The use of phtovoltaic energy in water pumping is an economically viable and sustainable solution to rural communities without access to the electricity grid. The aim of this paper is to improve the performance of a phtovoltaic water pumping system by using a new converter structure based on three levels parallel multicell converter. This converter is controlled by two control loops, an external control based on the SMC and FLC MPPT algorithms and an internal control of the output branch current with the hybrid control based on the Petri nets. A comparative study between the boost converter and a three-levels parallel multicellular converter with the SMC and FLC MPPT has been made, which allows us to conclude that the new structure is more advantageous than the conventional structure especially. The boost gives rise to a wide band of strong power oscillations as well as the current and a voltage of PV, which translates into a high harmonic ratio with respect to the three-level parallel multicellular converter structure.
PL
Wykorzystanie energii fotowoltaicznej do pompowania wody jest ekonomicznie opłacalnym i zrównoważonym rozwiązaniem dla społeczności wiejskich bez dostępu do sieci elektrycznej. Celem tego artykułu jest poprawa wydajności fotowoltaicznego systemu pompowania wody poprzez zastosowanie nowej struktury konwertera opartej na trójpoziomowym równoległym konwerterze wieloogniwowym. Przetwornica ta jest sterowana przez dwie pętle sterowania, sterowanie zewnętrzne oparte na algorytmach SMC i FLC MPPT oraz sterowanie wewnętrzne prądu gałęzi wyjściowego ze sterowaniem hybrydowym opartym na sieciach Petriego. Przeprowadzono badanie porównawcze pomiędzy konwerterem boost a trójpoziomowym równoległym konwerterem wielokomórkowym z SMC i FLC MPPT, co pozwala stwierdzić, że nowa konstrukcja jest szczególnie korzystniejsza niż konstrukcja konwencjonalna. Wzmocnienie powoduje powstanie szerokiego pasma silnych oscylacji mocy oraz prądu i napięcia PV, co przekłada się na wysoki współczynnik harmonicznych w stosunku do trójpoziomowej równoległej struktury wielokomórkowej przetwornic.
W czasie pandemii koronawirusa wirtualna podróż w czasie i przestrzeni należy do bezpiecznych sposobów poznawania historii. Żuławy Wiślane z depresyjnymi obszarami i specyficzną siecią hydrograficzną oraz historycznymi wiatrakami umożliwiają zrealizowanie takiej podróży. Lokalne wiatraki czerpakowe, wykorzystujące wiatr do pompowania wody, są mało znanymi konstrukcjami inżynierskimi.
Jedną z najbardziej rozpowszechnionych konsekwencji pompowania wód ze zbiorników podziemnych są przemieszczenia powierzchni terenu. Podstawową przyczyną tego zjawiska jest ekscesywne wykorzystanie zasobów wody podziemnej, które prowadzi m.in. do powstania deformacji o charakterze ciągłym. Na obszarze Polski odwodnieniowa komprymacja górotworu związana jest najczęściej z prowadzoną eksploatacją górniczą. Przemieszczenia powierzchni terenu powstałe na skutek odwodnienia warstw skalnych mogą przyjmować wartości z przedziału od kilkudziesięciu mm do nawet kilkunastu m. Zasięg tego zjawiska jest zazwyczaj rozległy i w wielu przypadkach trudny do jednoznacznego zdefiniowania. Do modelowania odwodnieniowych przemieszczeń powierzchni terenu stosowanych jest wiele metod. Analizy i symulacje tego rodzaju prowadzone są zazwyczaj w oparciu o metody teoretyczne, które pozwalają na holistyczne ujęcie zagadnienia geomechanicznego przekształcenia warstw skalnych indukowanego drenażem górotworu i uzyskanie bardzo dobrych wyników modelowania. Są jednak one często mało efektywne, w szczególności w aspekcie czasochłonności obliczeń. Z tego względu wskazuje się na konieczność prowadzenia dalszych badań, które umożliwią bardziej skuteczne modelowanie kompakcji warstw wodonośnych. Obecnie, szczególna uwaga skupiona jest na badaniach nad wykorzystaniem w tym celu InSAR oraz sztucznej inteligencji. Artykuł przedstawia przegląd modeli stosowanych do predykcji przemieszczeń powierzchni terenu indukowanych drenażem warstw skalnych.
EN
One of the most common consequences of pumping water from groundwater reservoirs includes land surface movements. The main cause of this phenomenon is the excess use of groundwater resources, which leads to the development of continuous deformations. In Poland, the reduction of rock mass due to drainage is most often connected with mining operations. Land surface movements caused by rock layer drainage may range from several dozen millimetres to even several metres. The scope of this phenomenon is usually extensive and, in many cases, difficult to define clearly. Many methods are used to model land surface movements caused by drainage. These types of analyses and simulations are generally based on theoretical methods, which make it possible to adopt a holistic approach to the issue of geomechanical rock mass transformation due to rock mass drainage and to obtain very good modelling results. However, they are often inefficient, especially when it comes to time-consu¬ming calculations. Therefore, the necessity of carrying out further research in order to allow aquifer compaction to be modelled more efficiently is indicated. At present, particular attention is paid to research on the use of InSAR and artificial intelligence for this purpose. The paper presents an overview of models used to predict land surface movements caused by rock layer drainage.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The use of wind energy in water pumping is an economically viable and sustainable solution to rural communities without access to the electricity grid. The aim of this paper is to present a detailed modeling of the wind-powered pumping system, propose and compare some control schemes to optimize the performance of the system and enhance the quality of the generated power. The wind energy system used in this paper consists of a permanent magnet synchronous generator (PMSG) and static converters directly coupled to an asynchronous motor that drives a centrifugal pump. A typical control is applied to the proposed configuration for the purpose of controlling the generator to extract maximum wind power. Furthermore, four types of controllers (PI and conventional RST polynomials, adaptive RST-fuzzy and genetic algorithm are designed for the wind energy system and tested under various operating conditions.
PL
Wykorzystanie energii wiatru w pompowaniu wody jest opłacalnym i zrównoważonym rozwiązaniem dla społeczności wiejskich bez dostępu do sieci elektrycznej. Celem tego artykułu jest przedstawienie szczegółowego modelowania systemu pompowania napędzanego wiatrem, zaproponowanie i porównanie niektórych schematów sterowania, aby zoptymalizować wydajność systemu i poprawić jakość generowanej mocy. System energii wiatrowej zastosowany w tym artykule składa się z synchronicznego generatora z magnesami trwałymi (PMSG) i przekształtników statycznych bezpośrednio sprzężonych z silnikiem asynchronicznym, który napędza pompę odśrodkową. Typowe sterowanie jest stosowane do proponowanej konfiguracji w celu sterowania generatorem w celu wydobycia maksymalnej energii wiatru. Ponadto cztery typy sterowników (PI i konwencjonalne wielomiany RST, adaptacyjny algorytm rozmytego RST i genetyczny) są zaprojektowane dla systemu energii wiatrowej i testowane w różnych warunkach pracy).
W artykule zaprezentowano wybrane możliwości programu Epanet 2.0 w zakresie tworzenia modeli hydraulicznych sieci wodociągowych oraz wykonywania symulacji i analiz. Wskazano ogólne zasady budowy modeli oraz możliwe korzyści. Zwrócono uwagę na przykładowe problemy procesu kalibracji modeli.
EN
The paper presents selected capabilities of Epanet 2.0 software for the creation of hydraulic network modeling of water distribution systems and create a simulations and analysis. The article discusses the general principles of model building and potential benefits. The example shows some of typical problems that are found in calibration process.
Selected systems for controlling the operation of water system pump stations are characterised. Dependencies defining the efficiency of a pump set are presented in consideration of pump and motor efficiency variations at variable characteristic curves of distribution. Pump and motor efficiencies at constant and variable rotational speeds are defined. A comparative analysis of water pumping energy consumption is carried out for the control systems under discussion, where the distribution characteristic curves describe irrigation systems.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono metodę oraz wyniki badania sił osiowych występujących w pionowym rurociągu pompowni głębinowej podczas wystąpienia uderzenia hydraulicznego. Badania poznawcze przeprowadzono w szybie "Kazimierz 1" na terenie byłej kopalni "Niwka-Modrzejów", stosując do tego celu specjalny czujnik siły zaprojektowany i wykonany w Głównym Instytucie Górnictwa.
EN
The metod as well as results of research on the Arial force occurring in a vertical pipeline o fan underground pumping stadion during the water Hammer are presented. Exploration tests have been conducted in the shaft "Kazimierz I" of former mine "Niwka-Modrzejów" using the special sensor of force designed and executed in Główny Instytut Górnictwa (Main Mining Institute).
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.