Wykorzystanie pojemności cieplnej dużych systemów dystrybucji energii



Podobne dokumenty
Wpływ sposobu ogrzewania na efektywność energetyczną budynku

Nowy Targ, styczeń Czesław Ślimak Barbara Okularczyk

Instalacja geotermalna w Pyrzycach - aspekty techniczne

Krok 1 Dane ogólne Rys. 1 Dane ogólne

Analiza zastosowania alternatywnych/odnawialnych źródeł energii

Czym w ogóle jest energia geotermalna?

Koncepcja rozwoju geotermii w Polsce Słupsk,

AUDYT NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO

SPIS TREŚCI 1. PODSTAWA PRAWNA RODZAJ I PARAMETRY TECHNOLOGICZNEGO NOŚNIKA CIEPŁA ORAZ SPOSOBY JEGO REGULACJI... 4

Ustawa o promocji kogeneracji

5.5. Możliwości wpływu na zużycie energii w fazie wznoszenia

Analiza zastosowania alternatywnych/odnawialnych źródeł energii

WDRAŻANIE BUDYNKÓW NIEMAL ZERO-ENERGETYCZNYCH W POLSCE

Opracowanie optymalnego wariantu zaopatrzenia w ciepło miasta Włoszczowa. 7 stycznia 2015 roku

TARYFA DLA CIEPŁA Zespołu Elektrociepłowni Wrocławskich KOGENERACJA S.A.

Ciepło sieciowe ciepłem przyszłości

WP3.1. Warsztaty krajowe Możliwości rozwoju i bariery dla geotermalnych systemów c.o. Stan i możliwości rozwoju geotermalnych sieci c.o.

ENERGETYKA A OCHRONA ŚRODOWISKA. Wpływ wymagań środowiskowych na zakład energetyczny (Wyzwania EC Sp. z o.o. - Studium przypadku)

GWARANCJA OBNIŻENIA KOSZTÓW

Projekt założeń do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe gminy miejskiej Mielec Piotr Stańczuk

WYMAGANIA USTAWOWE DOTYCZĄCE DEŁ CIEPŁA

G S O P S O P D O A D R A K R I K NI N SK S O K E O M

Podsumowanie i wnioski

Optymalizacja kompozycji i harmonogramu pracy hybrydowych źródeł energii

EFEKTYWNOŚĆ WYTWARZANIA ENERGII. I Międzynarodowe Forum Efektywności Energetycznej. Marian Babiuch Prezes Zarządu PTEZ. Warszawa, 27 października 2009

Czyste energie. Przegląd odnawialnych źródeł energii. wykład 4. dr inż. Janusz Teneta. Wydział EAIiE Katedra Automatyki

1. PROJEKTOWANA CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA

Szanse rozwoju energetyki geotermalnej w Polsce na przykładzie Geotermii Podhalańskiej Zakopane, sierpień 2013

WP3.1. Warsztaty krajowe Możliwości rozwoju i bariery dla geotermalnych systemów c.o. Geotermalne sieci ciepłownicze

Skojarzone układy Hewalex do podgrzewania ciepłej wody użytkowej i ogrzewania budynku

Analiza efektywności zastosowania alternatywnych źródeł energii w budynkach

Rytro, sierpień Czesław Ślimak Barbara Okularczyk

Projektowana charakterystyka energetyczna budynku


ZAGADNIENIA KOGENERACJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ I CIEPŁA

Rynek ciepła z OZE w Polsce źródła rozproszone: stan i tendencje rozwojowe

Warszawa, październik Czesław Ślimak Barbara Okularczyk

Układy kogeneracyjne - studium przypadku

Finansowanie infrastruktury energetycznej w Programie Operacyjnym Infrastruktura i Środowisko

Wyspa energetyczna. lokalny system energetyczny w ramach RPO WP Gdańsk, 12 stycznia 2017 r

ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNYCH w Gorzowie Wlkp. Technik energetyk Technik urządzeń i systemów energetyki odnawialnej

Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe miasta Kościerzyna. Projekt. Prezentacja r.

Odnawialne Źródła Energii (OZE) PREZENTACJA DLA MIESZKAŃCÓW GMINY ZIELONKI

Jerzy Żurawski Wrocław, ul. Pełczyńska 11, tel ,

EKRAN 5. Zyski ciepła wg rozporządzenia [1]

Element budowy bezpieczeństwa energetycznego Elbląga i rozwoju rozproszonej Kogeneracji na ziemi elbląskiej

Opracowanie charakterystyki energetycznej wg nowych wymagań prawnych

Techniczno-ekonomiczne aspekty modernizacji źródła ciepła z zastosowaniem kogeneracji węglowej i gazowej w ECO SA Opole.

PUCKA GOSPODARKA KOMUNALNA Spółka z o.o Puck ul. Zamkowa 6

TARYFA DLA CIEPŁA Zespołu Elektrociepłowni Wrocławskich KOGENERACJA S.A.

Konferencja Podsumowująca projekt Energetyczny Portal Innowacyjny Cz-Pl (EPI)

Termomodernizacja wybranych budynków oświatowych na terenie Miasta Stołecznego Warszawy

Projektowana charakterystyka energetyczna budynku

PROJEKTOWANA CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA

Podsumowanie i wnioski

Usytuowanie i regulacje prawne dotyczące biomasy leśnej

Zarząd Morskiego Portu Gdańsk S.A. ul. Zamknięta Gdańsk

EKRAN 15. Zużycie ciepłej wody użytkowej

Ankieta do opracowania "Planu Gospodarki Niskoemisyjnej na terenie Gminy Konstancin-Jeziorna"

Centrum Zrównoważonego Rozwoju i Poszanowania Energii

Innowacyjne technologie wykorzystania ciepła systemowego do produkcji chłodu. Warszawa,

Kompleksowe podejście do rozwoju systemów ciepłowniczych

Jakość energetyczna budynków

I. CZĘŚĆ INFORMACYJNA. Nazwa firmy. Adres. Rodzaj działalności

New Energy Transfer S.A.

Ryszard Tokarski Prezes Zarządu Spółki EKOPLUS Kraków. Kraków, 14 stycznia 2010

Wypieranie CO 2 z obszaru energetyki WEK za pomocą technologii OZE/URE. Paweł Kucharczyk Pawel.Kucharczyk@polsl.pl. Gliwice, 28 czerwca 2011 r.

GMINNA ENERGETYKA CIEPLNA Sp. z o.o. Osiedle Sikorskiego 13 A Skarszewy tel (0-58) fax (0-58) TARYFA DLA CIEPŁA

Innowacyjna technika grzewcza

Nowoczesne technologie w ciepłownictwie systemowym dla poprawy efektywności wytwarzania i przesyłania ciepła oraz ochrony powietrza

Modelowanie sieci ciepłowniczych jako istotny element analizy techniczno-ekonomicznej

Zakład Gospodarki Ciepłowniczej w Tomaszowie Mazowieckim Spółka z o. o Tomaszów Mazowiecki ul. Wierzbowa 136 TARYFA DLA CIEPŁA

Bałtyckie Forum Biogazu. Skojarzone systemy wytwarzania energii elektrycznej, ciepła, chłodu KOGENERACJA, TRIGENERACJA

Dlaczego Projekt Integracji?

PRZEDSIĘBIORSTWO ENERGETYKI CIEPLNEJ SPÓŁKA Z O.O. W PŁOŃSKU UL. PRZEMYSŁOWA PŁOŃSK TARYFA DLA CIEPŁA

OKiS ul. Daszyńskiego Prószków

Pompy ciepła

DOKUMENTACJA TECHNICZNA INSTALACJI POMPY CIEPŁA POWIETRZE-WODA. do grzania c.w.u.

HYDRO KIT - nowe systemy ogrzewania podłogowego i produkcji wody użytkowej marki LG. Piątek, 15 Czerwiec :58

DOKUMENTACJA TECHNICZNA INSTALACJI POMPY CIEPŁA POWIETRZE-WODA. do grzania c.w.u.

Recenzent prof. nadzw. dr hab. inż. Stanisław Gumkowski

PROJEKTOWANA CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA

PRZEDSIĘBIORSTWO ENERGETYKI CIEPLNEJ W PŁOŃSKU SPÓŁKA Z O.O PŁOŃSK UL. PRZEMYSŁOWA 2 TARYFA DLA CIEPŁA

Formularz danych dotyczących przedsiębiorstwa ciepłowniczego na potrzeby opracowania "Planu Gospodarki Niskoemisyjnej dla Gminy Kudowa Zdrój"

PROJEKTOWANA CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA

Przedsiębiorstwo Usług Inżynieryjno-Komunalnych Spółka z o.o. Plan wprowadzania ograniczeń w dostarczaniu ciepła

Ciepło z OZE źródła rozproszone: stan i tendencje rozwojowe w Polsce

Rozdział 4. Bilans potrzeb grzewczych

Meandry certyfikacji energetycznej budynków

Modernizacja systemu ciepłowniczego w SPZOZ w Bochni.

Wnioski i zalecenia z przeprowadzonych studiów wykonalności modernizacji źródeł ciepła w wybranych PEC. Michał Pawluczyk Sebastian Gurgacz

dr inż. Tomasz Mirowski Pracownia Zrównoważonego Rozwoju Gospodarki Surowcami i Energią Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

Konferencja Inteligentny Zakład Rozlewniczy

Pytania kontrolne dotyczące zakresu świadectw charakterystyki energetycznej

MIEJSKA ENERGETYKA CIEPLNA SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ W KOSZALINIE TARYFA DLA CIEPŁA KOSZALIN 2015 R.

Co zrobić aby stary dom stał się energooszczędny?

Realizacja Ustawy o efektywności energetycznej

TARYFA DLA CIEPŁA. Łobez, 2016 r. SEC Łobez Sp. z o.o. w Łobzie

Samorządowy Klaster Energii KLASTER ENERGII ODNAWIALNEJ

Transkrypt:

Wykorzystanie pojemności cieplnej dużych systemów dystrybucji energii Leszek Pająk, Antoni Barbacki pajak.leszek@gmail.com AGH Akademia Górniczo-Hutnicza Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska Katedra Kształtowania i Ochrony Środowiska al. Mickiewicza, 30-059 Kraków Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN Pracownia Odnawialnych Źródeł Energii ul. Wynickiego 7 31-261 Kraków

Cel analiz: Celem analiz była ocena wpływu wykorzystania pojemności cieplnej rozległego systemu dystrybucji energii na zużycie i koszty zakupu nośników energii (chodzi głównie o nośniki nieodnawialne) Analizowane źródło energii było źródłem hybrydowym. Hybrydowe źródła energii źródła składające się z dwóch lub większej ilości źródeł wykorzystujących różne nośniki energii w celu zabezpieczenia określonych potrzeb uzależnionych od wymogów odbiorcy energii. Zgodnie z definicją zawartą w Dictionary of energy (Cleveland i Morris 2006) elementem składowym hybrydowych źródeł energii mogą być również komponenty magazynujące energię, np. zasobniki z wodą magazynujące energię słoneczną lub zasobniki cwu (ciepłej wody użytkowej).

Idea i cel stosowania źródeł hybrydowych Charakterystyka dynamicznego zapotrzebowania na moc jest determinowana przez odbiorcę energii. W jej obrębie można wydzielić obszary charakterystyczne dla efektywnego stosowania poszczególnych technologii przetwarzania nośników pierwotnych w energię finalną. moc (P) obszar o niskiej wartości współczynnika wykorzystania mocy (<0,5) obszar o wysokiej wartości współczynnika wykorzystania mocy (>0,5) czas ( ) Schemat prezentujący wydzielenie obszarów o wysokiej i niskiej wartości współczynnika wykorzystania mocy (za granicę podziału uznano moc dla której wartość współczynnika wykorzystania mocy zainstalowanej przekracza 0,5) Q Q max P 8760h 0 h max P d 8760 h TEZA dotycząca celowości stosowania źródeł hybrydowych: Stosując różne technologie wykorzystania energii (źródła hybrydowe) w pewnych sytuacjach, osiągnąć można lepsze efekty pracy niż w przypadku stosowania pojedynczego źródła energii. 3

Przykład oceny efektywności stosowania źródeł hybrydowych moc [W] 6,E+06 5,E+06 4,E+06 3,E+06 2,E+06 1,E+06 0,E+00 gaz ziemny GEOTERMIAgeotermia PODSTAWOWE ŹRÓDŁO ENERGII droga inwestycyjnie, a tania w eksploatacji geotermia pracuje z wyrównaną mocą w czasie produkując dużą ilość energii 22 1118 2214 3310 4405 5501 6597 7693 czas [godz] GAZ ZIEMNY SZCZYTOWE ŹRÓDŁO ENERGII tani inwestycyjnie, a droższy w eksploatacji gaz ziemny pracuje w okresie szczytowego zapotrzebowania na moc w czasie produkując mniejszą ilość energii Harmonogram zabezpieczenia potrzeb odbiorcy energii zapewniający osiągnięcie minimalnych kosztów całkowitych jej wytwarzania 4

Dystrybucja energii Dystrybucja energii cieplnej wytwarzanej w źródle z pierwotnych nośników odbywa poprzez ciepłociągi, w których medium pośredniczącym w wymianie ciepła jest woda obiegowa (uzdatniona) naziemne Konsekwencją ruchu wody obiegowej są nieodwracalne straty energii objawiające się spadkiem ciśnienia i temperatury układane w ziemi (preizolowane lub w kanałach) 5

Schemat systemu energetycznego na przykładzie ciepłowni geotermalnej Strefy A, B i C stanowią również naturalne granice podziału kompetencji i odpowiedzialności poszczególnych podmiotów nadzorujących pracę dużych systemów ciepłowniczych. Strefa A to strefa źródła energii (ciepłownia, kotłowania), strefa B to strefa przedsiębiorstwa zajmującego się dystrybucją energii (często tzw. MPEC), a strefa C to instalacje odbiorców energii. 6

Sterowanie mocą dostarczoną P V c t t zasilania powrotu Sterowanie ilościowe, zmienia się strumień czynnika zależenie od potrzeb odbiorcy Sterowanie jakościowe, zmienia się temperatura czynnika zależenie od potrzeb odbiorcy Sterowanie pełne ilościowo-jakościowe, zmienia się strumień czynnika i jego temperatura zależenie od potrzeb odbiorcy Regulowanie czasem pracy V=const lub V=f( ), t zasilania =const lub t zasilania =f( ), zmienia się czas pracy. Bywa często stosowany lokalnie, np. grzeniki elektryczne lub głowice termostatyczne. W przypadku dużych instalacji może być wykorzystywany w przypadku wysokich temperatur zewnętrznych. 7

MODEL - Schemat obliczeń opis

Przykład zastosowania systemu instalacja geotermalna na Podhalu (PEC Geotermia Podhalańska) przykład wykorzystania wód średniotemperaturowych o temp. ok. 90 o C w zintegrowaniu z kotłami gazowymi i olejowymi oraz z agregatami kogeneracyjnymi gazowymi

- Dysponując ekologicznym i tanim na etapie eksploatacji źródłem głównym w postaci źródła odnawialnego lub odpadowego zastanowić się można czy opłacalne będzie wprowadzanie do systemu dystrybucji nadmiarowej energii cieplnej, której obecnie nie zużywają odbiorcy a która może być wytwarzana. - Nadmiarowa energia zakumulowana w rurociągach może być wykorzystana jeżeli wzrośnie zapotrzebowanie na moc powyżej mocy głównego źródła energii. - Wzrosną straty mocy cieplnej - bo wzrośnie średnia temperatura wody w rurociągu. - Mogą wzrosnąć straty na przesyle bo rośnie strumień. powstaje pytanie: Czy to się opłaci?

Co uwzględnia model: Straty mocy cieplnej na przesyle

Opory przypływu

Własności czynnika roboczego woda sieciowa systemu dystrybucji Zmiany lepkości Zmiany ciepła właściwego Zmiany gęstości W funkcji ciśnienia i temperatury

Sterowanie dostarczoną mocą cieplną najczęściej jakościowe, przy korekcie strumienia SIEĆ Zaleca się by wartości wynosiła ok. 0,33 W niniejszych rozważaniach wartość ta ulegała zmianie w celu przeanalizowania wpływu strumienia czynnika roboczego na efekty pracy systemu energetycznego. Zakładano, że b może mieć inną wartość dla wody sieciowej (b=b s ) i wody krążącej w instalacji odbiorców (b=b o ). INSTALACJA

Analizowany przykład definicja odbiorcy

Analizowano instalację analogiczną do PEC Geotermia Podhalańska Zakładano stałą w czasie wydajność źródła geotermalnego Odległość źródła szczytowego od odbiorcy ok. 2 km

Analizowano dwa źródła energii pierwotnej: geotermię i gaz ziemny geotermia strumień wody 670 m 3 /h, temperatura 86 C (b=0,33) gaz ziemny sieciowy

długość rurociągu powrotnego 14 km (b=0,33) długość rurociągu zasilającego (z1) 12 km długość rurociągu zasilającego (z2) 2 km

(b=0,33)

(b=0,33)

Analizowane warianty obliczeń

Wariant najbardziej opłacalny zakłada podwyższony strumień wody w sieci dystrybucji energii przy standarotwych wartościach strumienia w instalacjach odbiorców

Wariant dla którego założono podwyższony strumień wody sieciowej i podwyżoną jej temperaturę cechował się mniejszymi oporami przepływu od wariantu bazowego.

Przyczyną mniejszych oporów przepływu przy podwyższonym strumieniu i temperaturze był spadek lepkości wody Dp=f(t)

Podsumowanie Sugerowane rozwiązanie ma sens w przypadku dostępu do źródeł energii odnawialnej lub odpadowej. Może być ona pozyskiwana i magazynowana przy niewielkich kosztach dodatkowych (związanych najczęściej ze zwiększoną konsumpcją energii elektrycznej). Można wówczas bez szkody dla środowiska zakumulować chwilowy nadmiar energii cieplnej w systemie przesyłowym i wykorzystać ją w sytuacji zwiększonego zapotrzebowania na moc. Przeprowadzone obliczenia potwierdzają możliwość osiągnięcia pozytywnych efektów wynikających z odpowiedniego sterowania mocą dostarczoną odbiorcy, a konkretnie ze sterowania strumieniem czynnika roboczego w rurociągach przesyłowych - wykorzystując efekt akumulacji energii cieplnej w wodzie obiegowej. Wykorzystanie tego efektu pozwala redukować: koszty wytwarzania energii cieplnej i konsumpcję nośników energii konwencjonalnej zużywanej przez źródła szczytowe w hybrydowych systemach ciepłowniczych wykorzystujących odpadowe i niektóre odnawialne źródła energii.

Dziękuję za uwagę Leszek Pająk, Antoni Barbacki pajak.leszek@gmail.com AGH WGGiIŚ, IGSMiE PAN