19. Bilans energetyczny procesu technologicznego magazynowania energii w ciekłym powietrzu i jej odzyskiwania z ciekłego powietrza, z wykorzystaniem ciepła z procesu skraplania powietrza Rys. 20. Bilans energetyczny procesu technologicznego magazynowania energii w ciekłym powietrzu i jej odzyskiwania z wykorzystaniem ciepła z procesu skraplania powietrza lub ciepła odpadowego z procesów przemysłowych i rekuperacji ciepła z turbiny na sprężone powietrze Gęstość energii w nośniku energii (kriogeniczna ciecz) 660 MJ/m 3, stosunek energia/moc dla magazynów ciekłego powietrza może być dobierany bez ograniczeń Na poziomie elektrowni szczytowo-pompowych Kilka minut Brak ograniczeń liczby cykli ładowanie /rozładowanie, długi okres eksploatacji zbiorników. Do 65% przy wykorzystywaniu ciepła odpadowego i rekuperacji ciepła. Straty trybu czuwania do 0,05% na dobę. Rys. 17. Schemat ideowy instalacji do bezpośredniego skraplania powietrza [7]: 1 sprężarka I-stopnia, 2 sprężarka II-stopnia, 3 zespół turbina-sprężarka I-stopnia, 4 zespół turbina-sprężarka II-stopnia, 5 skraplacz, 6 zespół wymienników ciepła, 7 dochładzacz Rys.18. Proces technologiczny magazynowania energii w ciekłym powietrzu i jej odzyskiwania z ciekłego powietrza podlega szczególnym wymaganiom geologicznym, co pozwala uniknąć żmudnych i skomplikowanych procedur uzyskania zezwoleń i otwiera możliwości szybkiego wdrożenia technologii. Proces skraplania powietrza może być realizowany na dwa sposoby: metodami kaskadowymi, gdzie poszczególne składniki powietrza z uwagi na ich różne temperatury wrzenia oddzielane są stopniowo, począwszy od tlenu (90 K), poprzez argon (87 K), a skończywszy na azocie (77 K), metodami bezpośrednimi, gdzie powietrze schładzane jest do temperatury 77 K. Skraplanie kaskadowe jest procesem dużo bardziej złożonym niż skraplanie bezpośrednie i koszt urządzeń skraplania kaskadowego jest znacznie wyższy, co w znacznym stopniu ogranicza możliwości jego stosowania. W układach LAES wykorzystuje się najczęściej metodę bezpośredniego skraplania powietrza, której przykładowy schemat technologiczny pokazano na rys. 17. W pierwszym etapie powietrze sprężane jest w sprężarce I-stopnia (1), a następnie po ochłodzeniu na skutek zmieszania z powietrzem ze skraplacza (5), w sprężarce II-stopnia (2). Część powietrza ze sprężarki (2) kierowana jest do zespołu turbina-sprężarka II-stopnia (4), gdzie zostaje rozprężona, schłodzona a następnie zmieszana z powietrzem o niskiej temperaturze ze skraplacza (5), skierowanym na sprężarkę II-stopnia (2). Pozostały strumień powietrza podlega dalszemu sprężaniu w zespole turbosprężarek (3 i 4), by następnie, poprzez zawór izentalpowy ulec gwałtownemu rozprężeniu i skropleniu w skraplaczu (5). Część strumienia powietrza ze sprężarki (4) kierowana jest do rozprężarki zespołu turbina-sprężarka I-stopnia(3), gdzie następuje jego dalsze ochłodzenie do temperatury skraplania. Większość skroplonego powietrza po przejściu przez dochładzacz (7) magazynowana jest w zasobniku, natomiast niewielka jego część kierowana jest na sekcję wlotową sprężarki I stopnia (1). Z uwagi na fakt, że skraplanie powietrza realizowane jest w układzie, w którym występuje zarówno rozprężanie izentalpowe, jak i rozprężarka to schemat ideowy pokazany na rys. 17 jest zmodyfikowanym układem Claude a stosowanym powszechnie do skraplania powietrza. Powietrze i azot mają zbliżone właściwości termofizyczne i w układach LAES rozważa się często możliwość zastąpienia skroplonego powietrza wyłącznie ciekłym azotem, którego duże ilości powstają 20 3/2017
6 w procesie kaskadowego skraplania tlenu. Za produkcją ciekłego powietrza przemawiają względy bezpieczeństwa, ponieważ azot nie bierze udziału w procesach związanych z oddychaniem. Instalacja do skraplania azotu nie powinna być umieszczana w zamkniętych pomieszczeniach. Ciekłe powietrze oddzielone w skraplaczu (5) (rys.17) poprzez dochładzacze (7) przepompowywane jest do izolowanego cieplnie zbiornika pod ciśnieniem od 0,1 do 0,5 MPa i temperaturze od 81 do 93 K. Istotnym problemem w procesie magazynowania skroplonego powietrza są straty spowodowane niedoskonałością izolacji. Szacuje się, że szybkość odparowania poszczególnych składników powietrza może wynosić od 0,1 do 0,2% na dobę, przy czym dla zbiorników o większych pojemnościach strata jest dużo mniejsza niż dla małych zbiorników. Proces rozładowania zasobnika skroplonego powietrza przebiega następująco: skroplone powietrze zasysane jest ze zbiornika ciekłego powietrza przez pompę kriogeniczną, która podnosi jego ciśnienie do wartości (9 10) MPa i kieruje do parownika, w którym powietrze może być podgrzewane ciepłem odpadowym z dowolnego procesu produkcyjnego, ciepłem z procesu skraplania powietrza bądź ciepłem pobieranym z powietrza atmosferycznego. Efektywność procesu magazynowania energii w skroplonym powietrzu w dużym stopniu zależy od możliwości wykorzystania ciepła odpadowego w procesie rozprężania czynnika roboczego oraz ciepła wytwarzanego w procesie ładowania zbiornika skroplonym powietrzem. Sprawność procesu skraplania powietrza może osiągnąć wartość 63%, a odzysk energii zawartej w ciekłym powietrzu 67%. Źródła ciepła i energii elektrycznej Korzyści integracji układów LAES z systemem elektroenergetycznym W systemie elektroenergetycznym, w którym rośnie udział nieciągłych źródeł wytwarzania energii elektrycznej (farmy wiatrowe, ogniwa fotowoltaiczne), koniecznym jest precyzyjne bilansowanie zapotrzebowania na energię elektryczną. Bilansowanie zapotrzebowania na energię elektryczną realizuje się poprzez: elastyczną pracę źródeł wytwarzania, przyłączenie sieci krajowej do sieci zewnętrznych (krajów sąsiadujących), elastyczne wykorzystanie energii przez odbiorców końcowych. Najstarszą formą bilansowania zmiennego zapotrzebowania na energię elektryczną jest uelastycznienie pracy źródeł wytwarzania. W elektrowniach kondensacyjnych kotły parowe mają ograniczenia, z których najważniejsze to: duża bezwładność cieplna (zwłaszcza kotłów o dużych mocach cieplnych) oraz brak możliwości pracy poniżej minimum technicznego (dla kotłów pyłowych jest to 60% nominalnej mocy kotła). Drugim sposobem poprawy elastyczności pracy krajowej sieci elektroenergetycznej jest jej połączenie z sieciami elektroenergetycznymi krajów sąsiadujących oraz importowanie i eksportowanie energii elektrycznej zgodnie z polityką wymiany energii na rynkach międzynarodowych. Trzecim sposobem zwiększenia elastyczności pracy sieci elektroenergetycznej jest rozwój sieci inteligentnych, w których stopień obciążenia próbuje się kształtować przesuwając okres maksymalnego zapotrzebowania na energię elektryczną do czasu, w którym występuje największa podaż. Zadanie to realizuje się poprzez wdrażanie polityki zachęty wykorzystania energii elektrycznej przez odbiorców końcowych w okresach, w których ceny energii są najmniejsze. Pomimo tego, że sieci inteligentne wykazują duży potencjał do kształtowania elastycznego obciążenia systemu energetycznego, zarówno wysokie koszty inwestycyjne, jak i nieprzewidywalne reakcje konsumentów, nadal istnieją poważne przeszkody na drodze do ich pełnej implementacji. Z tego względu, największe nadzieje na poprawę elastyczności pracy systemu energetycznego wiąże się obecnie z technologiami magazynowania energii. Zalety te są typowe nie tylko dla układów LAES, ale także systemów bazujących na sprężonym powietrzu, bateriach oraz układach pompowych. Układy LAES w porównaniu z układami CAES posiadają kilkudziesięciokrotnie większą gęstość energii w nośniku energii (LAES 660 MJ/m 3, CAES 18 MJ/m 3 ), którą można magazynować niezależnie od formacji geologicznych w sztucznych, izolowanych zbiornikach przy ciśnieniu atmosferycznym. LAES w porównaniu z bateriami nie ma szkodliwego oddziaływania na środowisko w wyniku konieczności stosowania toksycznych materiałów. Układy LAES wykazują potencjał do długoterminowego magazynowania energii co wynika z niewielkich strat na poziomie 0,05% objętościowych na dobę, przy jednoczesnym zachowaniu bardzo krótkiego czasu reakcji (około kilku minut) w fazie produkcji elektryczności (tabela 11). Ciecz kriogeniczna jest nie tylko nośnikiem energii, ale także czynnikiem roboczym i posiada zdolność do zagospodarowania znacznych ilości ciepła i chłodu odpadowego z procesów technologicznych w przemyśle (rys.18). Ilość energii potrzebnej do wyprodukowania 1000 kg ciekłego powietrza z wykorzystaniem najbardziej efektywnej obecnie technologii wynosi ok. 1,65 MWs energii [6, 7]. W zbiorniku o objętości 730 m 3 można zmagazynować 100 MWh energii w ciekłym powietrzu. Do zmagazynowania 1 MWh energii trzeba skroplić 7000 kg powietrza. Bilanse energetyczne procesów skraplania powietrza i odzyskiwania energii z ciekłego powietrza przedstawiono na rysunkach 19 i 20. Na rys. 19 w bilansie energetycznym procesu technologicznego przedstawionego na rys.18 do odzysku energii zawartej w ciekłym powietrzu, wykorzystuje się ciepło uzyskane w procesie skraplania powietrza i część chłodu odzyskanego w procesie schładzania. Wówczas sprawność magazynowania energii w ciekłym powietrzu jest na poziomie 49,5%. Jeżeli w procesie odzysku energii z ciekłego powietrza (rys. 18) zostanie dodatkowo odzyskiwane ciepło w procesie rekuperacji z wylotu turbiny na sprężone powietrze (rys. 15), sprawność magazynowania w ciekłym powietrzu może osiągnąć poziom 70% (rys. 20). Zatem sprawność ta jest porównywalna ze sprawnością magazynowania energii w elektrowniach szczytowo-pompowych. Magazynowanie w ciekłym powietrzu LAES charakteryzuje się wielokrotnie mniejszymi nakładami inwestycyjnymi na budowę instalacji niż elektrownie pompowe czy układy na sprężone powietrze CAES i może stać się konkurencyjnym sposobem na magazynowanie energii. Ponadto w układzie technologicznym magazynowania energii w skroplonym powietrzu to dobrze rozwinięte pojedyncze procesy, stosowane od dekad w przemyśle energetycznym i inżynierii procesowej. Dopasowanie ich do systemu LAES wymaga jedynie niewielkich zmian. Dodatkowo, w przypadku zintegrowania układu LAES z już istniejącym zakładem przemysłowym lub elektrownią cieplną, 3/
7 Ź można wykorzystać ciepło odpadowe z procesów technologicznych do odzyskiwania energii zawartej w ciekłym powietrzu i/lub przemysłowego zimna odpadowego (np. terminal LNG). Magazynowanie wodoru i ogniwa paliwowe Wodór nie jest paliwem kopalnym, opracowanie taniej i wydajnej metody produkcji wodoru może zastąpić kopalne pierwotne nośniki energii. Obecnie wodór w 48% powstaje w efekcie mokrego i suchego reformingu metanu, w 30% z ropy naftowej w rafineriach, 18% z węgla a pozostałe 4% z elektrolizy wody. Metody produkcji wodoru: Reforming benzyny Reforming benzyny polega na zwiększeniu liczby oktanowej w procesie odwodornienia węglowodorów nasyconych i otrzymaniu aromatycznych. C 6 H 12 C 6 H 6 + 3H 2 C 6 H 14 C 6 H 6 + 4H 2 Reforming metanu Konwersję metanu lub innego węglowodoru przeprowadza się w rurkach ceramicznych wzbogaconych niklem odgrywającym rolę katalizatora. Reforming metanu parą wodną (mokry reforming) jest obecnie najpowszechniejszą przemysłową metodą otrzymywania wodoru. CH 4 + H 2 O CO + 3H 2 CO + H 2 O CO 2 + H 2. Reforming metanu dwutlenkiem węgla (suchy reforming) przebiega zgodnie z reakcją CH 4 + CO 2 2CO + 2H 2 Sprawność konwersji węglowodorów w wodór przy użyciu najnowocześniejszych reformerów osiąga 90%. Elektroliza wody Elektroliza wody pozwala na otrzymanie wodoru najwyższej czystości, przekraczającej 99,9%. Krótki czas rozruchu aparatury i łatwość jej obsługi zadecydowały o preferowaniu tej metody produkcji wodoru przy zastosowaniach w ogniwach paliwowych. 2H 2 O 2H 2 + O 2 (ogólna reakcja) 4OH O 2 + 2H 2 O + 4e (anoda) 4H 2 O + 4e 2H 2 + 4OH (katoda) Metody biologiczne Wodór może być produkowany przez najróżniejsze mikroorganizmy jako produkt uboczny procesu fotosyntezy. Jednym z przykładów takiego mikroorganizmu może być glon Chlamydomonas reinhardtii, który w momencie usunięcia siarczanów z pożywki zaczyna wytwarzać wodór w efekcie działania enzymu hydrogenaza. Gazowy wodór generowany jest w ilości 4 ml/h z litra kultury tych alg. Metoda Habera-Boscha Rozkład pary wodnej przy użyciu rozgrzanego do 1200 o C koksu prowadzi do powstania wodoru mocno zanieczyszczonego tlenkiem węgla. W trakcie tego procesu, tlenek węgla może być usunięty poprzez przeprowadzenie reakcji katalitycznej w obecności związków Fe 2 O 3 i Cr 2 O 3. C + H 2 O CO + H 2 CO + H 2 + H 2 O CO 2 + H 2 Poniżej przedstawiono analizę energetyczną otrzymywania wodoru w procesie elektrolizy wody. Z ogólnej reakcji rozkładu 2 moli wody przy pomocy energii elektrycznej otrzymuje się 2 mole H 2 O 2mole H mol O 2 a masowo 36 g wody 4g wodoru 32 g tlenu. 22 3/2017
8 Do otrzymania 1 kg wodoru zużywa się 9 kg wody (9 dm 3 ). Objętość 1 kg wodoru w warunkach normalnych wynosi 11,21 m 3 n. Ciepło spalania wodoru 141,79 MJ/kg (12,64 MJ/m 3 n ). Do otrzymania 1 kg wodoru w procesie elektrolizy wody zużywa się 43 kwh energii elektrycznej, co w elektrowni o sprawności wytwarzania energii elektrycznej 38 % wymaga dostarczenia w paliwie 113,2 kwh. Ciepło spalania wodoru wynosi 39,38 kwh/kg, zatem sprawność pozyskiwania wodoru w procesie elektrolizy wody wynosi 35 %. W przypadku wykorzystywania nadmiaru produkcji energii elektrycznej w elektrowniach fotowoltaicznych i elektrowniach wiatrowych do produkcji wodoru w procesie elektrolizy wody sprawność energetyczna (wytwarzania ciepła) wynosi 39,38/43 = 91,6 %. Konwersja wodoru w ogniwie paliwowym na energię elektryczną w zależności od rodzaju ogniwa dokonuje się ze sprawnością (30 60) %. Cena zakupu energii elektrycznej w nocnej dolinie obciążenia systemu elektroenergetycznego wynosi (70 100) zł/mwh, czyli koszt zmienny produkcji 1 kg wodoru jest na poziomie (3,01 4,30) zł. Cena referencyjna energii elektrycznej z elektrowni wiatrowych jest na poziomie ( ) zł/mwh, wówczas produkcja 1kg wodoru w procesie elektrolizy wody kosztuje (koszt zmienny) (16,5 20,0) zł. Energia uzyskiwana z kilograma wodoru jest podobna do tej, którą otrzymujemy z 4 litrów benzyny, koszt zakupu 4 litrów benzyny to ok. 20 zł. Wychodzi więc, że przy zakupie energii elektrycznej po cenach referencyjnych z elektrowni wiatrowych bądź elektrowni fotowoltaicznych koszt produkcji 1kg wodoru jest porównywalny z kosztem zakupu benzyny. Natomiast zakup energii elektrycznej z systemu elektroenergetycznego w nocnej dolinie obciążenia po stosunkowo niskiej cenie stanowi, że koszt zmienny produkcji 1 kg wodoru jest pięć razy tańszy niż podobnej ilości energii uzyskiwanej z benzyny. Sposoby magazynowania wodoru: sprężony w postaci gazowej Do sprężenia wodoru potrzebne są duże nakłady energii a mała gęstość wodoru (w stanie gazowym: 0,0899 kg/m 3 n ) sprawia, że nawet pod dużymi ciśnieniami zgromadzona jest mała ilość energii użytecznej. To natomiast prowadzi do dużych objętości zbiorników, jak i wysokich kosztów materiałów. Wodór przechowywany jest w temperaturze ok. 298 K i w zakresie ciśnień od 150 do 800 barów. Ciśnienia są uzależnione od typu zastosowania i tak w systemach mobilnych małej mocy używa się najniższych ciśnień, przy zastosowaniach w samochodach i autobusach stosuje się zbiorniki o ciśnieniu 350 barów, a dla zastosowań stacjonarnych 800 barów. Najnowsza technologia lekkich zbiorników ciśnieniowych wyposażonych w specjalne przepony, pozwala na magazynowanie wodoru pod ciśnieniem 700 barów, a ilość zmagazynowanego gazu równa jest 12% ciężaru zbiornika. w postaci ciekłej Skroplenie wodoru wymaga znacznie wyższych nakładów energii niż jego sprężenie. Dodatkowo musi być on przechowywany w temperaturze 20 K, a jego gęstość w stanie ciekłym wynosi 70,79 kg/m 3. Odparowywanie wodoru w zbiorniku wymusza pobieranie wodoru w sposób ciągły. fizyczne wodorki metali Wodór może być zaadsorbowany na powierzchni stopów niklu (np. LaNi5) i chromu (np. ZrCr2). Podczas napełniania zbiorników wodorem wydziela się energia w postaci ciepła, która najczęściej jest tracona. Do odzyskania wodoru z wodorków metali potrzebne jest dostarczenie ciepła do zbiornika, a prędkość wydzielania się wodoru jest uzależniona od ilości dostarczonego ciepła. Obecny stan technologii fizycznych wodorków metali nie pozwala na magazynowanie większej ilości wodoru niż 5% masy zbiornika. Oznacza to, że zbiornik ważący 200 kg będzie zawierał 10 kg wodoru, co odpowiada mniej więcej 40 litrom benzyny. Zainstalowanie w samochodzie ogniwa paliwowego, które ma dwukrotnie wyższą sprawność niż silnik spalinowy umożliwia przejechanie odległości dwukrotnie większej. chemiczne wodorki metali Wodór może być również magazynowany w postaci związków chemicznych, takich jak: CaH 2 Tabela 12. Porównanie różnych technik magazynowania energii [6], KH, LiH, NaH, LiBH 4, NaBH 4. Reakcja uwalniania wodoru np. z borowodorku sodu (NaBH 4 ) wymaga dostarczenia wody i katalizatora. W wyniku otrzymuje się dwa razy więcej wodoru, niż było zmagazynowane, gdyż następuje rozbicie cząstki wody: Źródła ciepła i energii elektrycznej NaBH 4 + 2H 2 O 4H 2 + NaBO 2 Magazynowanie wodoru przy użyciu borowodorku sodu jest najbardziej rozwiniętą technologią chemicznych wodorków metali i znajduje zastosowanie w prototypowych elektrycznych osobowych samochodach. Inne metody magazynowania wodoru Jedną z najnowszych metod magazynowania wodoru jest adsorbowanie na rurowatych strukturach węgla aktywowanego, ilość zmagazynowanego wodoru jest równa 14% własnej masy związku. Legenda : *ms milisekunda, h godzina, ** liczba cykli 3/
9 Ź Ogniwa paliwowe są urządzeniami, w których następuje konwersja energii chemicznej zawartej w wodorze bezpośrednio w energię elektryczną w procesie elektrochemicznym. Wodór jest najbardziej proekologicznym nośnikiem energii, w spalaniu płomieniowym powstają tlenki azotu i para wodna. W procesie katalitycznego łączenia wodoru z tlenem w ogniwach paliwowych, produktem wyjściowym jest woda. Dlatego właśnie w wodorze i ogniwach paliwowych widzi się wielką szansę na ograniczenie emisji: tlenku azotu, tlenku węgla i najróżniejszych węglowodorów. Jeżeli wodór będzie produkowany w procesie reformingu lub elektrolizy przy pomocy prądu elektrycznego niepochodzącego z czystych źródeł, emisja dwutlenku węgla zmniejszy się nieznacznie. Zastosowanie wodoru i ogniw paliwowych, może natomiast wyeliminować tworzenie się smogu w silnie zurbanizowanych aglomeracjach miejskich. Koszty magazynowania energii [6, 8, 9] Magazynowanie energii jest opłacalne wówczas, gdy krańcowy koszt wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach cieplnych szczytowych jest większy niż wynosi koszt przechowywania i odzyskiwania energii powiększony o koszt energii, która tracona jest w procesie magazynowania. Koszt krańcowy wytwarzania energii elektrycznej zmienia się w zależności od tego, jakie źródła pokrywają zapotrzebowanie na energię, a które zmienia się w zależności od pory dnia i roku. Tradycyjne elektrownie węglowe i jądrowe produkują energię elektryczną o niskich kosztach wytwarzania, ponieważ korzystają z taniego paliwa, a głównym składnikiem w koszcie wytwarzania energii jest koszt amortyzacji elektrowni. Elektrownie gazowe produkują droższą energię, ponieważ ich głównym kosztem jest koszt paliwa gazowego czy oleju. Aby zminimalizować koszty wytwarzania energii, elektrownie węglowe i jądrowe pracują w podstawie obciążenia systemu, a elektrownie gazowe uruchamiane są w zależności od potrzeb, głównie w szczytach obciążenia w systemie elektroenergetycznym. Wytwarzanie energii elektrycznej w układach wykorzystujących odnawialne źródła energii, takich jak energia wiatru i promieniowania słonecznego, dodatkowo komplikuje rynek energii. Produkcja energii elektrycznej z tych źródeł ulega zmianom w ciągu dnia i na przestrzeni roku. Zmienność produkcji energii elektrycznej w elektrowniach wiatrowych i fotowoltaicznych może powodować zmniejszenie wahań cen energii elektrycznej, gdy produkują więcej energii elektrycznej w okresach większego zapotrzebowania na energię lub zwiększyć wahania cen energii elektrycznej, gdy elektrownie wiatrowe i fotowoltaiczne produkują więcej prądu w okresach małego zapotrzebowania na energię elektryczną w systemie elektroenergetycznym. Uśrednione koszty magazynowania energii w okresie eksploatacji LCOES (ang. Levelized Cost of Energy Stored) można obliczyć z formuły: gdzie: CAPEX nakłady inwestycyjne na budowę magazynu energii w zł, OPEX koszt eksploatacyjny magazynowania energii, zł/a, q zdolność magazynowania energii w cyklu, MWh/cykl, N liczba cykli magazynowania energii w roku, p stopa kapitałowa, k koszt zakupu energii elektrycznej do magazynu energii, zł/mwh, n okres eksploatacji magazynu energii, lata, η sprawność magazynowania energii. Przykładowo, jeśli cena energii elektrycznej w godzinach szczytu sięga 200 USD/MWh (800 zł/mwh), a w nocy spada do 20 USD/MWh (80 zł/mwh), to różnica 180 USD/MWh (720 zł/mwh) może być potencjalnym zyskiem magazynu energii. Magazyn energii działający z efektywnością 70% będzie opłacalny, jeśli jego koszt użytkowania będzie mniejszy niż 126 USD/MWh (504 zł/ MWh). W tabeli 12 zestawiono jednostkowe koszty magazynowania energii w różnych technikach magazynowania energii na podstawie opracowania [6]. Elektrownie szczytowo-pompowe stanowią około 99% magazynów energii na świecie, ich moc przekracza 100 GW, a całkowita moc wszystkich pozostałych magazynów energii nie przekracza 1GW. Efektywność odzyskiwania energii w elektrowniach szczytowo- -pompowych jest rzędu (70-87)%. Koszty magazynowania energii (5 100) USD/MWh. Magazynowanie energii za pomocą sprężonego powietrza CAES (ang. Compressed Air Energy Storage) stosowane jest jako alternatywa dla elektrowni pompowych. Energia elektryczna o niskim koszcie, dostępna w nocy i w weekendy, wykorzystywana jest do sprężania powietrza do około 7 MPa w wielkich, podziemnych zbiornikach (np. wyeksploatowanych kawernach w kopalniach). W szczycie zapotrzebowania na energię elektryczną, powietrze jest pobierane z podziemnego zbiornika i wykorzystywane w klasycznej turbinie gazowej lub turbinie na sprężone powietrze. Zgromadzenie sprężonego powietrza umożliwia eliminację w obiegu turbiny sprężarki powietrza wlotowego, która zużywa ok. 60% energii mechanicznej produkowanej przez turbinę. W ten sposób prawie cała energia mechaniczna turbiny jest używana do napędu generatora elektrycznego. Efektywność odzyskiwania energii w układach CAES jest rzędu (70 89)%. Koszty magazynowania energii (2 120) USD/MWh. Ochładzając powietrze do 195 C można je skroplić, dzięki czemu jego objętość spada tysiąc razy, a przechowywanie staje się znacznie prostsze niż przechowywanie sprężonego powietrza. W momencie zapotrzebowania na energię ciekłe powietrze można ogrzać, co spowoduje jego zamianę w gaz pod dużym ciśnieniem, który może napędzać turbozespoły gazowe generujące energię elektryczną. Konieczność ogrzewania ciekłego powietrza ciepłem ze spalania paliw kopalnych sprawia, że proces jest mało efektyw- 24 3/2017
10 ny energetycznie. Wykorzystanie ciepła odpadowego z elektrowni może podnieść jego efektywność do 90%, a koszty magazynowania energii wyniosą ( ) USD/MWh. Obecnie trwają pilotażowe programy, mające zweryfikować opłacalność magazynowania energii w ciekłym powietrzu [9]. Koła zamachowe umożliwiają bardzo szybkie odzyskanie włożonej energii (rzędu sekund). Ich wadą jest szybka utrata energii, nawet do 10%/h. Dlatego koła zamachowe są wykorzystywane głównie tam, gdzie zgromadzona energia będzie szybko wykorzystana jako chwilowe źródło, zapewniające energię do czasu, gdy uruchomione zostanie zastępcze źródło. Koła zamachowe nie stanowią ekonomicznej konkurencji dla innych magazynów energii, są proponowane jako rozwiązanie mające poprawić jakość energii elektrycznej, gdy wykorzystywane są źródła energii charakteryzujące się zmienną produkcją elektrownie wiatrowe i elektrownie fotowoltaiczne, wspomagane przez generatory napędzane silnikami diesla. Efektywność odzyskiwania energii w kołach zamachowych jest rzędu (80 95)%, a koszty magazynowania ( ) USD/MWh. Wodór może być wykorzystywany do przechowywania energii na dużą skalę. Można go wytwarzać z metanu poprzez reforming parowy, bądź z wody poprzez jej elektrolizę. Wodór może być wykorzystywany jako wysokoenergetyczne paliwo w silnikach spalinowych, bądź w ogniwach paliwowych. Zaletami wodoru jest możliwość przechowywania go przez długi czas oraz wysoka gęstość energii (trzykrotnie większa niż w przypadku benzyny i ponad stukrotnie większa niż w przypadku akumulatorów). Ogniwa paliwowe na wodór mogą, podobnie jak koła zamachowe, reagować na gwałtowne zmiany zapotrzebowania na energię w sieci. Efektywność odzyskiwania energii w układach magazynowania wodoru jest rzędu (20 85)%, a koszty magazynowania (6 725) USD/MWh. Akumulatory umożliwiają przechowywanie energii w postaci elektrochemicznej, łatwej do odzyskania. Są wygodnym magazynem energii elektrycznej, ponieważ ich ładowanie i rozładowywanie nie wymaga dodatkowej infrastruktury. Pozwalają odzyskać do 90% włożonej energii. Ich wadą jest wysoka cena i ograniczona żywotność. W trakcie ładowania i rozładowywania stopniowo tworzą się w elektrolicie kryształy wytrąconych pierwiastków. Z czasem kryształy te stają się na tyle duże, że zaczynają uszkadzać konstrukcję akumulatora. Wysokie koszty, dochodzące do zł/mwh, stanowią jednak poważną przeszkodę w wykorzystywaniu akumulatorów jako magazynów energii w sieciach elektroenergetycznych. W celu obniżenia kosztów magazynowania energii w akumulatorach proponowane są nieklasyczne rozwiązania, takie jak: akumulatory przepływowe w których elektrody są w postaci zawiesiny w rozpuszczalniku, dzięki czemu można łatwo powiększać ich pojemność przez wykorzystanie większego zbiornika, ciekłe akumulatory pracujące w wysokiej temperaturze, w której elektrody są w postaci płynnej, akumulatory sodowo-jonowe wykorzystujące sód jako wielokrotnie tańszy zamiennik litu. Nadprzewodnikowy zasobnik energii to urządzenie przechowujące energię w postaci pola magnetycznego, wytwarzanego przez przepływ prądu stałego w nadprzewodniku (SMES). Raz wzbudzony prąd płynie w takim nadprzewodniku w nieskończoność, co oznacza, że energia może być przechowywana dowolnie długo. W praktyce, ponieważ nadprzewodniki wymagają niskich temperatur, występują pewne koszty związane z koniecznością chłodzenia. Ten sposób przechowywania energii ma bardzo wysoką efektywność odzyskiwania energii (90 97)%. Jego główną wadą jest cena nadprzewodników, uniemożliwiająca przechowywanie dużej ilości energii. Dlatego współcześnie jest wykorzystywany, podobnie jak koła zamachowe, do poprawiania jakości energii elektrycznej. Koszty magazynowania energii w układach SMES to ( ) USD/MWh. Układy technologiczne do magazynowania energii w super kondensatorach są drogie, ale niezwykle dynamicznie rozwijające się i relatywnie szybko staną się zdecydowanie bardziej przystępne cenowo przy komercyjnych zastosowaniach. Charakteryzują się brakiem kosztów eksploatacyjnych (bezobsługowe) oraz stosunkowo wysokimi sprawnościami magazynowania energii do 98%. Koszty magazynowania energii w super kondensatorach wynoszą ( ) USD/MWh. Źródła ciepła i energii elektrycznej Podsumowanie Jednym z najważniejszych celów polityki energetycznej krajów Wspólnoty Europejskiej jest dekarbonizacja technologii energetycznych. Cel ten planowano pierwotnie osiągnąć poprzez zwiększenie udziału produkcji energii z odnawialnych źródeł energii (OZE) oraz opracowanie niskoemisyjnych technologii konwersji paliw kopalnych. Integracja układów technologicznych wykorzystujących odnawialne źródła energii z tradycyjnym systemem elektroenergetycznym narzuca konieczność poszukiwania bardziej użytecznych form energii, które można nie tylko efektywnie transportować, ale także wykorzystywać w dowolnym czasie. Zadania te tylko połowicznie spełnia najbardziej rozpowszechniona forma energii jaką jest energia elektryczna, którą można efektywnie przesyłać na odległość, ale którą jest bardzo trudno obecnie ekonomicznie opłacalnie magazynować. Stało się to motywacją do poszukiwania i rozwijania nowych technologii magazynowania energii. Wśród nich w fazie demonstracji są obecnie technologie magazynowania energii w kole zamachowym, jak również w ogniwach paliwowych i wodorze (tabela 12). W fazie wczesnej komercjalizacji pozostają magnetyczne technologie nadprzewodnikowe SMES. Technika kriogeniczna magazynowania energii w ciekłym powietrzu wchodzi w fazę komercjalizacji. Idea skraplania powietrza znana jest od 1900 roku. Pierwsze próby magazynowania energii z wykorzystaniem skroplonego powietrza dokonała amerykańska firma Tripler Liquid Air Company w czasie próby skonstruowania samochodu napędzanego ciekłym powietrzem. Renesans prac nad wykorzystaniem ciekłego powietrza nastąpił w drugiej połowie XX wieku. Jego zwieńczeniem było zbudowanie na Uniwersytecie Północnego Teksasu koncepcyjnego zeroemisyjnego silnika kriogenicznego, zdolnego do napędzania samochodów poruszających się z prędkością nieprzekraczającą kilku kilometrów na godzinę [10]. W 1998 r. firma Mitsubishi zaproponowała innowacyjną metodę wytwarzania energii elektrycznej zwaną Liquid Air Storage Energy (LASE), w której czynnikiem magazynującym energię było ciekłe powietrze [11]. W 2010 firma Highview Power Storage na Uniwersytecie Leeds wybudowała pierwszą instalację o mocy 350 kw zintegrowaną z urządzeniami do skraplania powietrza, wykazując pełną zdolność układu do magazynowania energii w skroplonym powietrzu. Obecnie na ukończeniu jest instalacja LAES o mocy 5 MW realizowana w Greater Manchester w Wielkiej Brytanii. Projekt ma charakter przedkomercyjny, a jego zadaniem jest wykazanie potencjału układu LAES do krótkoterminowego magazynowania energii oraz zapewnienia jej dostaw w sezonie zimowym, zwłaszcza w okresach zwiększonego zapotrzebowania na energię elektryczną [9]. 3/
Samochody na wodór. Zastosowanie. Wodór w samochodach. Historia. Przechowywanie wodoru
Samochody na wodór Zastosowanie Wodór w samochodach Historia Przechowywanie wodoru Wodór ma szanse stać się najważniejszym nośnikiem energii w najbliższej przyszłości. Ogniwa paliwowe produkują zeń energię
Bardziej szczegółowoWyznaczanie sprawności diabatycznych instalacji CAES
Politechnika Śląska w Gliwicach Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych Wyznaczanie sprawności diabatycznych instalacji CAES Janusz KOTOWICZ Michał JURCZYK Rynek Gazu 2015 22-24 Czerwca 2015, Nałęczów
Bardziej szczegółowoWykorzystanie ciepła odpadowego dla redukcji zużycia energii i emisji 6.07.09 1
Wykorzystanie ciepła odpadowego dla redukcji zużycia energii i emisji 6.07.09 1 Teza ciepło niskotemperaturowe można skutecznie przetwarzać na energię elektryczną; można w tym celu wykorzystywać ciepło
Bardziej szczegółowoDr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne
Dr inż. Andrzej Tatarek Siłownie cieplne 1 Wykład 1 Podziały i klasyfikacje elektrowni Moc elektrowni pojęcia podstawowe 2 Energia elektryczna szczególnie wygodny i rozpowszechniony nośnik energii Łatwość
Bardziej szczegółowoCATA ASPEKTY TECHNICZNE WYKORZYSTANIA TECHNOLOGII MAGAZYNOWANIA ENERGII. Centrum Zastosowań Zaawansowanych Technologii MIECZYSŁAW KWIATKOWSKI
CATA Centrum Zastosowań Zaawansowanych Technologii ASPEKTY TECHNICZNE WYKORZYSTANIA TECHNOLOGII MAGAZYNOWANIA ENERGII MIECZYSŁAW KWIATKOWSKI CELE WYKORZYSTYWANIA TECHNOLOGII MAGAZYNOWANIA ENERGII 1. Technologie
Bardziej szczegółowoIV. PREFEROWANE TECHNOLOGIE GENERACJI ROZPROSZONEJ
IV. PREFEROWANE TECHNOLOGIE GENERACJI ROZPROSZONEJ Dwie grupy technologii: układy kogeneracyjne do jednoczesnego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła wykorzystujące silniki tłokowe, turbiny gazowe,
Bardziej szczegółowoCzym w ogóle jest energia geotermalna?
Energia geotermalna Czym w ogóle jest energia geotermalna? Ogólnie jest to energia zakumulowana w gruntach, skałach i płynach wypełniających pory i szczeliny skalne. Energia ta biorąc pod uwagę okres istnienia
Bardziej szczegółowo4. Wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej 4.1. Uwagi ogólne
4. Wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej 4.1. Uwagi ogólne Elektrownia zakład produkujący energię elektryczną w celach komercyjnych; Ciepłownia zakład produkujący energię cieplną w postaci pary lub
Bardziej szczegółowoMagazynowanie energii elektrycznej przy użyciu sprężonego powietrza. Pod ciśnieniem
Magazynowanie energii elektrycznej przy użyciu sprężonego powietrza. Pod ciśnieniem Autor: dr inż. Mariusz Filipowicz (Nafta & Gaz Biznes czerwiec 2004) Temat magazynowania energii nabiera ostatnio coraz
Bardziej szczegółowoCAES akumulator energii współpracujący z OZE, jako system racjonalnego zarządzania energią
1 CAES akumulator energii współpracujący z OZE, jako system racjonalnego zarządzania energią mgr inż. Damian Jakowski Politechnika Gdańska, WOiO, Katedra Automatyki i Energetyki Streszczenie Artykuł przedstawia
Bardziej szczegółowoPL B1. Układ do zasilania silnika elektrycznego w pojazdach i urządzeniach z napędem hybrydowym spalinowo-elektrycznym
RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 211702 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 382097 (51) Int.Cl. B60K 6/00 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 30.03.2007
Bardziej szczegółowoPL B1. ZAWADA HENRYK, Siemianowice Śląskie, PL ZAWADA MARCIN, Siemianowice Śląskie, PL BUP 09/13
PL 223028 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 223028 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 396751 (51) Int.Cl. F24J 2/04 (2006.01) F03B 13/00 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej
Bardziej szczegółowoOdnawialne źródła energii w sektorze mieszkaniowym
Z a i n w e s t u j m y r a z e m w ś r o d o w i s k o Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej Odnawialne źródła energii w sektorze mieszkaniowym Poznań, 18.05.2018 r. Plan prezentacji
Bardziej szczegółowoLNG. Nowoczesne źródło energii. Liquid Natural Gas - Ekologiczne paliwo na dziś i jutro. Systemy. grzewcze
LG owoczesne źródło energii Liquid atural - Ekologiczne paliwo na dziś i jutro Systemy B Szanowni Państwo, W obecnych czasach obserwujemy stały wzrost zapotrzebowania na paliwa płynne oraz wzrost ich cen
Bardziej szczegółowoMagazyny energii, elektromobilność i uboczne korzyści magazynowania energii
Magazyny energii, elektromobilność i uboczne korzyści magazynowania energii Andrzej Habryń Konferencja Elektromobilność szansą rozwoju polskiej gospodarki www.geotrekk.pl email: sales@geotrekk.pl Magazynowanie
Bardziej szczegółowoKoszt produkcji energii napędowej dla różnych sposobów jej wytwarzania. autor: Jacek Skalmierski
Koszt produkcji energii napędowej dla różnych sposobów jej wytwarzania autor: Jacek Skalmierski Plan referatu Prognozowane koszty produkcji energii elektrycznej, Koszt produkcji energii napędowej opartej
Bardziej szczegółowoTECHNIKI NISKOTEMPERATUROWE W MEDYCYNIE
TECHNIKI NISKOTEMPERATUROWE W MEDYCYNIE Skraplarka Claude a i skraplarka Heylandt a budowa, działanie, bilans cieplny, charakterystyka techniczna. Natalia Szczuka Inżynieria mechaniczno-medyczna St.II
Bardziej szczegółowoTemat: Skraplarka La Rouge a i skraplarka Gersza. Karol Szostak Inżynieria Mechaniczno Medyczna
Praca z przedmiotu: Techniki niskotemperaturowe w medycynie Wykładowca - dr inż. Waldemar Targański Temat: Skraplarka La Rouge a i skraplarka Gersza Karol Szostak Inżynieria Mechaniczno Medyczna SPIS TREŚCI
Bardziej szczegółowoLaboratorium z Konwersji Energii. Ogniwo Paliwowe PEM
Laboratorium z Konwersji Energii Ogniwo Paliwowe PEM 1.0 WSTĘP Ogniwo paliwowe typu PEM (ang. PEM FC) Ogniwa paliwowe są urządzeniami elektro chemicznymi, stanowiącymi przełom w dziedzinie źródeł energii,
Bardziej szczegółowoMagazyn energii elektrycznej - definicja
Przegląd najnowszych technologii magazynowania oraz rodzaje magazynów pozwalające na realizację strategii użytkownika, w tym parametry techniczne magazynów i energoelektroniki Józef Paska, Politechnika
Bardziej szczegółowoMgr inż. Marta DROSIŃSKA Politechnika Gdańska, Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa
MECHANIK 7/2014 Mgr inż. Marta DROSIŃSKA Politechnika Gdańska, Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYK EKSPLOATACYJNYCH SIŁOWNI TURBINOWEJ Z REAKTOREM WYSOKOTEMPERATUROWYM W ZMIENNYCH
Bardziej szczegółowoKogeneracja w oparciu o źródła biomasy i biogazu
Biogazownie dla Pomorza Kogeneracja w oparciu o źródła biomasy i biogazu Piotr Lampart Instytut Maszyn Przepływowych PAN Przemysław Kowalski RenCraft Sp. z o.o. Gdańsk, 10-12 maja 2010 KONSUMPCJA ENERGII
Bardziej szczegółowoSpecjalność ZRÓWNOWAŻONA ENERGETYKA. Nowe i odnawialne źródła energii
Specjalność ZRÓWNOWAŻONA ENERGETYKA Nowe i odnawialne źródła energii Co wykładamy?? Prowadzimy również wykłady w języku angielskim! Konwersja energii, Nowoczesne źródła energetyki odnawialnej, Energetyka
Bardziej szczegółowoPompy ciepła 25.3.2014
Katedra Klimatyzacji i Transportu Chłodniczego prof. dr hab. inż. Bogusław Zakrzewski Wykład 6: Pompy ciepła 25.3.2014 1 Pompy ciepła / chłodziarki Obieg termodynamiczny lewobieżny Pompa ciepła odwracalnie
Bardziej szczegółowoMetan z procesów Power to Gas - ekologiczne paliwo do zasilania silników spalinowych.
XXXII Konferencja - Zagadnienia surowców energetycznych i energii w energetyce krajowej Sektor paliw i energii wobec nowych wyzwań Metan z procesów Power to Gas - ekologiczne paliwo do zasilania silników
Bardziej szczegółowoSYSTEM MAGAZYNOWANIA ENERGII CAES A ENERGETYKA WIATROWA
SYSTEM MAGAZYNOWANIA ENERGII CAES A ENERGETYKA WIATROWA Autor: Wojciech Radziewicz - Politechnika Opolska, Instytut Elektrowni i Systemów Pomiarowych ( Energetyka nr 2-3/2011) 1. WPROWADZENIE Wzrost mocy
Bardziej szczegółowoInnowacyjny układ odzysku ciepła ze spalin dobry przykład
Innowacyjny układ odzysku ciepła ze spalin dobry przykład Autor: Piotr Kirpsza - ENEA Wytwarzanie ("Czysta Energia" - nr 1/2015) W grudniu 2012 r. Elektrociepłownia Białystok uruchomiła drugi fluidalny
Bardziej szczegółowoTemat: Skraplarka La Rouge a i skraplarka Gersza
Opracowanie tematu z przedmiotu: Techniki Niskotemperaturowe Temat: Skraplarka La Rouge a i skraplarka Gersza Opracowała: Katarzyna Kaczorowska Inżynieria Mechaniczno Medyczna, sem. 1, studia magisterskie
Bardziej szczegółowoPolska energetyka scenariusze
27.12.217 Polska energetyka 25 4 scenariusze Andrzej Rubczyński Cel analizy Ekonomiczne, społeczne i środowiskowe skutki realizacji 4 różnych scenariuszy rozwoju polskiej energetyki. Wpływ na bezpieczeństwo
Bardziej szczegółowoSkojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła w źródłach rozproszonych (J. Paska)
1. Idea wytwarzania skojarzonego w źródłach rozproszonych Rys. 1. Wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła: rozdzielone (a) w elektrowni kondensacyjnej i ciepłowni oraz skojarzone (b) w elektrociepłowni
Bardziej szczegółowoZasada działania jest podobna do pracy lodówki. Z jej wnętrza, wypompowywuje się ciepło i oddaje do otoczenia.
Pompy ciepła Zasada działania pompy ciepła polega na pozyskiwaniu ciepła ze środowiska ( wody, gruntu i powietrza) i przekazywaniu go do odbiorcy jako ciepło grzewcze. Ciepło pobrane z otoczenia sprężane
Bardziej szczegółowoKonkurencja wewnątrz OZE - perspektywa inwestora branżowego. Krzysztof Müller RWE Polska NEUF 2010
Konkurencja wewnątrz OZE - perspektywa inwestora branżowego Krzysztof Müller RWE Polska NEUF 2010 1 Wymiary optymalizacji w układzie trójkąta energetycznego perspektywa makro Minimalizacja kosztów dostarczanej
Bardziej szczegółowoWpływ sposobu ogrzewania na efektywność energetyczną budynku
Wpływ sposobu ogrzewania na efektywność energetyczną budynku dr inż. Adrian Trząski MURATOR 2015, JAKOŚĆ BUDYNKU: ENERGIA * KLIMAT * KOMFORT Warszawa 4-5 Listopada 2015 Charakterystyka energetyczna budynku
Bardziej szczegółowoDr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne
Dr inż. Andrzej Tatarek Siłownie cieplne 1 Wykład 9 Układy cieplne elektrociepłowni ogrzewczych i przemysłowych 2 Gospodarka skojarzona Idea skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej-jednoczesna
Bardziej szczegółowoProgram Czyste Powietrze Szkolenie dla pracowników socjalnych Ośrodków Pomocy Społecznej
Z a i n w e s t u j m y r a z e m w ś r o d o w i s k o Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej Program Czyste Powietrze Szkolenie dla pracowników socjalnych Ośrodków Pomocy Społecznej
Bardziej szczegółowoInstalacje z kolektorami pozyskującymi energię promieniowania słonecznego (instalacje słoneczne)
Czyste powietrze - odnawialne źródła energii (OZE) w Wyszkowie 80% dofinansowania na kolektory słoneczne do podgrzewania ciepłej wody użytkowej dla istniejących budynków jednorodzinnych Instalacje z kolektorami
Bardziej szczegółowoPOLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY Katedra Energetyki i Aparatury Przemysłowej PRACA SEMINARYJNA
POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY Katedra Energetyki i Aparatury Przemysłowej Agnieszka Wendlandt Nr albumu : 127643 IM M (II st.) Semestr I Rok akademicki 2012 / 2013 PRACA SEMINARYJNA Z PRZEDMIOTU
Bardziej szczegółowoWienkra: Hydro Kit - Moduł centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej dla systemów MULTI V
Wienkra: Hydro Kit - Moduł centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej dla systemów MULTI V Hydro Kit LG jest elementem kompleksowych rozwiązań w zakresie klimatyzacji, wentylacji i ogrzewania, który
Bardziej szczegółowoPOLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY
POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY AUTOMATYKA CHŁODNICZA TEMAT: Racje techniczne wykorzystania rurki kapilarnej lub dyszy w małych urządzeniach chłodniczych i sprężarkowych pompach ciepła Mateusz
Bardziej szczegółowoELASTYCZNY SYSTEM PRZETWARZANIA I PRZEKSZTAŁCANIA ENERGII MAŁEJ MOCY DLA MASOWEGO WYKORZYSTANIA W GOSPODARCE ENERGETYCZNEJ KRAJU
Warszawa 19 lipca 2011 Centrum Prasowe PAP ul. Bracka 6/8, Warszawa Stowarzyszenie na Rzecz Efektywności ETA i Procesy Inwestycyjne DEBATA UREALNIANIE MARZEŃ NOWE TECHNOLOGIE W ENERGETYCE POZWALAJĄCE ZAMKNĄĆ
Bardziej szczegółowoTechniki Niskotemperaturowe w Medycynie. Skraplarka Claude a i skraplarka Heylandta (budowa, działanie, bilans cieplny, charakterystyka techniczna).
Techniki Niskotemperaturowe w Medycynie. Skraplarka Claude a i skraplarka Heylandta (budowa, działanie, bilans cieplny, charakterystyka techniczna). Inżynieria Mechaniczno-Medyczna st. II Joanna Katarzyńska
Bardziej szczegółowoSkojarzone układy Hewalex do podgrzewania ciepłej wody użytkowej i ogrzewania budynku
Skojarzone układy Hewalex do podgrzewania ciepłej wody użytkowej i ogrzewania budynku Układy grzewcze, gdzie konwencjonalne źródło ciepła jest wspomagane przez urządzenia korzystające z energii odnawialnej
Bardziej szczegółowoPOMPY CIEPŁA Analiza rynku Wykres 1
POMPY CIEPŁA Analiza rynku W Polsce dominującą rolę w produkcji energii elektrycznej odgrywa węgiel ( jego udział w globalnej wielkości mocy zainstalowanej w naszym kraju w 2005 roku wynosił 95%). Struktura
Bardziej szczegółowoEkonomiczno-techniczne aspekty wykorzystania gazu w energetyce
Ekonomiczno-techniczne aspekty wykorzystania gazu w energetyce Janusz Kotowicz W1 Wydział Inżynierii i Ochrony Środowiska Politechnika Częstochowska Układ prezentacji wykładów W1,W2,W3 1. Wprowadzenie
Bardziej szczegółowoGospodarka energetyczna skojarzona - elektrociepłownie korzystające z energii wiatru i energii wodorowej.
Gospodarka energetyczna skojarzona - elektrociepłownie korzystające z energii wiatru i energii wodorowej. dr inż. Gerhard Buttkewitz Inicjatywa na rzecz technologii wodorowych Meklemburgii-Pomorza Przedniego
Bardziej szczegółowoMAN Truck & Bus Ekologicznie i ekonomicznie w przyszłość. MAN EURO VI: hybryda
MAN Truck & Bus Ekologicznie i ekonomicznie w przyszłość MAN EURO VI: hybryda < 1 > Autobusy MAN Kompetencja, wiedza, doświadczenie < 2 > MAN w Polsce Od 21 lat na polskim rynku Ponad 14 500 wyprodukowanych
Bardziej szczegółowoSkraplarki Claude a oraz Heylandta budowa, działanie, bilans cieplny oraz charakterystyka techniczna
POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY Skraplarki Claude a oraz Heylandta budowa, działanie, bilans cieplny oraz charakterystyka techniczna Wykonała: Alicja Szkodo Prowadzący: dr inż. W. Targański 2012/2013
Bardziej szczegółowoTradycyjny, pięcioetapowy system produkcji i dystrybucji energii elektrycznej
Tradycyjny, pięcioetapowy system produkcji i dystrybucji energii elektrycznej Wydobycie surowców energetycz nych, OZE Produkcja elektryczno ści Przesył energii (wysokonapięciowy ) Rozdział energii (średnionapieciowa
Bardziej szczegółowoSTIEBEL ELTRON: Co to jest i jak działa pompa ciepła?
STIEBEL ELTRON: Co to jest i jak działa pompa ciepła? Pompa ciepła jest urządzeniem grzewczym, niskotemperaturowym, którego zasada działania opiera się na znanych zjawiskach i przemianach fizycznych. W
Bardziej szczegółowoDYLEMATY POLSKIEJ ENERGETYKI W XXI WIEKU. Prof. dr hab. Maciej Nowicki
DYLEMATY POLSKIEJ ENERGETYKI W XXI WIEKU Prof. dr hab. Maciej Nowicki 1 POLSKI SYSTEM ENERGETYCZNY NA ROZDROŻU 40% mocy w elektrowniach ma więcej niż 40 lat - konieczność ich wyłączenia z eksploatacji
Bardziej szczegółowoPL B1. ZAWADA HENRYK, Siemianowice Śląskie, PL BUP 13/13. HENRYK ZAWADA, Siemianowice Śląskie, PL
PL 218098 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 218098 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 397353 (22) Data zgłoszenia: 13.12.2011 (51) Int.Cl.
Bardziej szczegółowoMoce interwencyjne we współczesnym systemie elektroenergetycznym Wojciech Włodarczak Wartsila Polska Sp. z o.o.
Moce interwencyjne we współczesnym systemie elektroenergetycznym Wojciech Włodarczak Wartsila Polska Sp. z o.o. 1 Wärtsilä lipiec 11 Tradycyjny system energetyczny Przewidywalna moc wytwórcza Znana ilość
Bardziej szczegółowoMagazynowanie lub komplementarne wykorzystywanie energii elektrowni wiatrowych. Leszek Katkowski Bogdan Płaneta
Magazynowanie lub komplementarne wykorzystywanie energii elektrowni wiatrowych Leszek Katkowski Bogdan Płaneta 1 Plan prezentacji Zmienność wiatru (i sposoby unikania jej wpływu na energetykę wiatrową)
Bardziej szczegółowoEUROPEAN UNION EUROPEAN REGIONAL DEVELOPMENT FOUND KLASTER GREEN CARS
EUROPEAN UNION EUROPEAN REGIONAL DEVELOPMENT FOUND KLASTER GREEN CARS RYNEK SAMOCHODÓW ELEKTRYCZNYCH W POLSCE Konieczność poszanowania dóbr limitowanych w transporcie - obserwujemy ciągły przyrost emisji
Bardziej szczegółowoPL B1. GULAK JAN, Kielce, PL BUP 13/07. JAN GULAK, Kielce, PL WUP 12/10. rzecz. pat. Fietko-Basa Sylwia
RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 207344 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 378514 (51) Int.Cl. F02M 25/022 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 22.12.2005
Bardziej szczegółowoWYKORZYSTANIE AKUMULATORÓW W SYSTEMACH MAGAZYNOWANIA ENERGII
WYKORZYSTANIE AKUMULATORÓW W SYSTEMACH MAGAZYNOWANIA ENERGII dr inż. Kazimierz Herlender ENERGETAB 2013 Bielsko-Biała 17 wrzesień 2013 PLAN PREZENTACJI 1. Odnawialne Źródła Energii wymagania prawne 2.
Bardziej szczegółowoSustainability in commercial laundering processes
Sustainability in commercial laundering processes Module 5 Energy in laundries Chapter 1 Źródła energii Powered by 1 Spis treści Źródła energii przegląd Rodzaje źródeł energii (pierwotne wtórne źródła)
Bardziej szczegółowoEnergetyka konwencjonalna
ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY w SZCZECINIE Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki KATEDRA TECHNIKI CIEPLNEJ Energetyka konwencjonalna Dr hab. inż. prof. ZUT ZBIGNIEW ZAPAŁOWICZ Energetyka
Bardziej szczegółowoTechniki niskotemperaturowe w medycynie
INŻYNIERIA MECHANICZNO-MEDYCZNA WYDZIAŁ MECHANICZNY POLITECHNIKA GDAŃSKA Techniki niskotemperaturowe w medycynie Temat: Lewobieżny obieg gazowy Joule a a obieg parowy Lindego Prowadzący: dr inż. Zenon
Bardziej szczegółowoNowa. , obniżenie zużycia energii oraz chroniące ich budżet.
SYSTEMY ŹRÓDŁO CIEPŁA - WODA Nowa możliwość w Wzrasta zapotrzebowanie właścicieli domów na wymianę układów grzewczych na bardziej efektywne, bardziej oszczędne pod względem kosztów i bardziej przyjazne
Bardziej szczegółowoRodzaj nadawanych uprawnień: obsługa, konserwacja, remont, montaż, kontrolnopomiarowe.
Kurs energetyczny G2 (6 godzin zajęć) Rodzaj nadawanych uprawnień: obsługa, konserwacja, remont, montaż, kontrolnopomiarowe. Zakres uprawnień: a. piece przemysłowe o mocy powyżej 50 kw; b. przemysłowe
Bardziej szczegółowoW kręgu naszych zainteresowań jest:
DOLNE ŹRÓDŁA CIEPŁA W kręgu naszych zainteresowań jest: pozyskiwanie ciepła z gruntu, pozyskiwanie ciepła z powietrza zewnętrznego, pozyskiwanie ciepła z wód podziemnych, pozyskiwanie ciepła z wód powierzchniowych.
Bardziej szczegółowoBezemisyjna energetyka węglowa
Bezemisyjna energetyka węglowa Szansa dla Polski? Jan A. Kozubowski Wydział Inżynierii Materiałowej PW Człowiek i energia Jak ludzie zużywali energię w ciągu minionych 150 lat? Energetyczne surowce kopalne:
Bardziej szczegółowoJerzy Żurawski Wrocław, ul. Pełczyńska 11, tel. 071-321-13-43,www.cieplej.pl
OCENA ENERGETYCZNA BUDYNKÓW Jerzy Żurawski Wrocław, ul. Pełczyńska 11, tel. 071-321-13-43,www.cieplej.pl SYSTEM GRZEWCZY A JAKOŚĆ ENERGETYCZNA BUDNKU Zapotrzebowanie na ciepło dla tego samego budynku ogrzewanego
Bardziej szczegółowoNOWOCZESNE ŹRÓDŁA ENERGII
NOWOCZESNE ŹRÓDŁA ENERGII Kierunki zmian układów napędowych (3 litry na 100 km było by ideałem) - Bardziej efektywne przetwarzanie energii (zwiększenie sprawności cieplnej silnika z samozapłonem do 44%)
Bardziej szczegółowosilniku parowym turbinie parowej dwuetapowa
Turbiny parowe Zasada działania W silniku parowym tłokowym energia pary wodnej zamieniana jest bezpośrednio na energię mechaniczną w cylindrze silnika. W turbinie parowej przemiana energii pary wodnej
Bardziej szczegółowo5.5. Możliwości wpływu na zużycie energii w fazie wznoszenia
SPIS TREŚCI Przedmowa... 11 Podstawowe określenia... 13 Podstawowe oznaczenia... 18 1. WSTĘP... 23 1.1. Wprowadzenie... 23 1.2. Energia w obiektach budowlanych... 24 1.3. Obszary wpływu na zużycie energii
Bardziej szczegółowoZAGADNIENIA KOGENERACJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ I CIEPŁA
Bałtyckie Forum Biogazu ZAGADNIENIA KOGENERACJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ I CIEPŁA Piotr Lampart Instytut Maszyn Przepływowych PAN, Gdańsk Gdańsk, 7-8 września 2011 Kogeneracja energii elektrycznej i ciepła
Bardziej szczegółowoDr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne
Dr inż. Andrzej Tatarek Siłownie cieplne 1 Wykład 5 Projektowanie układów regeneracyjnego podgrzewania wody zasilającej 2 Układ regeneracji Układ regeneracyjnego podgrzewu wody układ łączący w jedną wspólną
Bardziej szczegółowoOgniwo paliwowe typu PEM (ang. PEM-FC)
OPRACOWALI: MGR INŻ. JAKUB DŁUGOSZ MGR INŻ. MARCIN MICHALSKI OGNIWA PALIWOWE I PRODUKCJA WODORU LABORATORIUM I- ZASADA DZIAŁANIA SYSTEMU OGNIW PALIWOWYCH TYPU PEM NA PRZYKŁADZIE SYSTEMU NEXA 1,2 kw II-
Bardziej szczegółowoElement budowy bezpieczeństwa energetycznego Elbląga i rozwoju rozproszonej Kogeneracji na ziemi elbląskiej
Mgr inŝ. Witold Płatek Stowarzyszenie NiezaleŜnych Wytwórców Energii Skojarzonej / Centrum Elektroniki Stosowanej CES Sp. z o.o. Element budowy bezpieczeństwa energetycznego Elbląga i rozwoju rozproszonej
Bardziej szczegółowoWarszawa, 7 września 2012. dr inż. Ryszard Wnuk Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A. rwnuk@kape.gov.pl
XLIV spotkanie Forum Energia Efekt Środowisko NFOŚiGW Warszawa, 7 września 2012 Domy słoneczne i magazynowanie ciepła dr inż. Ryszard Wnuk Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A. rwnuk@kape.gov.pl 1
Bardziej szczegółowoLokalne systemy energetyczne
2. Układy wykorzystujące OZE do produkcji energii elektrycznej: elektrownie wiatrowe, ogniwa fotowoltaiczne, elektrownie wodne (MEW), elektrownie i elektrociepłownie na biomasę. 2.1. Wiatrowe zespoły prądotwórcze
Bardziej szczegółowoUkład trójgeneracjigazowej dla zespołu biurowo-usługowo-mieszkalnego przy ulicy Kruczkowskiego 2 w Warszawie. Baltic Business Forum 2011
Układ trójgeneracjigazowej dla zespołu biurowo-usługowo-mieszkalnego przy ulicy Kruczkowskiego 2 w Warszawie Baltic Business Forum 2011 Projekt Kruczkowskiego 2 Powiśle Park Sp. z o.o. - spółka specjalnego
Bardziej szczegółowoWykorzystanie gazu ziemnego do produkcji energii elektrycznej. Grzegorz Rudnik, KrZZGi2211
Wykorzystanie gazu ziemnego do produkcji energii elektrycznej Grzegorz Rudnik, KrZZGi2211 Gaz ziemny- najważniejsze Gaz ziemny jest to rodzaj paliwa kopalnianego zwany potocznie błękitnym paliwem, jest
Bardziej szczegółowoMateriały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej
Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej w Systemach Technicznych Symulacja prosta dyszy pomiarowej Bendemanna Opracował: dr inż. Andrzej J. Zmysłowski
Bardziej szczegółowoPrzyszłość energetyki słonecznej na tle wyzwań energetycznych Polski. Prof. dr hab. inż. Maciej Nowicki
Przyszłość energetyki słonecznej na tle wyzwań energetycznych Polski Prof. dr hab. inż. Maciej Nowicki Polski system energetyczny na rozdrożu 40% mocy w elektrowniach ma więcej niż 40 lat - konieczność
Bardziej szczegółowoKONWERGENCJA ELEKTROENERGETYKI I GAZOWNICTWA vs INTELIGENTNE SIECI ENERGETYCZNE WALDEMAR KAMRAT POLITECHNIKA GDAŃSKA
KONWERGENCJA ELEKTROENERGETYKI I GAZOWNICTWA vs INTELIGENTNE SIECI ENERGETYCZNE WALDEMAR KAMRAT POLITECHNIKA GDAŃSKA SYMPOZJUM NAUKOWO-TECHNICZNE Sulechów 2012 Kluczowe wyzwania rozwoju elektroenergetyki
Bardziej szczegółowoWYKORZYSTANIE SILNIKA STIRLINGA W MAŁYCH I ŚREDNICH AGREAGATACH TRIGENERACYJNYCH
INŻ. BARTOSZ SMÓŁKA, BEATA SZKOŁA WYKORZYSTANIE SILNIKA STIRLINGA W MAŁYCH I ŚREDNICH AGREAGATACH TRIGENERACYJNYCH S t r e s z c z e n i e W związku z wprowadzaniem kolejnych dyrektyw dotyczących oszczędzania
Bardziej szczegółowoEnergia słoneczna docierająca do ziemi ma postać fali elektromagnetycznej o różnej długości. W zależności od długości fali wyróżniamy: Promieniowanie
Energia słoneczna docierająca do ziemi ma postać fali elektromagnetycznej o różnej długości. W zależności od długości fali wyróżniamy: Promieniowanie ultrafioletowe, Promieniowanie widzialne, Promieniowanie
Bardziej szczegółowoOBLICZENIA SILNIKA TURBINOWEGO ODRZUTOWEGO (rzeczywistego) PRACA W WARUNKACH STATYCZNYCH. Opracował. Dr inż. Robert Jakubowski
OBLICZENIA SILNIKA TURBINOWEGO ODRZUTOWEGO (rzeczywistego) PRACA W WARUNKACH STATYCZNYCH DANE WEJŚCIOWE : Opracował Dr inż. Robert Jakubowski Parametry otoczenia p H, T H Spręż sprężarki, Temperatura gazów
Bardziej szczegółowoCASE STUDY. Wykorzystanie ciepła odpadowego w zakładzie wytwórczym frytek. Źródła ciepła odpadowego w przemyśle dla agregatów chłodniczych
CASE STUDY Wykorzystanie ciepła odpadowego w zakładzie wytwórczym frytek Procesy zachodzące w przemyśle spożywczym wymagają udziału znacznej ilości ciepła. Z reguły dużo ciepła uzyskuje się od wytwarzanych
Bardziej szczegółowoTermodynamika. Część 5. Procesy cykliczne Maszyny cieplne. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ
Termodynamika Część 5 Procesy cykliczne Maszyny cieplne Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ Z pierwszej zasady termodynamiki: Procesy cykliczne du = Q el W el =0 W cyklu odwracalnym (złożonym z procesów
Bardziej szczegółowoH.Cegielski-Poznań S.A. Elektrownia kogeneracyjna na surowy olej palmowy o mocy 4,2 MW e Brake, Niemcy
H.Cegielski-Poznań S.A. Elektrownia kogeneracyjna na surowy olej palmowy o mocy 4,2 MW e Brake, Niemcy O firmie H.Cegielski-Poznań S.A. Firma powstała 165 lat temu, założona przez Hipolita Cegielskiego
Bardziej szczegółowoPrzegląd technologii produkcji tlenu dla bloku węglowego typu oxy
Przegląd technologii produkcji tlenu dla bloku węglowego typu oxy Metody zmniejszenia emisji CO 2 - technologia oxy-spalania Metoda ta polega na spalaniu paliwa w atmosferze o zwiększonej koncentracji
Bardziej szczegółowoWPŁYW ODZYSKU CIEPŁA NA DZIAŁANIE URZĄDZENIA CHŁODNICZEGO
WPŁYW ODZYSKU CIEPŁA NA DZIAŁANIE URZĄDZENIA CHŁODNICZEGO mgr inż. Roman SZCZEPAŃSKI KATEDRA TECHNIKI CIEPLNEJ Politechnika Gdańska 1. ANALIZA TEORETYCZNA WPŁYWU ODZY- SKU CIEPŁA NA PRACĘ URZĄDZENIA CHŁOD-
Bardziej szczegółowoTypowe konstrukcje kotłów parowych. Maszyny i urządzenia Klasa II TD
Typowe konstrukcje kotłów parowych Maszyny i urządzenia Klasa II TD 1 Walczak podstawowy element typowych konstrukcji kotłów parowych zbudowany z kilku pierścieniowych członów z blachy stalowej, zakończony
Bardziej szczegółowoMetoda Elementów Skooczonych
Metoda Elementów Skooczonych Temat: Technologia wodorowa Prowadzący dr hab. Tomasz Stręk Wykonali Bartosz Wabioski Adam Karolewicz Wodór - wstęp W dzisiejszych czasach Wodór jest powszechnie uważany za
Bardziej szczegółowoNowoczesne technologie w klimatyzacji i wentylacji z zastosowaniem gazowych pomp ciepła GHP. dr inż. Tomasz Wałek
Nowoczesne technologie w klimatyzacji i wentylacji z zastosowaniem gazowych pomp ciepła GHP dr inż. Tomasz Wałek Nowoczesne budownictwo - skuteczna izolacja cieplna budynków - duże zyski ciepła od nasłonecznienia
Bardziej szczegółowoRozwiązania dla klientów przemysłowych Mała kogeneracja
Rozwiązania dla klientów przemysłowych Mała kogeneracja Energia elektryczna i ciepło to media przemysłowe, które odgrywają istotną rolę w procesie produkcyjnym. Gwarancja ich dostaw, przy zapewnieniu odpowiednich
Bardziej szczegółowoJakie są systemy ogrzewania z pompą ciepła?
Jakie są systemy ogrzewania z pompą ciepła? Ocena techniczno-ekonomiczna Systemy ogrzewania wolnostojących budynków mieszkalnych z wykorzystaniem sprężarkowych pomp ciepła pociągają za sobą szereg koniecznych
Bardziej szczegółowoPolska energetyka scenariusze
Warszawa 10.10.2017 Polska energetyka 2050 4 scenariusze Dr Joanna Maćkowiak Pandera O nas Forum Energii to think tank działający w obszarze energetyki Naszą misją jest tworzenie fundamentów efektywnej,
Bardziej szczegółowow perspektywie funduszy europejskich 2014-2020 dr Jacek Warda
Ekoinnowacje w polityce transportowej i gospodarce komunalnej w perspektywie funduszy europejskich 2014-2020 dr Jacek Warda Niniejsza prezentacja konferencyjna powstała w ramach projektu Eko-gminy.pl Kampania
Bardziej szczegółowoOdnawialne źródła energii
Odnawialne źródła energii Energia z odnawialnych źródeł energii Energia odnawialna pochodzi z naturalnych, niewyczerpywanych źródeł wykorzystujących w procesie przetwarzania energię wiatru, promieniowania
Bardziej szczegółowoInformacja o pracy dyplomowej
Informacja o pracy dyplomowej 1. Nazwisko i Imię: Duda Dawid adres e-mail: Duda.Dawid1@wp.pl 2. Kierunek studiów: Mechanika I Budowa Maszyn 3. Rodzaj studiów: inżynierskie 4. Specjalnośd: Systemy, Maszyny
Bardziej szczegółowoDoświadczenia audytora efektywności energetycznej w procesach optymalizacji gospodarki energetycznej w przedsiębiorstwach
Doświadczenia audytora efektywności energetycznej w procesach optymalizacji gospodarki energetycznej w przedsiębiorstwach Odbiorcy na Rynku Energii 2013 XI Konferencja Naukowo-Techniczna Czeladź 14-15.
Bardziej szczegółowoPerspektywy rozwoju OZE w Polsce
Perspektywy rozwoju OZE w Polsce Beata Wiszniewska Polska Izba Gospodarcza Energetyki Odnawialnej i Rozproszonej Warszawa, 15 października 2015r. Polityka klimatyczno-energetyczna Unii Europejskiej Pakiet
Bardziej szczegółowoANALIZA UWARUNKOWAŃ TECHNICZNO-EKONOMICZNYCH BUDOWY GAZOWYCH UKŁADÓW KOGENERACYJNYCH MAŁEJ MOCY W POLSCE. Janusz SKOREK
Seminarium Naukowo-Techniczne WSPÓŁCZSN PROBLMY ROZWOJU TCHNOLOGII GAZU ANALIZA UWARUNKOWAŃ TCHNICZNO-KONOMICZNYCH BUDOWY GAZOWYCH UKŁADÓW KOGNRACYJNYCH MAŁJ MOCY W POLSC Janusz SKORK Instytut Techniki
Bardziej szczegółowoWykorzystanie energii z odnawialnych źródeł na Dolnym Śląsku, odzysk energii z odpadów w projekcie ustawy o odnawialnych źródłach energii
Wykorzystanie energii z odnawialnych źródeł na Dolnym Śląsku, odzysk energii z odpadów w projekcie ustawy o odnawialnych źródłach energii Paweł Karpiński Pełnomocnik Marszałka ds. Odnawialnych Źródeł Energii
Bardziej szczegółowoPompy ciepła - zasada działania
Pompy ciepła - zasada działania Pochodząca od słońca energia cieplna zmagazynowana w ziemi w wodzie lub w powietrzu ma zbyt niską temperaturę aby mogła być bezpośrednio używana do ogrzewania. Dlatego do
Bardziej szczegółowo