Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Porównanie rynku i technologii magazynowania energii w krajach europejskich

Kalbarczyk Aneta, Kalbarczyk Michał

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2025

|

nr 113

211--218

PL

Ze względu na wzrost miksu energetycznego związany z montażem coraz większej liczby elektrowni wiatrowych, wodnych i słonecznych magazynowanie energii elektrycznej staje się ważnym elementem infrastruktury elektroenergetycznej. Według wielu źródeł globalna pojemność magazynowania energii w domu osiągnie 70 GWh do 2025 roku a w 2030 r. 325 GW. Niniejszy rozdział ma na celu zebranie i podsumowanie, w jakim tempie rozwija się rynek magazynów energii w Europie i jakie są przewidywane trendy tego rozwoju. Na podstawie analiz wynika, iż Niemcy zajmują wiodącą rolę na rynku magazynowania energii w Europie. Na podstawie przykładu rynku niemieckiego można modelować rozwój rynku w innych krajach europejskich. Według analiz Polska ma duży potencjał do rozwoju rynku magazynowania energii i dostosowania miksu energetycznego do wymagań Unii Europejskiej do 2050 roku.

EN

Due to the increase in the energy mix associated with the installation of more and more wind, hydroelectric and solar power plants, electricity storage is becoming important element of electricity infrastructure. According to reports by the International Renewable Energy Agency, the world’s energy storage capacity will grow from the current one hundred gigawatts to more than 325 GW in 2030. Pumped storage plants account for the largest share of electricity storage capacity. This chapter aims to collect and summarize at what pace the energy storage market is developing in Europe and what are the predicted trends of this development. Based on the analysis, Germany has a leading role in the energy storage market in Europe. Based on the example of the German market, the development of the market in other European countries can be modeled. According to the analysis, Poland has a great potential for the development of the energy storage market and adaptation of the energy mix to the requirements of the European Union by 2050.

2

Ocena możliwości podniesienia autokonsumpcji energii z instalacji PV w gospodarstwie domowym przez zastosowanie magazynu energii

Naworyta Wojciech

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2025

|

nr 113

17--33

PL

Opracowanie jest próbą weryfikacji przydatności domowych magazynów energii (ME) dla zwiększenia autokonsumpcji energii z instalacji fotowoltaicznych (PV). Na przykładzie średniej wielkości domu jednorodzinnego wyposażonego w instalację PV, pompę ciepła, wentylację z rekuperacją oraz klimatyzację przedstawiono zużycie oraz produkcję prądu elektrycznego. Sprawdzono, kiedy instalacja PV produkuje najwięcej energii oraz kiedy występuje największe jej zużycie. Na podstawie tych wielkości przeanalizowano możliwość magazynowania energii w domowych ME. Przeprowadzono symulacje w dwóch wariantach pojemności oferowanych na rynku urządzeń. Jako kryterium oceny ME przyjęto roczny poziom zużycia wytworzonego prądu w miejscu jego wytworzenia, czyli autokonsumpcję. W typowej domowej instalacji PV jest ona na niskim poziomie od 15 do 25%. Na podstawie przeprowadzonych symulacji określono możliwość podniesienia autokonsumpcji. Analizy odnoszą się do warunków klimatycznych Polski, gdzie występują cztery główne pory roku różniące się znacznie długością dnia, kątem padania promieni słonecznych, temperaturą. Czynniki klimatyczne mają kluczowy wpływ na produkcję energii i jej magazynowanie. Ich znaczenie zostało pokazane na kilku reprezentatywnych przykładach. Na podstawie przeprowadzonych symulacji stwierdzono, że domowe ME sprzężone z instalacją PV spełniają swoje zadanie tylko w ograniczonym stopniu. W okresach zimowych, kiedy produkcja prądu z instalacji PV jest bardzo niska, nie występują nadwyżki energii, które dałoby się zmagazynować. Ilość wyprodukowanej energii w ciągu dnia jest niewspółmiernie mała w stosunku do występującego dobowego zapotrzebowania. Sytuacja odwrotna występuje w okresie letnim, kiedy produkcja prądu jest wysoka, ale zużycie niskie. Nie ma potrzeby magazynowania nadwyżek w lecie, bo w nocy zużycie energii elektrycznej jest na bardzo niskim poziomie. Wyniki symulacji wskazują, że domowe magazyny mogą efektywnie pracować przede wszystkim w okresach przejściowych, kiedy zarówno produkcja jak i zużycie energii znajdują się we względnej równowadze. Wykazane granice możliwości magazynowania energii wynikają zarówno z cech samych urządzeń (ME) jak i charakterystyki produkcji instalacji PV oraz zużycia prądu w poszczególnych porach roku.

EN

The chapter is an attempt to verify the usefulness of home energy storage unit (ESU) for increasing self- -consumption of energy from photovoltaic (PV) installations. The consumption and production of electricity is presented on the example of a medium-sized single-family house equipped with a PV installation, a heat pump, ventilation with heat recovery and air conditioning. It was checked when the PV installation produces the most energy and when its consumption is highest. Based on these values, the possibility of storing energy in home heating systems was analyzed. Simulations were carried out in two variants of the real usable capacity of devices offered on the market. The annual level of consumption of electricity generated at the place of its production (self-consumption), was adopted as the ESU assessment criterion. In a typical home PV installation it is at a low level of 15 to 25%. Based on the simulations performed, the possibility of increasing self-consumption was determined. The analyzes refer to the climatic conditions of Poland, where there are four main seasons that differ significantly in the length of the day, the angle of incidence of sunlight and temperature. Climatic factors have a key impact on the possibilities of energy production and storage. Their importance has been demonstrated in several representative examples. Based on the simulations performed, it was found that home energy storage units coupled with a PV installation fulfils their purpose only to a limited extent. During winter periods, when electricity production from PV installations is very low, there are no surpluses of energy that could be stored. The amount of energy produced during the day is disproportionately small in relation to the daily demand. The opposite situation occurs in the summer, when electricity production is very high but consumption is low. There is no need to store surpluses in the summer because electricity consumption is very low at night. The simulation results indicate that home storage facilities can operate effectively primarily in transitional periods, when both production and energy consumption are in relative balance. The demonstrated limits of energy storage possibilities result from both the characteristics of the storage devices (ESU) themselves and the characteristics of electricity production and consumption in particular seasons of the year.

3

Nowe kierunki rozwoju dla technologii magazynowania energii w bateriach

Hanc Emil

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2025

|

nr 113

45--53

PL

Ogniwa elektrochemiczne zdominowały w ostatnich latach technologie magazynowania energii na potrzeby przenośnej elektroniki, urządzeń elektrycznych oraz branży motoryzacyjnej. Zajmują również coraz ważniejsze miejsce w sektorze wielkoskalowego magazynowania energii. Najważniejszą spośród tych technologii są obecnie baterie litowe, które cechują dobre parametry pracy. Standardowe rozwiązania wydają się jednak osiągać kres swoich możliwości zarówno w zakresie pojemności energii, jak i napięcia pracy oraz gęstości mocy. Stąd zarówno w środowisku naukowym jak i przemyśle widoczne jest coraz większe zainteresowanie alternatywnymi technologiami, które pozwolą lepiej dostosować oczekiwane parametry pracy do potrzeb. Szczególnie ważne jest to w zakresie wielkoskalowego magazynowania w sektorze energetyki, dla którego baterie Li-ion wydają się rozwiązaniem dalekim od optymalnego, zwłaszcza w kontekście wysokich kosztów produkcji, wynikających z zastosowania drogich surowców. Jednocześnie wraz z koniecznością eliminacji trudnodostępnych i drogich pierwiastków, zmuszeni jesteśmy do ciągłego usprawniania technologii w zakresie bezpieczeństwa oraz parametrów pracy, takich jak gęstość magazynowanej energii oraz moc baterii. Zmiany przynieść może zarówno wprowadzenie nowego rodzaje elektrod, elektrolitów jak i zastąpienie litu innymi pierwiastkami. W ramach niniejszej pracy przedstawiono nowe kierunki rozwoju dla technologii magazynowania energii w ogniwach elektrochemicznych z uwzględnieniem obecnych trendów w literaturze naukowej oraz przemyśle.

EN

Electrochemical cells have dominated energy storage technologies in recent years, serving portable electronics, electrical devices, and the automotive industry. They are also gaining prominence in large-scale energy storage systems. Among these technologies, lithium batteries currently hold a leading position due to their favorable performance parameters. However, standard solutions appear to be reaching their limits in terms of energy capacity, operating voltage, and power density. Consequently, both the scientific community and industry are increasingly focused on alternative technologies that can better meet evolving performance requirements. This is particularly important for large-scale energy storage in the energy sector, where lithium-ion batteries seem far from optimal, especially considering the high production costs associated with the use of expensive raw materials. At the same time, the necessity to eliminate scarce and costly elements compels continuous improvements in safety and operational parameters, such as energy density and power output. Innovations may arise from the introduction of new electrode and electrolyte materials or by replacing lithium with other elements. This study presents new directions for the development of energy storage technologies in electrochemical cells, considering current trends in scientific literature and industrial practice.

4

Niezbędne regulacje dla magazynowania wodoru w kawernach solnych

Stefanowicz Jan A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2025

|

nr 113

81--95

PL

Autor przedstawia istniejące aktualnie uwarunkowania ze względu na substancję składowaną i bariery prawne w zakresie budowy i eksploatacji wielkoskalowych magazynów energii w kawernach solnych. Autor przedstawia, iż taka inwestycja składać na dziś się musi z 8 etapów, wyodrębnianych według przepisanych praw i obowiązków. Są to: Wytypowanie lokalizacji na podstawie pozyskanych informacji geologicznych, reprocessingu i wstępnego rozpoznania uwarunkowań (mapa ryzyk), prawnych (mpzp lub plan ogólny) i środowiskowych. Uzyskanie zgody i warunków dla sporządzenia projektu robót geologicznych i wniosku dla rozpoznania złoża soli i w otoczeniu górotworu oraz sporządzenia dokumentacji geologicznej. Sporządzenie pzz dla ruchu zakładu górniczego wydobycia soli (ługowania) – dokumentacja hydrogeologiczna; Wniosek i raport dla ocen uwarunkowań środowiskowych. Wniosek koncesyjny, uzyskanie koncesji eksploatacyjnej – wydobycie soli. Przygotowanie dokumentacji technicznej/budowlanej dla kawerny. Przygotowanie planu ruchu zakładu górniczego, uzyskanie decyzji na okres budowy kawerny tak jak dla budowli w górotworze – budowa kawerny. Wniosek o dopuszczenie do eksploatacji magazynu wodoru z „pzz” i planem ruchu na czas eksploatacji. Autor ocenia, iż biorąc pod uwagę, że teoretycznie z obowiązujących procedur wynikałoby, że niezbędne jest uzyskanie przynajmniej 3–4 „koncesji” na podstawie trzech ustaw, to istnieje możliwość również zagregowania rozstrzygnięć i ograniczenia się do dwóch koncesji. Jednej związanej z rozpoznawaniem/dokumentowaniem złoża soli oraz następnie, po przedłożeniu i zatwierdzeniu odpowiednika „pzz” i planu ruchu następuje przystąpienie do ługowania soli. To byłaby pierwsza koncesja. Druga koncesja byłaby na budowę kawerny/zbiornika na magazynowanie wodoru oraz po przedłożeniu projektu odpowiednika pzz” i planu ruchu magazynu na okres jego eksploatacji. Autor zauważa też, iż budowa kawern jako magazynów na wodór w górotworze dotyka wielu zagadnień z różnych dziedzin, co wymaga interdyscyplinarnego podejścia do zapewnienia spójności i zupełności regulacji. Zdaniem Autora, biorąc pod uwagę wielość i skalę ryzyk, regulacje muszą być wyjątkowo wzajemnie i systemowo komplementarne, co wymaga szczególnego zakresu i trybu prac legislacyjnych, a wcześniej uspójnienia przesłanek i sposobu powstawania dokumentów i podejmowania co do nich decyzji. Autor wskazuje, iż już w październiku 2002 r. zostały zlecone przez Komisję Europejską prace w ramach Grupy Wysokiego Szczebla dla Wodoru i Ogniw Paliwowych (the High Level Group on Hydrogen and Fuel Cells [HLG]). Zadaniem było przedyskutowanie strategiczne i uzyskanie europejskiego konsensusu dla wykorzystania wodoru jako nośnika energii – program HyNet. W literaturze przedmiotu wyrażonych jest wiele opinii dotyczących zarówno zagrożeń, jak i pozytytów tej formy magazynowania wodoru. Jak wstępnie szacowano w 2002 r., koszt inwestycyjny wykonania kawern magazynowych wodoru, czy sprężonego powietrza powinen być częścią kosztów budowy całego magazynu energii. Według M. Kaliskiego i A. Sikory, kawerny solne, podobne do magazynujących gaz ziemny, po odpowiednim zaprojektowaniu, mogą zostać wybudowane dla wodoru, w tej formie magazynując nadwyżki energii, w układzie pionowym, jak również kawern soczewkowych, potencjalnie korzystniejszych w złożach o niewielkiej miąższości. Obecnie stosowane technologie pozwalają na budowę instalacji produkujących od 5 tysięcy m3 do 150 tysięcy m3 wodoru na godzinę (od 40 000 m3 do 1,2 mld m3 rocznie – np. wybudowana przez Air Liquide wytwórnia wodoru, także częściowo dla rafinerii w Rotterdamie, ma zdolność produkcji 130 tys. m3/h, a koszt inwestycji to ok. 160 milionów euro).

EN

The author presents the current conditions for the construction and use of large-scale energy storage in salt caverns, depending on the stored substance and on the legal barriers that exist. The author states that today such an investment consists of 8 stages, distinguished based on the existing regulations. These are: Selecting the location, based on the obtained geological information, reprocessing and preliminary identification of existing conditions (risk map), as well as legal (local or general spatial plan) and environmental constraints; Obtaining consent and conditions for drafting geological works plan and application for the exploration of the salt deposit and the surrounding rock mass, as well for as preparing geological documentation; Preparing the deposit development plan for the salt mining plant (leaching) – hydrogeological documentation; Filing an application and report for environmental condition assessments; Filing a concession application, obtaining an exploitation concession – salt mining; Preparing technical/construction documentation for the cavern; Preparing the mining plant operation plan, obtaining a decision for the cavern construction period, same as for a structure in the rock mass – construction of the cavern; Filing an application for allowing the operation of hydrogen storage, including the deposit development plan and mining operation plan – for the duration of exploitation. The author points out that even though, theoretically, the current procedures would require obtaining at least 3–4 “concessions” under three acts, it would also be possible to aggregate decisions and obtain two concessions. One would be a concession for exploring/documenting the salt deposit. Once such a concession is obtained and the equivalent of deposit development plan and the mining operation plan are submitted, one could proceed to salt leaching. This would be covered by the first concession. The second one would be a concession for the construction of the cavern/tank for hydrogen storage, and after the draft of the equivalent of deposit development plan and the mining operation plan of the storage are submitted, this concession would also cover the duration of the storage exploitation. The author also notes that the construction of caverns as hydrogen storage in the rock mass raises many issues touching upon various areas, which requires an interdisciplinary approach to ensure that regulations are consistent and complete. According to the author, given the multitude and scale of risks, regulations must be exceptionally complementary, both mutually and systemically, which requires a special range and procedure for legislative work. Moreover, the premises for and the manner of drafting documents, as well making decisions regarding them should be aligned in advance. The author points out that already in October 2002, the European Commission commissioned some work to the High Level Group on Hydrogen and Fuel Cells (HLG). Its task was to discuss the strategic direction and achieve a European consensus for the use of hydrogen as an energy carrier – the HyNet project. In the literature on the subject, a plethora of different opinions are expressed, both on the threats and the positives of this form of hydrogen storage. As initially estimated in 2002, the cost of constructing hydrogen or compressed air storage caverns should be included in the costs of constructing the entire energy storage facility. According to M. Kaliski and A. Sikora, salt caverns, like those for natural gas storage, when properly designed, can be built for hydrogen and in this form can be used for storing energy surpluses, in a vertical arrangement, as well as lens-shaped caverns, potentially more advantageous in deposits of small thickness. Currently used technologies allow for the construction of installations producing from 5,000 m3 to 150,000 m3 of hydrogen per hour (from 40,000 m3 to 1.2 billion m3 per year – e.g. the hydrogen production plant built by Air Liquide, also partially for a Rotterdam refinery, has a production capacity of 130,000 m3/h, the investment cost is about 160 million Euros).

5

Zagadnienia korozji i kolmatacji w hydrogeologii jako istotny czynnik w projektowaniu i eksploatacji otworów geotermalnych

Witek Wiesław

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2025

|

R. 28, Nr 6 (316)

4-12

EN

The use of natural thermal energy stored in underground geological formations has long been one of the alternative methods in reducing CO2 emissions. Obtaining so-called green energy with limited harmfulness to the already sufficiently destroyed human environment is becoming a challenge of the moment. The use of thermal energy accumulated in underground geological formations with a normal or abnormal temperature gradient is widely described in numerous publications [1], [2], [3], [4], [5], [7], [8], [9], [10], [12], [13], [16]. Based on the number of boreholes drilled in past decades in Poland, a several of already implemented projects were created, mainly of a balneological and recreational nature, such as: Bukowina Tatrzańska, Białka Tatrzańska, Chochołów, Uniejów, Mszczonów, Kleszczów and others, as well as typical geothermal projects for obtaining heat for municipal purposes, such as: Geotermia - Stargard Szczeciński or the projects currently being implemented: Geotermia Toruń, Geotermia Koło, Geotermia Konin or Geotermia Gostynin and Pyrzyce [7], [8], [9], [10], [12], [13]. The implementation of geothermal projects for balneological or recreational purposes or for municipal - heating purposes, is based on deep boreholes-wells, which require special design, completely different from typical hydrogeological wells intended for the intake of drinking water. As a reminder, in articles [12], [13] specific principles and procedures were presented and discussed in detail, relating to the design, construction and acceptance of boreholes-wells made in deeply located geological structures (over 2000 m) and structures with an increased geothermal gradient and water resources with high mineralization, reaching in extreme cases even the level of 200 g/l. In particular, this last parameter, which is the mineralization of geothermal water, amounting as mentioned above to even 200 g/l for thermal waters in the Polish Lowlands, is a serious problem in the operation of thermal installations and the functioning of a doublet of boreholes, especially concerning the change in the potential absorption capacity of the injection borehole. These problems are mainly related to the common occurrence of corrosion and filter incrustation and changes in the saturation of formation water with gases, mainly H2S and CO2, water pumped out from the production well. From presented paper, a rather characteristic conclusion can be drawn that the limit value of mineralization of Triassic waters (Lower Cretaceous and Lower Jurassic) or any geothermal water extracted in Poland in the aspect of safe and effective operation of a geothermal installation is 30 g/l. According to publications [8], [9], [10], geothermal water extracted and injected through boreholes from/into Triassic formations in the Polish Lowlands with mineralization above the -mentioned value causes many problems after 1-2 years of exploitation, which at the same time causes irreversible effects in terms of the potential possibilities of obtaining the designed heat values of thermal instalation. As it results from the presented paper and several publications, the main reason for this situation are problems with corrosion, clogging and incrustation of filters, especially in injection boreholes. This paper covers the main problems and issues as mentioned above.

PL

Wykorzystanie naturalnej energii cieplnej zmagazynowanej w podziemnych utworach geologicznych staje się od dłuższego czasu jedną z metod alternatywnych w ograniczaniu emisji CO2. Pozyskiwanie tzw. zielonej energii mającej ograniczoną szkodliwość na zniszczone już dostatecznie środowisko otoczenia człowieka staje się wyzwaniem chwili. Wykorzystanie energii cieplnej nagromadzonej w podziemnych utworach geologicznych o normalnym lub anormalnym gradiencie temperatury, opisane jest szeroko w licznych publikacjach [1], [2], [3], [4], [5], [7], [8], [9], [10], [12], [13], [16]. Bazując na wielu otworach wierconych w ostatnich dekadach w Polsce powstało szereg już zrealizowanych projektów głównie o charakterze balneologiczno-rekreacyjnym takich jak: Bukowina Tatrzańska, Białka Tatrzańska, Chochołów, Uniejów, Mszczonów, Kleszczów i inne, jak również projekty typowo geotermalne do pozyskiwania ciepła do celów komunalnych takie jak: Geotermia - Stargard Szczeciński czy będące w realizacji projekty Geotermii Toruń, Geotermii Koło, Geotermii Konin czy Geotermii Gostynin i Pyrzyce [7], [8], [9], [10], [12], [13]. Realizacja projektów geotermalnych do celów balneologicznych lub rekreacyjnych czy też do celów komunalnych – grzewczych, bazuje na głębokich otworach-studniach, które wymagają szczególnego zaprojektowania, zgoła odmiennego od typowych studni hydrogeologicznych przeznaczonych do ujęcia wody pitnej. Dla przypomnienia w artykułach [12],[13] przedstawiono i szeroko omówiono specyficzne zasady i procedury, odnoszące się do projektowania, wykonania i odbioru otworów-studni wykonanych w głęboko zalegających strukturach geologicznych (ponad 2000 m) oraz strukturach o podwyższonym gradiencie geotermalnym i zasobach wody o wysokiej mineralizacji, dochodzącej w skrajnych przypadkach nawet do poziomu 200 g/l. Szczególnie ten ostatni parametr jakim jest mineralizacja wody geotermalnej wynosząca dla wód termalnych na Niżu Polskim nawet 200 g/l stanowi poważny problem w eksploatacji instalacji cieplnych i funkcjonowaniu dubletu otworów, szczególnie dotyczący zmiany potencjalnej chłonności otworu zatłaczającego. Problemy te wiążą się zasadniczo z powszechnym wystąpieniem zjawiska korozji i inkrustacji filtrów oraz zmian w nasyceniu wody złożowej gazami, głównie H2S i CO2, wody pompowanej z odwiertu-studni eksploatacyjnej. Z niniejszego artykułu oraz wymienionych publikacji wynika dosyć charakterystyczny wniosek, że graniczną wartością mineralizacji wód triasowych ( Dolna Kreda i Dolna Jura) wydobywanych na Niżu Polskim w aspekcie bezpiecznej i efektywnej pracy instalacji geotermalnej jest wartość 30 g/l. Jak wynika z publikacji [8],[9],[10] woda geotermalna wydobywana i zatłaczana otworami z/do utworów triasowych na Niżu Polskim o mineralizacji powyżej wymienionej wartości sprawia wiele problemów już po okresie 1-2 lat eksploatacji co jednocześnie wywołuje nieodwracalne skutki jeżeli chodzi o potencjalne możliwości uzyskania projektowanych wartości ciepła. Jak wynika z tych publikacji głównym powodem takiej sytuacji są problemy z korozją, kolmatacją i inkrustacją filtrów szczególnie w odwiertach-studniach chłonnych. O tych problemach jest mowa w niniejszej publikacji.

6

Praca bateryjnych magazynów energii dla zwiększenia autokonsumpcji i wykorzystania systemów dwutaryfowych

Książkiewicz Andrzej

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2025

|

R. 93, nr 5

22--25

PL

Bateryjne magazyny energii stają się kluczowym elementem systemów elektroenergetycznych w obiektach przemysłowych i biurowych. Ich główne zadania obejmują: zwiększenie autokonsumpcji energii z OZE, ograniczenie mocy szczytowej oraz redukcję kosztów energii w układach wielotaryfowych. Systemy te składają się z: modułów bateryjnych, systemu zarządzania BMS, inwertera PCS oraz EMS. Przykładowe wdrożenie w zakładzie biurowo- -produkcyjnym pokazało, że magazyn energii znacząco redukuje pobór mocy z sieci w godzinach szczytowych, zwiększając efektywność energetyczną obiektu. Przedstawiono również pracę układu w konfiguracji wykorzystującej pracę dwutaryfową.

EN

Battery energy storage systems are becoming a key component of power systems in industrial and office buildings. Their main functions include increasing the self-consumption of renewable energy, reducing peak power demand, and lowering energy costs in multi-tariff systems. These systems consist of battery modules, a Battery Management System (BMS), a Power Conversion System (PCS), and an Energy Management System (EMS). A case study implementation in an office and production facility demonstrated that the energy storage system significantly reduces power consumption from the grid during peak hours, enhancing the facility’s energy efficiency. The study also presents the system’s operation in a configuration utilizing a time-of-use tariff scheme.

7

Azotowane materiały węglowe w elektrochemicznych systemach magazynowania energii

Moyseowicz Adam, Moyseowicz Agata

Wiadomości Chemiczne

|

2025

|

[Z] 79, 9-10

803--823

EN

The fast development of energy-related technologies including conversion and storage calls for strict requirements on electrode materials. In this field, carbon-based materials-whose special properties include high specific surface area, good electrical conductivity, chemical and thermal stability, and rather low cost - are quite important. One of the most successful techniques for tailoring their physicochemical characteristics and hence improving their electrochemical performance has become nitrogen doping of carbon structures. The relevance and effect of nitrogen doping in carbon materials on their properties in electrochemical energy storage systems, including supercapacitors and sodium-ion batteries, is discussed in this review article. It offers a thorough investigation of how nitrogen-containing functional groups affect power density, cycling stability, supercapacitor capacitance or battery capacity. Present are both conventional methods including the modification of activated carbon with nitrogen-containing compounds and modern techniques using naturally nitrogen-rich precursors. Emphasising their possibilities in the creation of next-generation energy storage devices, a dedicated part investigates nitrogen-doped graphene-based materials. The paper ends with a review of the present level of knowledge and points out important scientific challenges in the field of nitrogen-doped carbon materials, which are necessary to forward sustainable electrical energy storage technologies.

8

Przegląd rozwiązań technicznych generacji i kompensacji mocy biernych farm wiatrowych i fotowoltaicznych

Woźnicki Jarosław

Rynek Energii

|

2025

|

Nr 2

20--38

PL

W artykule dokonano przeglądu rozwiązań generacji i kompensacji mocy biernych farm OZE. Na wstępie krótko omówiono regulacje prawne związane z przedmiotową tematyką. Następnie przedstawiono zdolności własne generacji i kompensacji mocy biernej przez generatory asynchroniczne i synchroniczne oraz falowniki. W dalszej części zaprezentowano urządzenia służące do kompensacji, w tym baterie kondensatorów nieregulowanych i regulowanych, dławiki kompensacyjne oraz układy z wykorzystaniem energoelektroniki. Omówiono również systemy magazynów energii, które mogą uczestniczyć w procesie kompensacji mocy biernej i stabilizacji systemu elektroenergetycznego.

EN

This paper reviews solutions for reactive power generation and compensation in renewable energy farms. It begins with a brief discussion ofthe legal regulations relevant to the subject. Next, the ability of asynchronous and synchronous genera— tors, as well as inverters, to generate and compensate reactive power is presented. The following section introduces compensation devices, including ﬁxed and controlled capacitor banks, shunt reactors, and power electronics-based systems. Additionally, en- ergy storage systems that can support reactive power compensation and power system stability are discussed.

9

Przegląd i analiza sposobów magazynowania energii elektrycznej

Wiśniowski Jarosław, Suliga Mateusz, Pijarski Paweł, Przepiórka Dominik

Rynek Energii

|

2025

|

Nr 4

3--14

PL

W artykule przedstawiono i porównano różne sposoby magazynowania energii elektrycznej, wskazując ich główne zalety, wady i ograniczenia. Przeanalizowano koszty związane z magazynowaniem energii. Omówiono kryteria doboru odpowiedniego magazynu energii w zależności od zastosowania, uwzględniając zarówno aspekty techniczne, jak i ekonomiczne. Przedstawiono również zestawienie mocy zainstalowanej w magazynach energii w Polsce i na świecie.

EN

The paper presents and compares different methods of storing electricity, pointing out their main advantages, disadvantages and limitations. The costs associated With energy storage were analyzed. The criteria for selecting the appropriate energy storage depending on the application were discussed, taking into account both technical and economic aspects. A summary of installed energy storage power in Poland and around the world is also presented.

10

Ocena potencjału technologii CAES dla krajowego systemu elektroenergetycznego

Rożek Aleksander, Jureczko Mariola, Jurczyk Michał, Ochmann Jakub

Rynek Energii

|

2025

|

Nr 3

22--28

PL

Wraz z zarządzeniem Unii Europejskiej odnośnie do wycofania konwencjonalnych elektrowni węglowych z systemów elektroenergetycznych i zastąpienie ich technologiami wykorzystującymi odnawialne źródła energii (OZE), pojawia się problem związany z nieprzewidzialnością dostawy energii. W związku ze sposobem, w który technologie wykorzystujące OZE, takie jak panele fotowoltaiczne czy turbiny wiatrowe działają generując energię w sposób zależny od występujących warunków atmosferycznych, stanowi to poważne wyzwanie dla jej dystrybucji. Rozwiązania stosowane w celu zapobiegania przerwom w dostawie energii elektrycznej przyjmują postać magazynów energii pracujących w ramach krajowego systemu elektroenergetycznego (KSE), posiadających zdolność zapewnienia stałej dostawy energii oraz dostosowania się do dynamicznej pracy krajowej sieci elektroenergetycznej. W artykule przedstawiono informacje o różnych sposobach magazynowania energii, które są i stają się częścią polskiej infrastruktury energetycznej. Celem przeprowadzonej analizy jest przedstawienie różnych metod magazynowania energii, które obecnie są najbardziej obiecujące oraz zaprezentowanie tych, które są najbardziej odpowiednie do implementacji w Polsce.

EN

With the European Union taking a hard stance on pushing conventional coal—powered power plants into obsoletion by 2050 and completing a full transition of the energy sector to renewable energy, a stark issue present itself in the form of supply unpredictability. Due to the nature of the technology designed to utilize RES such as solar panels and wind turbines, they generate energy at a rate that depends on atmospheric conditions and therefore pose a challenge with regards to its distribution. The solution to preventing periods of energy outage lies within energy storage systems. These have the ability to ensure a steady supply of energy and accommodate the dynamic changes within the power grid. The article herein contains information about the various types of energy storage that have been and are becoming viable within the Polish electroenergy sector. The aim of the analysis is to present the most promising energy storage methods and assess which ones are most relevant for implementation in Poland.

11

Badania wysokosprawnego dwukierunkowego izolowanego sprzęgu AC/DC o szerokim zakresie regulacji napięcia stałego

Koszel Mikołaj, Wolski Kornel, Grzejszczak Piotr

Przegląd Elektrotechniczny

|

2025

|

R. 101, nr 3

161--165

PL

W artykule zaprezentowano wybrane wyniki badań opracowanego dwukierunkowego sprzęgu pomiędzy niskonapięciową siecią trójfazową prądu przemiennego, a obwodem napięcia stałego o regulowanej wartości w szerokim zakresie. Przedstawiono przegląd możliwych podobnych rozwiązań z literatury w kontekście opracowanego układu, a następnie omówiono właściwości elektryczne sprzęgu o znamionowej mocy 25 kW na podstawie wyników badań eksperymentalnych. Przekształtnik jest przystosowany do pracy równoległej (zwiększenie mocy) i charakteryzuje się przemysłowymi standardami wykonania, przez co może być wykorzystany w aplikacjach OZE i elektromobilności.

EN

The article presents selected results of research on the developed bidirectional coupling between a low-voltage three-phase AC grid and a DC voltage circuit with galvanic isolation and the DC voltage value adjustable in a wide range. A review of possible similar solutions from the literature in the context of the developed system is presented, and then the electrical properties of the coupler with a nominal power of 25 kW are discussed, based on the results from the experimental research. The converter is suitable for parallel operation (power multiplication) and is characterized by industrial standards, which can be used in renewable energy and electromobility applications.

12

Potrzeba wdrożenia fotowoltaiki w eksploatowanych budynkach mieszkalnych w opinii mieszkańców

Ostańska Anna, Saj Anna

Przegląd Budowlany

|

2025

|

R. 96, nr 4

196--199

PL

Od 20 lat współautorka bada za pomocą ankiet, przeprowadzanych w wywiadzie bezpośrednim w eksploatowanych budynkach wielorodzinnych, wykonanych w różnych systemach prefabrykowanych, m.in. potrzebę zastosowania OZE w opinii użytkowników. Istotne dla tych działań rozwojowych jest ich akceptacja i partycypacja finansowa mieszkańców. Dotychczas rozważania zarządców zmierzały, co najwyżej, do wykorzystania fotowoltaiki na potrzeby prądu wspólnego i nie było propozycji produkcji dla lokali mieszkalnych. W artykule przedstawiono, oprócz analizy badań ankietowych, najnowszą możliwość wykorzystania mikroinstalacji fotowoltaicznej na przykładzie lekkich paneli instalowanych na balkonach, co może być rozbudowane o magazyn energii.

EN

For the past 20 years, the co-author has been researching by means of questionnaires, conducted in a face-to-face interview in operating multi-family buildings constructed in various prefabricated systems, among other things, the need for RES in the opinion of the occupants. Important for these development measures is their acceptance and the financial participation of the residents. To date, the managers’ considerations have, at most, aimed at the use of photovoltaics for shared current and there has been no proposal for production for residential units. In addition to an analysis of surveys, this paper presents the latest possibility of using micro photovoltaic installations, as shown by the example of lightweight panels installed on balconies, which can be extended with energy storage.

13

Control and monitoring of stand-alone hybrid renewable energy systems

Alanazi Mubarak

Polityka Energetyczna

|

2025

|

T. 28, z. 2

23--54

EN

Energy storage plays a critical role in stand-alone hybrid renewable energy systems, ensuring a stable and reliable power supply in rural areas disconnected from the electrical grid. This study integrates batteries and a backup diesel generator to maintain continuous energy availability. A computer-based monitoring and control unit is developed to optimize system performance, increase efficiency, and enhance sustainability. The experimental setup consists of photovoltaic (PV) panels, a diesel generator (DG), a battery bank (B), a charge controller, a DC/AC inverter, and a variable electrical load. The control unit, designed using LabView software, prevents battery over-discharge, thereby improving longevity and overall efficiency. It comprises voltage and current sensors connected to data acquisition cards (DAC) linked to a PC. The system features twelve 12 V PV panels, each rated at 75 W, supplying a total of 450 W. The experimental findings indicate that battery capacity declines significantly under high discharge currents, emphasizing the necessity of effective energy management strategies. The control unit continuously monitors system parameters and regulates the operation of the backup generator. When the battery’s state of charge (SOC) drops to 35%, the system automatically disconnects the load and activates the DG, ensuring an uninterrupted power supply while prolonging the battery lifespan. These results highlight the importance of selecting suitable battery sizes and characteristics, considering both cost and load demands, to enhance the performance, reliability, and economic feasibility of hybrid renewable energy systems for off-grid applications.

PL

Magazynowanie energii odgrywa kluczową rolę w autonomicznych hybrydowych systemach energii odnawialnej, zapewniając stabilne i niezawodne zasilanie na obszarach wiejskich odłączonych od sieci elektrycznej. W niniejszym artykule zintegrowano akumulatory i zapasowy generator diesla w celu utrzy mania ciągłej dostępności energii. Komputerowa jednostka monitorująca i sterująca została opracowana w celu optymalizacji wydajności systemu, zwiększenia efektywności i poprawy zrównoważonego rozwoju. Układ eksperymentalny składa się z paneli fotowoltaicznych (PV), generatora diesla (DG), baterii akumu latorów (B), kontrolera ładowania, falownika DC/AC i zmiennego obciążenia elektrycznego. Jednostka sterująca, zaprojektowana przy użyciu oprogramowania LabView, zapobiega nadmiernemu rozładowaniu akumulatora, poprawiając w ten sposób jego żywotność i ogólną wydajność. Składa się z czujników na pięcia i prądu podłączonych do kart akwizycji danych (DAC) połączonych z komputerem PC. System obejmuje dwanaście paneli fotowoltaicznych 12 V, każdy o mocy 75 W, dostarczających łącznie 450 W. Wyniki eksperymentów wskazują, że pojemność baterii znacznie spada przy wysokich prądach rozładowa nia, co podkreśla konieczność stosowania skutecznych strategii zarządzania energią. Jednostka sterująca stale monitoruje parametry systemu i reguluje działanie generatora zapasowego. Gdy stan naładowania akumulatora (SOC) spada do 35%, system automatycznie odłącza obciążenie i aktywuje DG, zapewniając nieprzerwane zasilanie przy jednoczesnym przedłużeniu żywotności akumulatora. Wyniki te podkreślają znaczenie wyboru odpowiednich rozmiarów i charakterystyk baterii, biorąc pod uwagę zarówno koszty, jak i wymagania dotyczące obciążenia, w celu zwiększenia wydajności, niezawodności i ekonomicznej wykonalności hybrydowych systemów energii odnawialnej do zastosowań poza siecią.

14

O nowych kierunkach kogeneracji w Ciechanowie

Nowa Energia

|

2025

|

nr 1

12--15

PL

Wydawnictwo „Nowa Energia” zorganizowało XII Konferencję „Nowe kierunki Kogeneracji”, która odbyła się w dniach 4-6 lutego 2024 r. w Ciechanowie. Partnerem tegorocznej edycji była ELEKTROCIEPŁOWNIA CIECHANÓW Sp. z o.o. Konferencję moderował prof. dr hab. inż. Wojciech Bujalski, Dyrektor Instytutu Techniki Cieplnej na Politechnice Warszawskiej.

15

Analiza systemów gaśniczych wielkoskalowych bateryjnych magazynów energii (BESS) opartych o ogniwa litowo-jonowe

Piotrowicz Piotr, Kłostowska Żaneta, Labus Artur

Nowa Energia

|

2025

|

nr 1

40--42

PL

Do końca września 2026 r. Polska Grupa Energetyczna (PGE) planuje uruchomić największy w Polsce i jeden z największych w Europie bateryjny magazyn energii. Gigant o pojemności 900 MWh i mocy 263 MW będzie zlokalizowany w Żarnowcu, tuż obok Elektrowni Szczytowo-Pompowej PGE.

16

Analiza wykorzystania instalacji fotowoltaicznych z magazynem energii do zasilania oświetlenia węzła drogowego. Cz. I

Rusowicz Grzegorz

Magazyn Autostrady

|

2025

|

Nr 1-2

53--58

PL

Niniejsze opracowanie przedstawia możliwość zastosowania technologii opartych na ogniwach fotowoltaicznych wspartych magazynem energii, które mogą posłużyć do zasilania energią elektryczną elementów infrastruktury drogowej. Analiza przeprowadzona została dla istniejącego węzła drogowego, którego odbiorem energii elektrycznej jest instalacja oświetlenia drogowego. Autor scharakteryzował obiekt, określił parametry sieci zasilającej oraz przedstawił profil odbiorcy. W artykule przedstawiono możliwości zastosowania instalacji PV z magazynem energii wraz z określeniem ich wielkości. Dla danego przykładu wskazano wymagania formalno-prawne oraz dokonano oceny efektywności ekonomicznej inwestycji.

EN

This paper presents the possibility of using technologies based on photovoltaic cells supported by energy storage, which can be used to power road infrastructure elements with electricity. The analysis was carried out for an existing road junction in which the electricity recipient is the road lighting installation. The author characterises the facility, specifies the parameters of the power supply network and presents the recipient’s profile. The article presents the possibilities of using PV installations with energy storage and specifies their size. For a given example, formal and legal requirements are indicated and the economic effectiveness of the investment is assessed.

17

Analiza wykorzystania instalacji fotowoltaicznych z magazynem energii do zasilania oświetlenia węzła drogowego. Cz. II

Rusowicz Grzegorz

Magazyn Autostrady

|

2025

|

Nr 3

73--76

PL

Niniejsze opracowanie przedstawia możliwość zastosowania technologii opartych na ogniwach fotowoltaicznych wspartych magazynem energii, które mogą posłużyć do zasilania energią elektryczną elementów infrastruktury drogowej. Analiza została przeprowadzona dla istniejącego węzła drogowego, którego odbiorem energii elektrycznej jest instalacja oświetlenia drogowego. Autor scharakteryzował obiekt, określił parametry sieci zasilającej oraz przedstawił profil odbiorcy. W artykule przedstawiono możliwości zastosowania instalacji PV z magazynem energii wraz z określeniem ich wielkości. Dla danego przykładu wskazano wymagania formalno-prawne oraz dokonano oceny efektywności ekonomicznej inwestycji.

EN

This paper presents the possibility of using technologies based on photovoltaic cells supported by energy storage, which can be used to power road infrastructure elements with electricity. The analysis was carried out for an existing road junction in which the electricity recipient is the road lighting installation. The author characterises the facility, specifies the parameters of the power supply network and presents the recipient’s profile. The article presents the possibilities of using PV installations with energy storage and specifies their size. For a given example, formal and legal requirements are indicated and the economic effectiveness of the investment is assessed.

18

Design of railway microgrid under limited cooperation with the distribution grid

Obrycki Piotr

Journal of KONBiN

|

2025

|

Vol. 55, iss.4

129--141

EN

Railway microgrid design focuses leads to determining the size of the photovoltaic system and the energy storage unit, with due regard for the traction substation’s time-dependent load and grid integration. The amount of energy transmitted to the distribution network should be as small as possible. Only under this assumption, the microgrid operator can limit the risks associated with the cooperation with the distribution network operator. The article presents a method for dimensioning the power of a photovoltaic installation and the capacity of an energy storage facility in a railway microgrid with a given limited energy threshold (limit on export to the grid) and maximisation of the share of green energy supplied to the traction grid. The Particle Swarm Optimisation algorithm was used in the optimisation procedure. Tests were carried out for photovoltaic installation power variants of 20–160 kW, south and east–west panel orientation, Depth of Discharge 50% and 80%, and a limited energy limit value of 5%. The results show that it is possible to design a very large (close to zero) reduction in the export of this energy and use its surplus to design an appropriate size of energy storage.

PL

Projektowanie mikrosieci kolejowej sprowadza się do wyznaczenia wielkości instalacji fotowoltaicznej i magazynu energii z uwzględnieniem zmiennego w czasie obciążenia podstacji trakcyjnej i współpracy z siecią dystrybucyjną. Ważne jest, by wielkość energii przesyłanej do sieci dystrybucyjnej była jak najmniejsza. Tylko przy takim założeniu operator mikrosieci może ograniczyć ryzyka związane ze współpracą z operatorem sieci dystrybucyjnej. W artykule przedstawiono metodę wymiarowania mocy instalacji fotowoltaicznej i pojemności magazynu energii w mikrosieci kolejowej przy zadanym progu energii ograniczonej (limit eksportu do sieci) oraz maksymalizacji udziału energii zielonej dostarczanej do sieci trakcyjnej. W procedurze optymalizacyjnej wykorzystano algorytm roju cząstek. Przeprowadzono badania dla wariantów mocy instalacji fotowoltaicznej 20-160 kW, orientacji paneli południe i wschód–zachód, DOD = 50% i 80% oraz wartości limitu energii ograniczonej 5%. Wyniki pokazują, że możliwe jest zaprojektowanie bardzo dużego (bliskiego zeru) zmniejszenia eksportu tej energii i wykorzystanie jej nadwyżki do zaprojektowania odpowiedniego rozmiaru magazynu energii.

19

Comparative analysis of lithium-iron-phosphate and sodium-ion energy storage devices

Al Issa Huthifa A., Qawaqzeh Mohamed, Hussienat Lina Hani, Oksenych Ruslan, Miroshnyk Oleksandr, Moroz Oleksandr, Trunova Iryna, Paziy Volodymyr, Halko Serhii, Shchur Taras

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2025

|

T. 15, nr 1

49--54

EN

Energy storage is the process of accumulating, releasing, and managing energy using storage devices. Today, this principle of energy storage is playing an important role in energy supply, as renewable sources become more and more responsible for energy production. Moreover, since it is not possible to regulate the amount of energy from renewable sources, it is necessary to store energy during periods of lower demand or higher production, from sources such as solar and wind energy. Over the past century, a wide range of energy storage technologies have been developed, from large-scale hydroelectric power plants to advanced electrochemical storage. Hydroelectric power plants remain the main method of long-term energy storage due to their high capacity and durability. At the same time, lithium-iron-phosphate and sodium-ion batteries open up new opportunities for energy storage at the local level, making them promising for integration into modern power systems. In addition, the efficient use of energy storage can minimize the risks of electricity shortages during critical periods and ensure the stability of the power system. This is achieved due to the ability of energy storage to effectively level the load, compensate for fluctuations in renewable energy generation, and provide reliable backup power. In particular, LiFePO4 and Na-Ion technologies demonstrate high energy efficiency, which allows them to be integrated into various segments of the power system – from household devices to large-scale industrial plants. Their use also helps to reduce the carbon footprint of the energy sector, which is important for achieving sustainable development goals. In this paper, we compare two types of electrochemical storage devices – LiFePO4 and Na-Ion. Particular attention will be paid to their durability, energy efficiency, materials from which they are made, and technical characteristics. Also, their economic feasibility and prospects for implementation in commercial and domestic applications will be assessed.

PL

Magazynowanie energii to proces gromadzenia, oddawania i zarządzania energią za pomocą urządzeń magazynujących. Obecnie ta zasada magazynowania energii odgrywa ważną rolę w dostawach energii, ze względu na to, że źródła odnawialne stają się coraz bardziej istotne w produkcji energii. Ponadto, ponieważ regulacja ilości energii ze źródeł odnawialnych nie jest możliwa, konieczne jest magazynowanie energii w okresach niższego zapotrzebowania lub wyższej produkcji, ze źródeł takich jak energia słoneczna i wiatrowa. W ciągu ostatniego stulecia opracowano szeroką gamę technologii magazynowania energii, od wielkoskalowych elektrowni wodnych po zaawansowane magazyny elektrochemiczne. Elektrownie wodne (szczytowo-pompowe) pozostają główną metodą długoterminowego magazynowania energii ze względu na ich wysoką wydajność i trwałość. Jednocześnie akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe i sodowo-jonowe otwierają nowe możliwości magazynowania energii na poziomie lokalnym, co czyni je obiecującymi do integracji z nowoczesnymi systemami energetycznymi. Ponadto efektywne wykorzystanie magazynów energii może zminimalizować ryzyko niedoborów energii elektrycznej w krytycznych okresach i zapewnić stabilność systemu energetycznego. Osiąga się to dzięki wykorzystaniu magazynów energii do skutecznego wyrównywania obciążenia, kompensowania wahań w wytwarzaniu energii odnawialnej i zapewniania niezawodnego zasilania rezerwowego. W szczególności technologie LiFePO4 i Na-Ion wykazują wysoką wydajność energetyczną, co pozwala na ich integrację z różnymi elementami systemu energetycznego - od urządzeń gospodarstwa domowego po duże zakłady przemysłowe. Ich zastosowanie pomaga również zmniejszyć ślad węglowy sektora energetycznego, co jest ważne dla osiągnięcia celów zrównoważonego rozwoju. W tym artykule porównano dwa rodzaje elektrochemicznych urządzeń magazynujących – LiFePO4 i Na-Ion. S Szczególna uwaga zostanie zwrócona na ich trwałość, wydajność energetyczną, materiały, z których są wykonane oraz charakterystykę techniczną. Oceniona zostanie również ich ekonomiczna wykonalność i perspektywy wdrożenia w zastosowaniach komercyjnych i domowych.

20

Drugie życie akumulatorów samochodowych

Adamska-Pakuła Martyna

Energia i Recykling : gospodarka obiegu zamkniętego

|

2025

|

nr 3

PL

Choć baterie samochodów elektrycznych mają ograniczoną żywotność, to często ich historia nie kończy się po opuszczeniu pojazdu. Z powodzeniem mogą służyć jako magazyny energii, a docelowo dostarczać cennych surowców do produkcji nowych ogniw. Jakie metody ponownego wykorzystania i recyklingu baterii już dziś znajdziemy na rynku?