Green University Project

Transkrypt

1 The green way to ensure energy self - sources of UWM Katedra Mechatroniki i Edukacji Techniczno Informatycznej I nicjator: p ro f. d r h a b. R y s za r d G ó r e c k i R e k t o r U W M R e a l i z a t o r : d r h a b. i n ż. A n d r ze j P i ę t a k p ro f. U W M Olsztyn 2013

2 Główne zadania projektu według strategii UWM: 1. Badania naukowe i kształcenie w zakresie OZE, (precyzyjne rolnictwo, produkcja i przetwórstwo w zakresie OZE, wykorzystanie OZE) 2. Samowystarczalność energetyczna UWM o oparciu o własne zasoby OZE (produkcja, przetwórstwo nośników energii, potencjał produkcji energii) 3.Termoizolacja obiektów, wdrażanie systemów BMS i KNX, fotowoltaika 4. Rowerowy kampus w Kortowie (drogi wewnętrzne wyłączne rowerowe, parkingi rowerowe, 1 parking samochodowy, wypożyczalnie rowerów)

3 Przetwarzanie energetyczne biomasy Uprawy energetyczne wstępne przetwarzanie Pozostałości i produkty uboczne zbiór transport Odpady przechowywanie konwersja termochemiczna konwersja fizykochemiczna konwersja biochemiczna karbonizacja zagazowanie piroliza wytłaczanie ekstrakcja estryfikacja fermentacja alkoholowa rozkład beztlenowy rozkład tlenowy Paliwa stałe Paliwa gazowe Paliwa ciekłe spalanie Energia elektryczna Energia cieplna

4 Reaktor współprądowy z dolnym odbiorem produktów Paliwo Suszenie Piroliza Powietrze Spalanie Powietrze Redukcja Gaz surowy

5 Gospodarstwo Średnia powierzchnia areału Średni uzysk Ilość Łącznie Potencjał energetyczny Przelicznik energetyczny Przelicznik energetyczny Wykorzystanie energii Ostatecznie Konwersja biochemiczna Biomasa [ha] [t/ha] [szt] [t] [GJ] [GJ/t] [GJ/szt.] [%] [GJ] Burak cukrowy Bałcyny n.d n.d Trawa Bałcyny n.d n.d Kukurydza - kiszonka Bałdy n.d n.d Trawa Bałdy n.d n.d Trawa Łężany n.d n.d Obornik bydlęcy Bałcyny n.d. n.d n.d Obornik bydlęcy Bałdy n.d. n.d n.d Suma Literatura: Schulz, H.; Eder, B.: Biogas-Praxis: Grundlagen, Planung, Anlagenbau, Beispiel, 2. überarbeitete Auflage, Ökobuch Verlag, Staufen bei Freiburg, 1996, 2001

6 Gospodarstwo Średnia powierzchnia areału Średni uzysk Łącznie Potencjał energetyczny Przelicznik energetyczny Wykorzystanie energii Ostatecznie Konwersja termochemiczna Biomasa Słoma pszeniczna Słoma pszenżyta Bałcyny Bałcyny [ha] [t/ha] [t] [GJ] [GJ/t] [%] [GJ] 575 4, ,03 4,9 74 Literatura: 1. Wandrasz J. W., Wandrasz A. J., Paliwa formowane - biopaliwa i paliwa z odpadów w procesach termicznych 2. Raport końcowy dotyczący potencjału i możliwości wykorzystania odnawialnych źródeł energii na terenie działania Agencji PRAZE Słoma kukurydziana Bałcyny , Słoma pszenżyta Bałdy 103 4, Słoma pszeniczna Łężany 600 4, Słoma rzepakowa Łężany 300 2, Słoma owsiana Łężany 150 4, Wierzba energetyczna Łężany Suma 82376

7 Zakład Produkcyjno-Doświadczalny Bałcyny Biomasa roślinna Śr. powierzchnia Śr. Potencjał Łącznie Sposób konwersji areału uzysk energetyczny biomasy [ha] [t/ha] [t] [GJ] Słoma pszeniczna termochemiczna Słoma pszenżyta termochemiczna 1259 Słoma żytnia termochemiczna 803 Słoma termochemiczna kukurydziana Słoma jęczmienna termochemiczna 473 Burak cukrowy biochemiczna 8853 Trawy biochemiczna 6324 SUMA

8 Stacja Dydaktyczno-Badawcza Bałdy Śr. powierzchnia Śr. Sposób Potencjał Łącznie Biomasa roślinna areału uzysk konwersji energetyczny [ha] [t/ha] [t] biomasy [GJ] Słoma pszenżyta termochemiczna 8630 Kukurydza - kiszonka biochemiczna 9317 Trawy biochemiczna 9462 SUMA

9 Stacja Dydaktyczno-Badawcza Łężany Śr. powierzchnia Śr. Biomasa roślinna areału uzysk Łącznie Sposób Potencjał konwersji energetyczny [ha] [t/ha] [t] biomasy [GJ] Słoma pszeniczna termochemiczna Słoma rzepakowa termochemiczna Słoma owsiana termochemiczna Wierzba termochemiczna energetyczna Trawy biochemiczna 7186 SUMA

10 Stacja Dydaktyczno-Badawcza Bałdy Biomasa zwierzęca Potencjał Ilość Sposób Odpady energetyczny konwersji [szt.] [t] [GJ] Obornik bydlęcy fermentacja 3726 Obornik kurzy b.d. 100 fermentacja 167 Obornik koński fermentacja 488 SUMA (1/2)

11 Podsumowanie Energie uzyskane w procesie reakcji biochemicznych [GJ] Energie uzyskane w procesie reakcji termochemicznych [GJ] SUMA W silniku stirlinga otrzymujemy 60% energii cieplnej [GJ] GWh W silniku stirlinga otrzymujemy 30% energii elektrycznej [GJ] GWh

12 Schemat wykorzystania GUP Fotowoltaika (e) Energia: 8,7GWh Do sieci energetycznej Budynki UWM Ciepło: 30GWh Energia: 14 GWh Biomasa (Q, e) Ciepło: 16 GWh Energia: 9 GWh Kolektory słoneczne(q) Ciepło: 30GWh Termoizolacja (- Q) Oszczętność : -1GWh GUP Green University Project Gaz ziemny Basen UWM Transport UWM inne

13 Schemat

14 Schemat / Animacja

15 Silnik Stirlinga Tłok gorący (przepuszczający) Ogrzewanie Dane techniczne: Sprawność = 90% Cylinder Chłodzenie Energia cieplna = 60% Energia elektryczna = 30% Tłok zimny (szczelny)

16 Silnik Stirlinga

17 Silnik Stirlinga / Animacja

18 Zestawienie potrzeb i możliwości energetycznych UWM Ciepło [GWh] Energia Elektryczna [GWh] Bilans z 2011 r Biomasa Kolektory słoneczne 15 - Fotowoltaika 8 Termoizolacja 1 Suma

19 Potrzeby energetyczne UWM w 2011r Energia elektryczna -- 14,83 GWh Energia cieplna -- 34,83 GWh + GUP -> (41-86) 52,2 GWh

20 BMS i KNX - budynki i instalacje inteligentne

21 Systemy sterowania BMS

22 Emisja spalin z silników Diesla PM - particle molecule Emisja nieszkodliwa Emisja szkodliwa Paliwa + Powietrze Węglowodory (HC) Benzyna, olej napędowy, CNG, biodiesel Gdzie są cząstki stałe? CO 2 H 2 O Ciepło + Nie spalone paliwo, węglowodory Tlenki azotu, NO x Produkty niepełnego spalania, CO Cząstki stałe, PM Sadza Wchłonięte węglowodory Skondensowane węglowodory Siarczany i woda

23 Problemy badawcze 1. Sterowanie silnikiem Stirlinga 2. Sterowanie systemem kogeneracji i przepływem energii 3. Magazynowanie energii cieplnej i elektrycznej 4. Kompleks fotowoltaiczny 5. Inteligentne i zero-energetyczne budynki w UWM (system KNX) 6. Korekta upraw w kierunku roślin energetycznych 7. Projektowanie systemu zielonego transportu w UWM i regionie

24 Dziękuję za uwagę Green Project University