Przeprowadzanie badań symulacyjnych CFD (ang. Computational Fluid Dynamics) niesie za sobą wiele korzyści. Możliwe jest zbudowanie dowolnego modelu obliczeniowego według określonych warunków brzegowych. Rzadko jednak porównuje się ze sobą wyniki badań modelowych ze stanem rzeczywistym. W artykule przedstawiono walidację badań symulacyjnych przeprowadzonych na stanowisku badawczym znajdującym się w Instytucie Energetyki – Państwowym Instytucie Badawczym Oddział Gdańsk. Opisano sposób tworzenia modelu obliczeniowego na podstawie powierzonej dokumentacji, utworzono geometryczny model 3D, opisano warunki brzegowe modelu obliczeniowego, budowę stanowiska badawczego oraz wyniki badań. Określono współczynnik niepewności obliczeń CFD poprzez współczynnik korekcyjny opisany w manuskrypcie. We wnioskach przedstawiono przyczyny występowania różnic pomiędzy modelem obliczeniowym a stanem rzeczywistym.
EN
Conducting the CFD simulation studies has many advantages. It enables for instance building of any computational model according to the defined boundary conditions but rarely the results of model tests are compared with real conditions. Presented is here the validation of simulation studies conducted on a test stand located in the Instytut Energetyki - Państwowy Instytut Badawczy Oddział Gdańsk. Given is the method to create the computational model on the basis of tie customer's documentation, created is the 3D geometric model and described are computational model boundary conditions, arrangement of the test stand as well as the test results. Defined is the uncertainty factor of CFD calculations by means of the correction factor described in the manuscript. In conclusions, there are shown the reasons of differences emerging between the computational model and real conditions.
The aim of the article was to identify actions, based on the experiences of China, Brazil, Canada, and the United States, that countries can implement to increase the share of hydro, solar, and wind energy in their economies. The analysis relied on a literature review and data obtained from the Our World In Data database. The findings indicate that there are effective strategies for clean energy adoption that can be applied worldwide. Key considerations include investing in appropriate infrastructure, developing new energy storage technologies, and implementing environmentally friendly methods for disposing of photovoltaic panels. It is essential to provide financial support for scientific research, particularly in assessing the long-term potential of renewable energy, considering geographic distribution, and evaluating public acceptance. Regulatory frameworks should strike a balance between promoting renewable energy expansion and avoiding excessive growth.
Wastewater treatment facilities at high places can give chances for renewable and sustainable energy generation by putting hydroelectric turbines at the input and drain channels of wastewater treatment plants, and they can also use the sludge generated during the treatment process to make biogas, which can be used to generate power. Purified water is subsequently used to irrigate decorative plants along highways, in gardens, and in woods. The fermentation wastes are utilized as organic fertilizer to improve agricultural soil quality. At the Gharyan sewage station, a hybrid system consisting of a hydroelectric station and an electric generator powered by biogas is proposed in this research. This is because the city is distinguished by its high location, which is approximately 713 m above sea level. The results showed that the proposed system would provide an electric power of 490 kW, which is sufficient to cover 87.5% of the electrical energy consumption of the station. The amount of treated water is approximately 13,000 m3/day, and the amount of organic fertilizer is about 17 tons/day. The investment value is anticipated to be around $1,478,000, while the cost of producing a unit of electric energy is expected to be 2.83 ¢/kWh. This system's yearly net profit is predicted to be $307,765. The capital's recovery period is anticipated to be 3.44 years. The planned hybrid system will limit the discharge of an estimated 1,886 tons of CO2 gas each year.
Początki globalnego przemysłu to specjalna, trzyczęściowa seria opisująca tło historyczne oraz niektórych pionierów odpowiedzialnych za kształtowanie branży hydroenergetycznej, jaką znamy dzisiaj. Pierwsza część skupia się na ewolucji, która nastąpiła w stosunkowo krótkim czasie, w sposobie pozyskiwania energii z płynącego strumienia. W części drugiej i trzeciej przyjrzymy się temu, jak energia elektryczna zmieniła rolę energii wodnej, oraz jaki wpływ wywarła na rozwój niektórych narodów.
Obecna sytuacja na rynku surowców energetycznych, jak również nastawienie władz wielu krajów do kwestii ochrony środowiska oraz stale ograniczanie limity emisyjne, wpływają na coraz częstsze poszukiwanie alternatywnych źródeł energii. Rozpatrywane są przeróżne technologie, jednak mało kto bierze pod uwagę energetykę wodną. Na terenie naszego kraju została ona zepchnięta na odległy plan, a przecież rozwiązania techniczne z tego zakresu stanowią jedną z gałęzi odnawialnych źródeł energii.
This paper presents a comparative in-depth investigation of the energy standings, opportunities and the barriers that occur in the expansion of renewable energy in the Asia’s two fastest growing economies, i.e. India and China. These two countries contain almost 36% of the world’s population and constitute the fastest emerging hub for trade and industries in the energy sector in which different types of energy resources are sought to meet the energy demands. Non-conventional sources of energy are the inevitable alternative for the achievement of economic improvement, ecological balance, nature friendly environment and sustainable development. It is recommended to eliminate the obstacles to achieving the estimated energy targets of the 13th financial year plan (FYP) of both nations and stimulate the enhancement of the rate of green energy resources exploitation.
PL
Niniejszy artykuł przedstawia porównawcze dogłębne badanie możliwości i barier, które występują w ekspansji energii odnawialnej w dwóch najszybciej rozwijających się gospodarkach Azji, tj. w Indiach i Chinach. Te dwa kraje to prawie 36% ludności świata, stanowią one najszybciej rozwijające się centrum handlu i przemysłu w sektorze energetycznym, w którym różne rodzaje zasobów energetycznych są brane pod uwagę w kontekście zaspokojenia zapotrzebowania na energię. Niekonwencjonalne źródła energii są nieuniknioną alternatywą dla osiągnięcia postępu ekonomicznego, równowagi ekologicznej, środowiska przyjaznego naturze i zrównoważonego rozwoju. Zaleca się wyeliminowanie przeszkód w osiąganiu celów energetycznych w ramach trzynastego planu roku budżetowego (FYP) obu narodów i stymulowanie wzrostu wykorzystania zielonych zasobów energii.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Dostęp do energii pozostaje głównym wyzwaniem sektora energetycznego dla kontynentu afrykańskiego. Ostatnie szacunki wskazują, że około 600 milionów ludzi lub więcej nie ma dostępu do energii elektrycznej. Ponad 700 milionów ludzi gotuje przy pomocy tradycyjnej biomasy. Zrównoważony rozwój systemu energetycznego jest dużym wyzwaniem, przed którym stoi kontynent afrykański, zwłaszcza dla Afryki Subsaharyjskiej. W artykule zwrócono szczególną uwagę na wykorzystania technologii pochodzących ze źródeł odnawialnych. Analiza rozwoju systemów energetycznych w państwach Afryki Subsaharyjskiej wnosi bardzo użyteczny wkład w nasze zrozumienie problemu związanego z dostępem do energii w Afryce.
EN
Access to energy remains a major development challenge for the African continent. Recent estimates suggest that about 600 million people or above lack access to electricity. More than 700 million people use traditional biomass to prepare their meals. Sustainable development of energy systems is a great challenge that African continent (especially sub-Saharan Africa) faces. The paper indicates the importance of use of renewable and energy sources technologies. Energy systems development analysis for sub-Saharan Africa countries is very beneficial for understanding the problem of access to energy in Africa.
Specyficzną cechą śródlądowych dróg wodnych jest ich wielofunkcyjność. Jedną z tych funkcji jest możliwość wykorzystania dróg wodnych do produkcji odnawialnej energii elektrycznej. Możliwość ta nie może być bagatelizowana zwłaszcza w sytuacji, gdy postępuje wzrost emisji zanieczyszczeń powietrza przez sektor energetyczny. Problem ten szczególnie występuje w Polsce ze względu na strukturę zasobów wykorzystywanych do produkcji energii. W 2015 r. w Polsce produkcja energii pierwotnej w 80,0% opiera się na wykorzystaniu paliw stałych, głównie węgla kamiennego, podczas gdy w krajach UE średnio w 18,97% [9]. Możliwość uzyskania ekologicznie czystej energii elektrycznej przemawia za kompleksowym zagospodarowaniem dolnej Wisły, która spośród śródlądowych dróg wodnych w Polsce charakteryzuje się najwyższym potencjałem hydroenergetycznym. Wykorzystanie tego potencjału pozwoliłoby na złagodzenie skutków emisji zanieczyszczeń powietrza w Polsce, ale także na wzrost działu energii odnawialnej w ogólnym zużyciu energii końcowej, który do 2020 r. w Polsce powinien osiągnąć poziom 15%.
EN
Inland waterways are characterised by their multifunctionality. One of the purposes they may be used for is the renewable electricity production. This possibility cannot be underestimated, especially when the air pollution by the power generation sector is growing. This problem is particularly visible in Poland due to the structure of resources used for energy production. In 2015, the production of primary energy in Poland was in 80% based on the use of solid fuels, mainly the bituminous coal, while in Europe it amounted to an average of 18.97% [9]. The possibility to generate ecologically clean energy supports the idea of complex development of Lower Vistula which has the highest potential for hydroelectric power generation among all the inland waterways in Poland. The use of this potential would allow for mitigation of the effects of air pollution in Poland, as well as increase of the share of renewable energy in the total use of final energy, which in Poland should achieve the level of 15% by 2020.
W artykule przedstawiono krótki zarys wykorzystania poszczególnych rodzajów energii odnawialnej w Polsce na przestrzeni ostatnich lat. Ukazano również niektóre bariery i uwarunkowania stanowiące ograniczenia dla szybszego rozwoju tych źródeł energii w naszym kraju oraz prognozy ich dalszego rozwoju.
EN
This article presents the brief outline of the use of different types of renewable energy in Poland in recent years. Moreover, some of the barriers and factors limiting the rapid development of these energy sources in our country as well as the forecast of its future development have been also presented.
W artykule scharakteryzowano system energetyczny funkcjonujący na Islandii, w szczególności w aspekcie wykorzystania źródeł energii odnawialnej. Islandia to kraj, który posiada specyficzne uwarunkowania geologiczne i gospodarcze, pozwalające na szerokie wykorzystanie zielonej energii. Rozwiązania zastosowane na Islandii są nie tylko ekologiczne, lecz także korzystne ekonomicznie. W artykule przedstawiono ogólne wiadomości dotyczące rozwoju islandzkiego systemu energetycznego, ilości i typów zużywanych surowców energetycznych, a także profilu odbiorców energii elektrycznej. Dalsza część artykułu omawia najważniejsze informacje dotyczące geografii i budowy geologicznej wyspy. Dzięki występującym tam warunkom (położenie w "gorącym punkcie" na styku płyt tektonicznych Północnoamerykańskiej i Euroazjatyckiej), możliwe jest wykorzystanie energii geotermalnej oraz wodnej na szeroką skalę. W artykule opisano te dwie technologie - przedstawiono ich rozwój, istniejące elektrownie i moce. Omówiono istniejący system linii przesyłowych oraz problem, z jakim zmaga się Islandia - eliminację paliw kopalnych z transportu. Islandia prowadzi w tej dziedzinie wiele innowacyjnych projektów, sprawdzając możliwości wykorzystania w motoryzacji wodoru, biogazu oraz elektryczności. Tematem badań islandzkich instytucji naukowych jest program głębokich odwiertów geotermalnych IDDP. Porównano też sytuację energetyczną Polski i Islandii.
EN
Article presents renewable energy in Iceland. There is unique geological and economic situation in the country, which is very good place to use green energy. Solutions used in Iceland are not only ecological but also economical. Article shows general information about development of energy system in Iceland, amount and type of energy sources and types of energy users. The next part describes the most important facts about island’s geography and geology. Its conditions (Iceland is located above the hot-spot on the Mid-Atlantic Ridge between the Eurasian plate and the American plate) allows to use geothermal and hydro energy. Article describes those two technologies. Next chapters presents transmission lines in Iceland and problem of elimination the fossil fuels from transport. Iceland leads many project in that field (hydrogen cars, biogas and electric cars). Another investigated problem is the Deep Drilling Project IDDP. The last chapter shows differences between energy systems in the Poland and in the Iceland.
Electrical generators for today's Small Hydropower Plants (SHP) are designed for a constant rotation speed. Changes of energy provided by water depend on water flow, which is very unreliable for small rivers. Therefore, full efficiency can be achieved for power technology with generators working at a variable speed. This paper presents a concept of a energy conversion system optimization for application in a SHP which is based on a permanent magnet (PM) generators with a propeller turbine integrated with the generator rotors. These PM generators can work at a variable speed and therefore energy produced by the PM generators have to be converted by means of a power electronic unit to fit to the three-phase power grid parameters. The elements of such SHP are described. Due to non-linear turbine characteristics it is necessary to formulate a suitable control algorithm for the whole system of energy conversion therefore the control system principles for optimal power dividing on two exemplary hydro-sets are discussed.
Przedstawiono opcje zamiany w długim horyzoncie czasowym aktualnych mieszanek energetycznych z nieodnawialnych, konwencjonalnych źródeł energii wyłącznie źródłami odnawialnymi w kontekście środowiska Słowacji oraz możliwego połączenia energii atomowej na przestrzeni najbliższych 50 lat. Najważniejsze potrzeby są nakreślone jako konsumpcja energii przez gospodarstwa domowe oraz przedsiębiorstwa na potrzeby transportowe i przemysłowe. Ma to na celu uniezależnienie Słowacji od zagranicznych dostaw energii.
EN
Presented are options for replacing, over a long time period, the current energy mix coming from non-renewable, conventional sources with energy coming solely from renewable sources (in the context of Slovakian environment) and its possible combination with nuclear energy in a 50-year time horizon. Energy consumption by households and companies to fulfil their transportation and industrial needs is determined to be the most vital. All these plans are made with the aim for Slovakia to become independent of foreign sources in energy supplies.
W artykule została zaprezentowana problematyka wykorzystania energii wodnej za pomocą maszyn przepływowych. Skoncentrowano się na problemach eksploatacyjnych elektrowni wodnych wykorzystywanych w regionie Lubelszczyzny. Przedstawiono rozwiązania różnych typów materiałów używanych na łożyska ślizgowe turbin wodnych. Zwrócono uwagę na mechanizmy zużycia elementów węzłów łożyskowych turbin na przykładzie turbiny Kaplana. Uszeregowano efektywność i trwałość eksploatacyjną dostępnych materiałów ślizgowych elektrowniach wodnych.
EN
The problems of utilization for help of through machine engines the water energy in article was presented. The used in region of Lublin was concentrated on problems of exploitation water power stations. Presents the solution of various types of materials used for water turbine bearings. The attention was turned on mechanisms of waste of units knots bearing turbines on example of the Kaplan turbine. Ranked the efficiency and service life of sliding materials available in hydroelectric power stations.
Badaniami prowadzonymi w latach 2001-2006 objęto zespół dziewięciu elektrowni wodnych o łącznej mocy 14,58 MW, usytuowanych na rzece Raduni w regionie pomorskim. Badany zespól elektrowni produkuje rokrocznie blisko 30ź103 MWh, przy czym najwięcej energii wyprodukowano w 2002 roku a najmniej w 2006. Dokonano identyfikacji czynników mających największy wpływ na produkcję energii elektrycznej w badanym obiekcie.
EN
The research carried out in years 2001-2006 covered a system of nine water power plants with total rating of 4.58 MW, located at the Radunia River in Pomorze region. The examined complex of power plants produces almost 30ź103 MWh of energy every year. However, highest amount of energy was produced in 2002, and lowest in 2006. The research allowed to identify factors with highest impact on electric energy production in the examined facility.
Problemy polskiej energetyki, a może należałoby napisać całej polskiej gospodarki, które w sposób gwałtowny pojawiły się w świadomości społecznej dopiero w roku 2008, nabrzmiewały przez kilka ostatnich lat. Szersze zainteresowanie wzbudziły dopiero w momencie, gdy objawiły się w postaci galopującego wzrostu cen energii elektrycznej i groźby ograniczeń jej dostaw.
Komisja Europejska przyjęta obowiązujący wszystkie kraje członkowskie program zwiększenia udziatu energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych w bilansach energetycznych. Celem bieżącym jes: 10,4% w roku 2010, na rok 2020 wyznaczono „3 razy 20%": udział odnawialnych źródeł energii, zmniejszenie konsumpcji energii i zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych. Polska ma zasoby pozwalające na realizację bieżącego zadania, brakuje natomiast organizacji i woli politycznej dla osiągnięcia tego celu. Zarówno zadanie na rok 2010, jak i program na rok 2020 są bardzo ambitne i wymagać będą dużych inwestycji oraz stworzenia struktur organizacyjnych i biznesowych. Przedstawiono europejską sytuację wykorzystania odnawialnych źródet energii. Polska należy do nielicznych krajów Unii, które mogą te cele zrealizować bez dużego importu mediów odnawialnych. Przedstawiono narzędzia organizacyjne i wspierające obrót „zieloną" energią wraz z perspektywami rozwoju.
EN
European Commission gave for Member Countries ambitious energetic task: in 20 i 0 a 10,45 of energy sold must arrived from renewable sources. The perspectives of achieving this goal in Poland are discussed. Also, the situation in Poland and in the EU is described. Theoretically, there is enough raw materials and physical force to achieve the topic and the further "3 times 20%" one, in 2020. Practically, there are many obstacles and no political will to surmount them is yet visible. Tools adopted and in preparation for achieving the goal are also described.