Opis przedmiotu zamówienia

Transkrypt

1 Opis przedmiotu zamówienia Załącznik nr 6 Nr zamówienia: DZP /2012 Zamówienie wykonywane będzie w ramach dofinansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu Opracowanie innowacyjnych technologii magazynowania energii w produkcyjnych tunelach foliowych", realizowanego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, Nr projektu WNDPOIG /09 HortiEnergia. Projekt obejmuje nowatorskie badania naukowe w zakresie podniesienia jakości i wydajności produkowanych roślin, zmniejszenie kosztów ogrzewania obiektów przeznaczonych do produkcji roślin pod osłonami oraz wyposaŝenia gospodarstw w nowoczesną technologię i realizowany jest przez: a) Instytut Ogrodnictwa, ul. Konstytucji 3 Maja 1/3, Skierniewice, b) Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, al. Mickiewicza 21, Kraków. W umowie konsorcjum zawartej w dniu 16 marca 2009 r. strony ustaliły, Ŝe wnioskodawcą i jednocześnie koordynatorem projektu jest Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach, a Partnerem Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie. Głównym celem projektu jest stworzenie warunków poprawy konkurencyjności polskich przedsiębiorców z sektora ogrodnictwa poprzez zastosowanie innowacyjnych rozwiązań opartych na pracach B+R. Innowacyjna technologia przyczyni się do poprawy konkurencyjności płodów ogrodniczych przez podniesienie ich jakości i obniŝenie kosztów energii przy ograniczeniu zagroŝeń środowiska, co wpisuje się w NSRO oraz poddziałanie 1.31 POIG. Nowe rozwiązania pozwolą na magazynowanie przekazywanej do otoczenia energii w produkcyjnych tunelach foliowych. Cele szczegółowe projektu to: a) wykorzystanie nadwyŝek ciepła i znaczne oszczędności energii, b) poprawa warunków środowiskowych waŝnych dla rozwoju roślin, co korzystnie wpłynie na przyspieszenie i wielkość plonu, c) poprawa zdrowotności i jakości plonu i przez to ograniczenie liczby zabiegów chemicznej ochrony roślin, d) zmniejszenie pozostałości środków ochrony roślin oraz obciąŝenie środowiska pestycydami. W ramach realizacji projektu konieczna jest koordynacja zadań badawczych realizowanych w Uniwersytecie Rolniczym im. Hugona Kołłątaja w Krakowie wraz z opracowaniem koncepcji, metodyki, bieŝący dozór nad merytorycznym realizowaniem poszczególnych etapów zadań oraz wykonanie opracowań naukowych z realizacji poszczególnych zadań badawczych. Ogólna tematyka badań i opracowanie prac naukowych oraz zaleceń dla praktyki obejmuje określenie: a) parametrów pracy systemu zasilającego powietrze z wnętrza tunelu do złoŝa akumulatorów (zarówno cieczowego jak i ciała stałego) w tunelu doświadczalnym wraz z określeniem efektywności pracy tego systemu; b) opracowanie algorytmów sterowania procesem magazynowania ciepła w obydwu akumulatorach; c) dobór elementów systemu konwersji promieniowania słonecznego w energię elektryczną w aspekcie zaspakajania potrzeb energetycznych urządzeń technicznych wraz z określeniem funkcjonalności rozwaŝanego systemu, c) opracowanie wytycznych techniczno-eksploatacyjnych dla uŝytkowników takiego systemu magazynowania nadwyŝki ciepła z tunelu foliowego;

2 d) przeprowadzenie analizy ekonomicznej (wraz z określeniem podstawowych wskaźników obrazujących opłacalność takiej inwestycji); e) przeprowadzenie analizy ekologicznej i podanie efektów przy zastępowaniu energii ze źródeł kopalnych energią odnawialną; f) podjęcie działań popularyzatorskich uzyskanych wyników badań wśród producentów ogrodniczych oraz współudział z Instytutem Ogrodniczym w Skierniewicach w przygotowaniu zgłoszeń do Urzędu Patentowego RP z zakresu rozwiązań technicznych zastosowanych w badanym systemie pozyskiwania i magazynowania nadwyŝki energii. Projekt realizowany jest w dwóch lokalizacjach jednocześnie, z wykorzystaniem infrastruktury Koordynatora i Partnera projektu wzbogaconego o zakupione i wykonane w ramach projektu aparaturę i wyposaŝenie techniczne. Obie jednostki współpracują ze sobą na rzecz realizacji tego projektu, w skład którego wchodzi 16 zadań badawczych, angaŝując do tego celu niezbędne zasoby ludzkie. W dyspozycji Wydziału InŜynierii Produkcji i Energetyki Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie znajdują się laboratoria wyposaŝone w aparaturę kontrolno-pomiarowa związane bezpośrednio z energetyką w rolnictwie w zakresie: a) urządzeń energii odnawialnych: cieczowe płaskie i próŝniowe kolektory słoneczne wraz z systemem akumulacji ciepła w zbiorniku wodnym, pompa ciepła z pionowymi i poziomymi wymiennikami ciepła jako źródło ogrzewania tunelu foliowego, biwalentny (podłoŝe + zbiornik wodny) system magazynowania nadwyŝek ciepła pochodzących z wnętrza tunelu foliowego, b) energetycznym: kompletne ogniwo fotowoltaiczne (wraz z opomiarowaniem), ogniwo paliwowe (wodorowe), odnawialne źródła energii ze szczególnym uwzględnieniem technologii produkcji biopaliw gazowych (techniczne i ekonomiczne aspekty produkcji biopaliw, optymalizacja parametrów prowadzenia procesów produkcji paliw typu Biodiesel), c) agrofizycznym: materiał roślinny jako odnawialne źródło energii: stanowiska do aglomeracji biomasy (pelety, brykiety) wraz z moŝliwością wykonywania wszechstronnych badań agrofizycznych i energetycznych. PowyŜsze laboratoria wyposaŝone są w systemy automatycznej rejestracji, kontroli i rejestracji parametrów pracy układów eksperymentalnych począwszy od pomiarów mierzonych wielkości (temperatury, natęŝenia promieniowania słonecznego, długofalowego promieniowania zwrotnego, pomiarów termowizyjnych, prędkości wiatru, ciepło spalania, skład biogazu) aŝ do laboratoryjnej linii do przygotowania biopaliwa z nasion rzepaku i biogazu z substratów pochodzenia rolniczego oraz odseparowanej frakcji podsitowej z odpadów organicznych, oraz tunel foliowy (zbudowany podczas I etapu realizacji projektu) wyposaŝony w akumulatory energii wraz z kompletnym wyposaŝeniem tych stanowisk w aparaturę badawczą.

3 Harmonogram realizacji zamówienia w zakresie części I. Zadanie badawcze Etap zadania Elementy składowe etapu Okres realizacji 1a. Określenie rozwiązania konstrukcyjnego generatora ZADANIE BADAWCZE 3. Analiza funkcjonalności systemu konwersji promieniowania słonecznego w energię elektryczną 1. Określenie zaleŝności między natęŝeniem promieniowania słonecznego, a ilością fotowoltaicznego w aspekcie funkcjonalności działania systemu zaopatrzenia urządzeń odbiorczych w energię elektryczną, wytworzonej energii elektrycznej 1b.Określenie zaleŝności między natęŝeniem promieniowania słonecznego, a ilością wytworzonej energii elektrycznej. 2. Wyznaczenie relacji między uzyskaną mocą elektryczną, a niezbędną pojemnością akumulatorów energii 3. Analiza koherentności pracy elementów systemu konwersji promieniowania słonecznego w energię elektryczną w zaleŝności od dostępności radiacji 4. Analiza funkcjonalności i efektywności (liczonej jako energia włoŝona do uzyskanej) systemu hybrydowego 1. Określenie ciśnienia statycznego na brzegu pobocznicy perforowanego przewodu. 2. Analiza teoretyczna z zakresu istniejącej mocy elektrycznej i pojemnością akumulatorów. 3. Analiza koherentności pracy elementów systemu konwersji promieniowania słonecznego w energię elektryczną w zaleŝności od dostępności radiacji. 4. Analiza funkcjonalności i efektywności (liczonej jako energia włoŝona do uzyskanej) systemu hybrydowego ZADANIE BADAWCZE 4. Określenie niezbędnego nadciśnienia statycznego w perforowanym przewodzie umieszczonym w złoŝu akumulatora glebowego 2. Wyznaczenie zaleŝności między ciśnieniem statycznym, a średnicą przewodu oraz strumieniem przepływającego powietrza. 3. Określenie strumienia powietrza dopływającego do przestrzeni glebowej napowietrzanego złoŝa dla punktów zlokalizowanych w złoŝu o zróŝnicowanych współrzędnych geometrycznych w funkcji strumienia powietrza. Przygotowanie raportów z realizacji zadań. do

4 ZADANIE BADAWCZE 8. Określenie warunków pracy systemów magazynowania ciepła w aspekcie wspomagania zuŝycia ciepła w obiekcie 1a. Opracowanie metodyki do analizy zagadnień energetyczno-wilgotnościowych w akumulatorze ciała stałego, 1b. Opracowanie metodyki do określenia parametrów powietrza wtłaczanego do akumulatora ciała stałego, 1. Analiza zmian dynamiki wzrostu temperatury i zmniejszenia wilgotności w złoŝu. 2. Wyznaczenie ilości zmagazynowanej energii w zaleŝności od strumienia tłoczonego 1c. Opracowanie metodyki do określenia zagadnień energetycznych w akumulatorze cieczowym, 1d. Opracowanie metodyki do analizy zagadnień cieplnych w złoŝu przy dwuwariantowym (nawilŝanie wtłaczanego powietrza lub bezpośrednie dostarczanie wody do akumulatora) rozwiązaniu konstrukcyjnym utrzymania w nim załoŝonego poziomu wilgotności, 1e. Analiza zagadnień cieplnych w złoŝu przy wielowariantowym utrzymaniu w nim załoŝonej wilgotności, 1.f. Analiza wpływu czynników niesterowalnych na ilość zmagazynowanego ciepła w akumulatorach energii, 1g. Analiza zmian dynamiki wzrostu temperatury i zmniejszenia wilgotności w złoŝu. 2a. Opracowanie metodyki do analizy ilości zmagazynowanego ciepła dla wielosekcyjnego akumulatora złoŝa ciała stałego, powietrza. 2b. Wyznaczenie ilości zmagazynowanej energii w zaleŝności od strumienia tłoczonego powietrza. 3. Wyznaczenie warunków przy których racjonalne jest rozładowywanie akumulatora glebowego i kierowanie odzyskanego ciepła do wnętrza tunelu foliowego. 4. Określenie efektywności magazynowania w funkcji objętości wtłaczanego do złoŝa podgrzanego powietrza. 3a. Opracowanie metodyki do analizy współpracy systemu rozładowania akumulatora w aspekcie zapotrzebowania ciepła przez tunel foliowy, 3b. Wyznaczenie warunków przy których racjonalne jest rozładowywanie akumulatora stałego i kierowanie odzyskanego ciepła do wnętrza tunelu foliowego. 4. Określenie efektywności magazynowania w funkcji objętości wtłaczanego do złoŝa podgrzanego powietrza do do

5 ZADANIE BADAWCZE 14 Analiza ekonomiczno i ekologiczna systemów wspomagania ogrzewania ZADANIE BADAWCZE 15 Opracowanie wytycznych konstrukcyjno eksploatacyjnych 1. Określenie kosztów energii i sumarycznych kosztów eksploatacyjnych tuneli wyposaŝonych 1.a. Opracowanie metodyki do określenia kosztów energii i sumarycznych kosztów eksploatacyjnych tuneli wyposaŝonych w systemy magazynowania ciepła w systemy magazynowania ciepła. 1b. Określenie kosztów energii i sumarycznych kosztów eksploatacyjnych tuneli wyposaŝonych w systemy magazynowania ciepła. 2. Wykonanie oceny opłacalności zainstalowania akumulatorów ciepła w tunelach foliowych, 3. Określenie redukcji szkodliwych związków emitowanych do atmosfery. 4. Określenie rocznych efektów energetycznoekologicznych dla tuneli i szklarni wyposaŝonych w rozwaŝane akumulatory energii. 1. Opracowanie zasad wyznaczania parametrów perforowanego przewodu zasilającego 2. Wytyczne związane z doborem wentylatorów oraz systemu sterowania pracą zaworu klapowego 3. Wytyczne związane z konwersją promieniowania słonecznego w energię elektryczną. 4. Zalecenia związane z parametrami konstrukcyjno- eksploatacyjnymi akumulatorów cieczowych i glebowych: powierzchnia wymienników, głębokość i odległość między przewodami perforowanymi, zalecany strumień powietrza przepływający przez akumulatory. 2. Wykonanie oceny opłacalności zainstalowania akumulatorów ciepła w tunelach foliowych 3. Określenie redukcji szkodliwych związków emitowanych do atmosfery. 4. Określenie rocznych efektów energetycznoekologicznych dla tuneli i szklarni wyposaŝonych w rozwaŝane akumulatory energii. 1. Opracowanie zasad wyznaczania parametrów perforowanego przewodu zasilającego 2. Wytyczne związane z doborem wentylatorów oraz systemu sterowania pracą zaworu klapowego 3. Wytyczne związane z konwersją promieniowania słonecznego w energię elektryczną. 4. Zalecenia związane z parametrami konstrukcyjnoeksploatacyjnymi akumulatorów cieczowych i glebowych: powierzchnia wymienników, głębokość i odległość między przewodami perforowanymi, zalecany strumień powietrza przepływający przez akumulatory

6 ZADANIE BADAWCZE 16 Popularyzacja i upowszechnienie uzyskanych wyników badań 1. Opracowanie w formie popularno-naukowej dla ogrodników: a) wytycznych związanych z parametrami technicznymi akumulatorów energii, 1. Opracowanie w formie popularno-naukowej dla ogrodników: b) efektów ilościowo-jakościowych uprawy roślin z uŝyciem akumulatorów energii, 1. Opracowanie w formie popularno-naukowej dla ogrodników: c) zmian zachodzących w mikroklimacie wewnątrz obiektu oraz w podłoŝu ogrodniczym. 2. Przeprowadzenie seminariów dla producentów i pracowników ODR oraz konferencji promującej wyniki projektu. 3. Przygotowanie publikacji popularnonaukowych. 1.a.1. Opracowanie wytycznych związanych z perforacją przewodu zasilającego, 1.a.2. Opracowanie wytycznych związanych z konstrukcją akumulatora cieczowego 1.a.3. Opracowanie wytycznych związanych z wymaganym ciśnieniem wytwarzanym przez wentylator 1.a.4. Opracowanie wytycznych związanych z konstrukcja akumulatora ciała stałego 1.a.5. Opracowanie wytycznych związanych ze sposobem zasilania wielosekcyjnego akumulatora ciała stałego 1a.6. Opracowanie wytycznych związanych z dostarczaniem ciepła z akumulatora ciała stałego do wnętrza tunelu foliowego, 1.a.7. Opracowanie wytycznych związanych ze sekwencyjnym ładowaniem akumulatora ciała stałego i cieczowego 1. Opracowanie w formie popularno-naukowej dla ogrodników materiałów z zakresu efektów ilościowojakościowych uprawy roślin z uŝyciem akumulatorów energii, 1. Opracowanie w formie popularno-naukowej dla ogrodników materiałów na temat zmian zachodzących w mikroklimacie wewnątrz obiektu oraz w akumulatorze ciała stałego 2. Przeprowadzenie seminariów dla producentów i pracowników ODR oraz konferencji promującej wyniki projektu. do Przygotowanie publikacji popularno- naukowych. do Opracowanie raportu końcowego 4. Opracowanie raportu końcowego do

7 Harmonogram realizacji zamówienia w zakresie części II. Zadanie badawcze Etap zadania Elementy składowe etapu Okres realizacji 1a. Określenie rozwiązania konstrukcyjnego generatora ZADANIE BADAWCZE 3 Analiza funkcjonalności systemu konwersji promieniowania słonecznego w energię elektryczną 1. Określenie zaleŝności między natęŝeniem promieniowania słonecznego, a ilością wytworzonej energii elektrycznej 2. Wyznaczenie relacji między uzyskaną mocą elektryczną, a niezbędną pojemnością akumulatorów energii 3. Analiza koherentności pracy elementów systemu konwersji promieniowania słonecznego w energię elektryczną w zaleŝności od dostępności radiacji 4. Analiza funkcjonalności i efektywności (liczonej jako energia włoŝona do uzyskanej) systemu hybrydowego fotowoltaicznego w aspekcie funkcjonalności działania systemu zaopatrzenia urządzeń odbiorczych w energię elektryczną, 1b. Określenie rozwiązania konstrukcyjnego hybrydowego systemu współpracy generatora fotowoltaicznego z siecią energetyczną w aspekcie funkcjonalności działania systemu zaopatrzenia urządzeń odbiorczych w energię elektryczną, 1c. Opracowanie projektu systemu współpracy generatora fotowoltaicznego z siecią elektryczną, 1d. Określenie koncepcji opomiarowania i sterowania systemem konwersji energii promieniowania Określenie idei pracy systemu dostarczania energii z konwersji promieniowania słonecznego do zasilania urządzeń elektrycznych w systemie magazynowania energii w badanych akumulatorach. 3a. Określenie ilości niezbędnej mocy elektrycznej pobieranej przez urządzenia w systemie magazynowania ciepła. 3b. Określenie potencjalnie dostępnej mocy elektrycznej z paneli fotowoltaicznych w zaleŝności od dostępnego poziomu radiacji. Określenie funkcjonalności i efektywności (liczonej jako energia włoŝona do uzyskanej) systemu hybrydowego

8 ZADANIE BADAWCZE 8 Określenie warunków pracy systemów magazynowania ciepła w aspekcie wspomagania zuŝycia ciepła w obiekcie 1. Analiza zmian dynamiki wzrostu temperatury i zmniejszenia wilgotności w złoŝu. 2. Wyznaczenie ilości zmagazynowanej energii w zaleŝności od strumienia tłoczonego powietrza. 3. Wyznaczenie warunków przy których racjonalne jest rozładowywanie akumulatora glebowego i kierowanie odzyskanego ciepła do wnętrza tunelu foliowego. 4. Określenie efektywności magazynowania w funkcji objętości wtłaczanego do złoŝa podgrzanego powietrza. Określenie wpływu czynników niesterowalnych na ilość zmagazynowanego ciepła w akumulatorach energii, 2a. Opracowanie koncepcji sterowania systemem magazynowania ciepła w wielosekcyjnym złoŝu akumulatora ciała stałego, 2b. Opracowanie metodyki określenia efektów energetycznych przy dostarczaniu ciepła ze złoŝa akumulatora do przestrzeni wokół roślin umieszczonych na rynnach uprawowych, 2c. Analiza ilości zmagazynowanego ciepła dla wielosekcyjnego akumulatora złoŝa ciała stałego. Określenie zapotrzebowania ciepła przez tunel foliowy. 4a. Weryfikacja algorytmu sterowania procesem magazynowania ciepła w wielosekcyjnym akumulatorze ciała stałego i akumulatorze cieczowym 4b. Nadzór nad wykonywaniem badań i przygotowanie wstępnych wyników z zakresu magazynowania ciepła i wspomagania zuŝycia ciepła w obiekcie. 4c. Opracowanie danych do określenia efektywności magazynowania ciepła w funkcji objętości wtłaczanego do złoŝa podgrzanego powietrza do do do

9 ZADANIE BADAWCZE 15 Opracowanie wytycznych konstrukcyjno eksploatacyjnych ZADANIE BADAWCZE 16 Popularyzacja i upowszechnienie uzyskanych wyników badań 1. Opracowanie zasad wyznaczania parametrów perforowanego przewodu zasilającego 2. Wytyczne związane z doborem wentylatorów oraz systemu sterowania pracą zaworu klapowego 3. Wytyczne związane z konwersją promieniowania słonecznego w energię elektryczną. 4. Zalecenia związane z parametrami konstrukcyjno- eksploatacyjnymi akumulatorów cieczowych i glebowych: powierzchnia wymienników, głębokość i odległość między przewodami perforowanymi, zalecany strumień powietrza przepływający przez akumulatory. 1. Opracowanie w formie popularno-naukowej dla ogrodników: a) wytycznych związanych z parametrami technicznymi akumulatorów energii, b) zmian zachodzących w mikroklimacie wewnątrz obiektu oraz w podłoŝu ogrodniczym. 2. Przeprowadzenie seminariów dla producentów i pracowników ODR oraz konferencji promującej wyniki projektu. 3. Przygotowanie publikacji i wydawnictw popularno- naukowych Określenie parametrów eksploatacyjnych perforowanego przewodu zasilającego Określenie parametrów technicznych wentylatorów oraz systemu sterowania pracą zaworów klapowych. Opracowanie wytycznych dla systemu PV zasilającego układ w energię elektryczną. 4.a. Przygotowanie danych do analizy wyników z zakresu wytycznych konstrukcyjno- eksploatacyjnych 4.b. Opracowanie zaleceń związanych z parametrami konstrukcyjno- eksploatacyjnymi systemu akumulacji ciepła. 1.a. Opracowanie wytycznych związanych z konstrukcją akumulatora cieczowego 1.b. Opracowanie wytycznych związanych z zasilaniem powietrzem z akumulatora ciała stałego rynien uprawowych w tunelu foliowym 1.c. Opracowanie wytycznych związanych ze sposobem zasilania urządzeń technicznych energią z konwersji promieniowania słonecznego. 1.d. Opracowanie wytycznych związanych ze współpracą generatora fotowoltaicznego z siecią energetyczną. 1.e. Opracowanie wytycznych dotyczących zmian mikroklimatu w tunelu foliowym przy współpracy ze systemem dostarczania ciepła do wnętrza tunelu z wykorzystaniem rynien uprawowych. Opracowanie w formie popularno-naukowej programów oraz treści zawierających wyniki i zalecenia wynikające z realizacji projektu: Przygotowanie publikacji i wydawnictw popularnonaukowych zawarcia umowy do zawarcia umowy do zawarcia umowy do Opracowanie raportu końcowego 4. Opracowanie raportu końcowego do