1.
<ul><li>Zintegrowane oraz hybrydowe systemy energetyczne </li></ul><ul><li>dr Magdalena Rogulska </li></ul><ul><li> www.ipieo.pl </li></ul>VII Forum Klastra Bioenergia dla Regionu, Łódź, 21-09-2010 r.

2.
Rozproszona generacja energii (1) <ul><li>Zgodnie z koncepcją rozproszonej generacji energii jej celem jest: </li></ul><ul><li>Wytwarzanie energii blisko miejsca użytkowania lub zużywanie energii w miejscu jej wytwarzania </li></ul><ul><li>Dopasowanie produkcji energii – w szczególności z OZE – do profilu obciążeń celem najlepszego wykorzystania </li></ul><ul><li>Zrównoważona środowiskowo lokalna produkcja energii </li></ul><ul><li>A.Jarża, M.Podolski – Integrating of distributed generation in local energy systems, Częstochowa 2006 r. </li></ul>

3.
Rozproszona generacja energii (2) <ul><li>Rozproszoną generację energii można podzielić na dwie grupy technologii: </li></ul><ul><li>Wysokosprawna kogeneracja ciepła i energii elektrycznej (CHP), moce od 1 kW do setek MW, w tym turbiny gazowe, turbiny parowe, silniki Stirlinga, ogniwa paliwowe i mikro-turbiny </li></ul><ul><li>Lokalne systemy „on-site” wykorzystujące OZE oraz odzysk energii (technologie takie jak PV, biomasowe, silownie wiatrowe, mała energetyka wodna, wykorzystanie ciepła odpadowego z procesów przemysłowych, pompy ciepła itp..) </li></ul>

4.
Zintegrowane systemy energetyczne <ul><li>Racjonalnym i efektywnym sposobem na zwi ę kszenie niezawodno ś ci ekologicznego systemu energetycznego pracuj ą cego w danych warunkach klimatycznych może by ć jednoczesne wykorzystanie kilku lokalnie dost ę pnych ź ródeł energii odnawialnej. S ą to tzw. systemy hybrydowe lub systemy zintegrowane. </li></ul><ul><li>Każde z energetycznych źródeł odnawialnych ma zarówno swoje wady, jak i zalety, niemniej ich umiejętne, optymalne zintegrowanie pozwala na maksymalne wykorzystanie ich możliwych zalet, a jednocześnie na znaczną minimalizację ewentualnych konsekwencji ich wad. </li></ul><ul><li>Obserwowane korzyści ekonomiczne z zastosowania zintegrowanych systemów energetyki odnawialnej to przede wszystkim mniejszy koszt eksploatacyjny (przy wciąż stosunkowo wysokich nakładach inwestycyjnych) i bardziej przyjazny ekologicznie wpływ na otaczające środowisko naturalne. </li></ul>

5.
ZSE w gospodarstwie rolnym <ul><li>Pojęcie „integracja procesów” w szerokim rozumieniu oznacza zastosowanie drugiego prawa termodynamiki do badania systemów energetycznych pod kątem możliwości redukcji zużycia paliw. Badania obejmują cały zintegrowany system energetyczny tj. źródła energii (konwencjonalne i alternatywne), urządzenia przetwarzające energię (np. siłownie wiatrowe, kolektory), oraz urządzenia umożliwiające wydajne jej zużycie. </li></ul><ul><li>Poszczególne elementy ZSE działają komplementarnie zapewniając płynną i efektywną dostawę energii do gospodarstwa (np. ciepło uzyskiwane z biomasy, promieniowania słonecznego, ewentualnie rezystancyjnych grzejników elektrycznych wykorzystane jest do ogrzewania budynku mieszkalnego lub szklarni). </li></ul><ul><li>Podstawowym założeniem jest aby potrzeby energetyczne obiektu w maksymalnym stopniu mogły być pokrywane energią otrzymaną z lokalnie dostępnych zasobów odnawialnych, a korzystanie z energii z nośników kopalnych ograniczyć do niezbędnego minimum. </li></ul>

6.
Schemat zintegrowanego systemu energetycznego BIOMASA BIOGAZ WIATR SŁOŃCE ENERGIA DYSPOZYCYJNA SYSTEM PRZEKSZTAŁCANIA ENERGII ENERGIA UŻYTKOWA ENERGIA KONWENCJONALNA POGODA ZAPOTRZEBOWANIE ZBIORNIK STRATY ENERGII NADWYŻKA ENERGII

7.
Etapy analizy <ul><li>Kolejne etapy analizy powinny zawierać następujące elementy: </li></ul><ul><li>określenie ilości energii QA produkowanej dziennie (miesięcznie) przez poszczególne urządzenia wykorzystujące odnawialne źródła energii, </li></ul><ul><li>określenie dziennego zapotrzebowania na energię (LOADj) cieplną, </li></ul><ul><li>określenie możliwości akumulacji energii (Q s ,Q L ,Q MAX), </li></ul><ul><li>porównanie tych wielkości w celu określenia stopnia pokrycia potrzeb energetycznych, </li></ul><ul><li>określenie efektywności energetycznej poszczególnych technologii wchodzących w skład ZSE, jak i całego systemu </li></ul>

8.
Efekty <ul><li>Bezpośrednie efekty – pozytywne skutki techniczne – możliwe do uzyskania w wyniku realizacji ZSE to: </li></ul><ul><li>zwiększenie produktywności danego obiektu rolniczego, </li></ul><ul><li>zmniejszenie zużycia tradycyjnych środków energii, </li></ul><ul><li>zwiększenie dyspozycyjności i niezawodności systemu energetycznego, </li></ul><ul><li>zmniejszenie szkodliwości oddziaływania na środowisko, </li></ul><ul><li>zwiększenie parametrów jakościowych produkcji rolniczej (np. lepsza jakość suszu, uzyskanie wysokogatunkowego nawozu organicznego, itp.). </li></ul>

9.
Struktura ZSE <ul><li>O strukturze ZSE decyduje zestaw czynników, z których najważniejszymi są: </li></ul><ul><li>zapotrzebowanie energetyczne gospodarstwa, wynikające z profilu produkcji, </li></ul><ul><li>specyfika i parametry procesu produkcyjnego, </li></ul><ul><li>warunki klimatyczne i geodezyjne, </li></ul><ul><li>analiza techniczno – ekonomiczna wskazująca zasadność instalowania alternatywnych rozwiązań. </li></ul>

10.
Schemat ideowy systemu komputerowego INTEGRA Rogulska M.: Metoda oceny zintegrowanych systemów energetycznych obiektów rolniczych. Praca doktorska. IBMER, Warszawa 1996 POTRZEBY ENERGIA Dzienne zapotrzebowanie (ciepło, en.elektryczna) Dziennie dostępna energia odnawialna Parametry ekonomiczne i energetyczne, zakres zmienności urządzeń ANALIZA Wybór najkorzystniejszych rozwiązań Eksperymentalnie określone zapotrzebowanie energetyczne punktów użytkowych Eksperymentalnie (lub teoretycznie) określone zasoby energii odnawialnej Obliczenia ekonomiczne i energetyczne wszystkich rozważanych kombinacji

11.
Systemy hybrydowe (1) <ul><li>Hybrydowe systemy (układy) wytwórcze (HSW), przez które rozumie się połączenie różnych technologii wykorzystania odnawialnych zasobów energii, konwencjonalnych technologii wytwarzania energii elektrycznej (i/lub ciepła), urządzeń do magazynowania energii (zasobników energii) oraz złożonych systemów nadzoru i sterowania. Systemy HSW w wielu przypadkach mogą okazać się bardziej opłacalne ekonomicznie, a ich zastosowanie może być bardziej przyjazne dla środowiska. </li></ul><ul><li>Hybrydowe systemy wytwórcze zawierają dwa lub więcej źródeł po to by następowało wzajemne kompensowanie zalet i wad tych źródeł. </li></ul><ul><li>W systemach hybrydowych są lub będą stosowane elektrownie zasilane biomasą jako paliwem, w szczególności małe jednostki modularne (do 5 MW), małe elektrownie wodne oraz ogniwa paliwowe, łącznie z bateriami słonecznymi i turbinami wiatrowymi . </li></ul>

12.
Systemy hybrydowe (2) <ul><li>Hybrydowe systemy zasilania są doskonałym źródłem energii w miejscach gdzie dostęp do standardowej sieci energetycznej jest mocno utrudniony lub wręcz niemożliwy. W zależności od przeznaczenia w układzie może być zastosowany inwerter generujący napięcie 230V AC lub 400V AC np. do zasilania odbiorników w domach. System może być zintegrowany z budynkiem lub zaprojektowany jako urządzenie wolnostojące. </li></ul>

13.
Źródło: J.Paska: Wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła w systemach hybrydowych

14.
Schemat blokowy elektrowni słoneczno-wiatrowej, gmach PW Układ z baterią akumulatorów, pracujący na odbiornik wydzielony stałoprądowy Źródło: J.Paska: Wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła w systemach hybrydowych

15.
Lniska - elektrownia wiatrowa 2kW i słoneczna o mocy 775W. Realizator – firma Sikora Energy, lipiec 2010r www. elektrownie-wiatrowe.com.pl

16.
Schemat ideowy układu hybrydowego źródło: www.rms.com.pl <ul><li>Generator wiatrowy </li></ul><ul><li>Moduł fotowoltaiczny lub zestaw paneli </li></ul><ul><li>Regulator ładowania </li></ul><ul><li>Akumulator(y) żelowy(e) </li></ul><ul><li>Potencjalne odbiorniki na prąd stały </li></ul><ul><li>Inverter </li></ul><ul><li>Potencjalne odbiorniki na prąd zmienny </li></ul>

17.
źródło: www.rms.com.pl

18.
www.makroterm.pl