Wykazano konieczność modernizacji procesów chemicznych poprzez praktyczne wdrażanie zasad zrównoważonego rozwoju, gospodarki obiegu zamkniętego i ich cyfryzacji. W szczególności przedstawiono i przedyskutowano założenia i perspektywy tej fazy rozwoju przemysłu chemicznego. Jako przykład przedsiębiorstwa komercjalizującego ten projekt wybrano globalny koncern BASF. Wzięto pod uwagę również polski punkt widzenia.
EN
A necessity for modernization of chem. processes by practical implementing the sustainable development, circular economy and digitalization was evidenced. In particular, the assumptions of the development phase and its effects were presented and discussed. The global BASF company was selected as an example of the project-commercializing enterprises. The Polish point of view was also taken into consideration.
Shipping is one of the major sources of greenhouse gas emissions; therefore, immediate actions must be taken in the field of sustainable development. This study focuses on exploring the use of renewable energy to mitigate emissions and enhance energy efficiency on board ships. Hence, technologies for capturing, utilizing, and storing solar, wind, and carbon energy are investigated. Further, the study weighs these approaches in terms of benefits, drawbacks, and potential application in sustainable maritime operations. To quantify the practicability of the solutions analyzed, an interdisciplinary approach intertwining feasibility analysis, simulation modeling, and policy evaluation is used. Topics discussed include technological barriers, economic barriers, and regulatory frameworks. It also highlights recent advances with great environmental potential in shipping, such as hybrid propulsion systems and fuel cell technologies. The results showed that the hybrid systems with renewable energy combined with CCUS can reduce CO₂ emissions from ships up to 90%, which, in the best case, simultaneously imparts an increased operational efficiency and environmental sustainability. The study therefore examined regulatory and policy options that could facilitate the transition to renewable energy in this sector, and the industrial application of these technologies is thus presented as a key stage in environmentally sustainable development.
Zapewnienie bezpieczeństwa użytkowania obiektów użyteczności publicznej jest jednym z podstawowych zadań podmiotów odpowiedzialnych za administrowanie. Jednoczenie obowiązki jakie wynikają z konieczności poprawy efektywności energetycznej powodują, że na wielu obiektach pojawiają się instalacje fotowoltaiczne, które muszą współpracować z istniejącymi wewnętrznymi instalacjami elektrycznymi. Instalacje te, często wykonywane były kilkadziesiąt lat temu, w okresie, gdy technologie fotowoltaiczne były na etapie eksperymentów laboratoryjnych. W artykule dokonano analizy wpływu budowy instalacji fotowoltaicznych na bezpieczeństwo użytkowania obiektów, ze szczególnym zwróceniem uwagi na aspekty elektroenergetyczne, wynikające z technologii budowy oraz rozwiązań technicznych jakie były stosowane w instalacjach elektrycznych realizowanych kilkadziesiąt lat temu.
EN
Ensuring the safe use of facilities is one of the primary tasks of those responsible for the administration of public facilities. At the same time, the obligations that arise from the need to improve energy efficiency lead to the appearance of photovoltaic installations on many facilities, which have to interact with the existing internal electrical installations. These installations were often made decades ago, at a time when photovoltaic technology was at the experimental stage in the laboratory. The article analyses the impact of the construction of photovoltaic installations on the safety of use of the facilities, with particular attention paid to the electrical aspects resulting from the construction technology and technical solutions that were used in electrical installations carried out several decades ago.
This work conducts performance analysis on a thin-film based photovoltaic (PV) solar system located on the Middle East University (MEU) campus in Jordan. The analysis includes gauging the performance of the PV system using established industry performance parameters, and studying the energy production trends. After investigating different aspects affecting the PV solar system such as the PV modules temperature losses and component availability, several causes of low energy output are hypothesized and discussed. Afterwards, a new PV system that relies on crystalline silicon technology was proposed and designed with proper system components along with an economic feasibility study. The new system is designed to provide a comparison to the currently installed system under the same site conditions and to be presented as a future project proposal for the university to pursue. As a result, we have found that the performance ratio of the new proposed PV solar system is five times higher in comparison with the currently installed system.
PL
W tej pracy przeprowadzono analizę wydajności cienkowarstwowego systemu fotowoltaicznego (PV) zlokalizowanego na terenie kampusu Middle East University (MEU) w Jordanii. Analiza obejmuje pomiar wydajności systemu PV przy użyciu ustalonych parametrów wydajnościowych branży oraz badanie trendów produkcji energii. Po zbadaniu różnych aspektów wpływających na system PV, takich jak straty temperatury modułów PV i dostępność komponentów, wysunięto hipotezę i omówiono kilka przyczyn niskiej wydajności energetycznej. Następnie zaproponowano i zaprojektowano nowy system PV, który opiera się na technologii krzemu krystalicznego, z odpowiednimi komponentami systemu wraz ze studium wykonalności ekonomicznej. Nowy system ma zapewnić porównanie z obecnie zainstalowanym systemem w tych samych warunkach na miejscu i zostać przedstawiony jako przyszła propozycja projektu, którą uniwersytet będzie mógł realizować. W rezultacie odkryliśmy, że współczynnik wydajności nowego proponowanego systemu PV jest pięć razy wyższy w porównaniu z obecnie zainstalowanym systemem.
This research paper deals with the comparison of deep learning neural network methods to predict one hour ahead power of real solar PV installation production. This study is carried out using a Python VS code environment with four MLP, LSTM, GRU, and RNN deep learning techniques. Certain prediction results are also compared and discussed. The forecasting results show that the LSTM model gives the best key performance evaluation results, with an average RMSE of 291.51 W and MAE of 131.01 W for the presented case.
PL
Niniejszy artykuł przedstawia wyniki porównania metod głębokiego uczenia sieci neuronowych użytych do prognozowania mocy instalacji PV z jednogodzinnym wyprzedzeniem, dla rzeczywistej instalacji PV. Badanie to zostało przeprowadzone przy użyciu środowiska Python VS z czterema technikami głębokiego uczenia MLP, LSTM, GRU i RNN. Porównano i omówiono również wybrane wyniki prognozowania. Rezultaty prognozowania pokazują, że model LSTM daje najlepsze kluczowe wyniki oceny wydajności, ze średnim RMSE wynoszącym 291,51 W i MAE wynoszącym 131,01 W dla omawianego przypadku.
Instalacje fotowoltaiczne (PV) stały się bardzo powszechnym źródłem pozyskiwania energii elektrycznej. Obowiązujące w ostatnim okresie regulacje prawne w zakresie pozyskiwania „zielonej energii” oraz różne formy wsparcia finansowego, wpłynęły na bardzo dynamiczny przyrost budowanych i użytkowanych instalacji PV. W artykule porównano roczne uzyski energii z rzeczywistych instalacji PV zlokalizowanych w miejscowości Częstochowa – trzech instalacji PV stacjonarnych oraz jednej instalacji nadążnej. Instalacje PV wybudowane są w promieniu 2 km pomiędzy sobą.
EN
Photovoltaic (PV) installations have become a very common source of acquiring of electrical energy. The last legal regulations concerning of "green energy" acquisition and various forms of financial support have resulted in a very dynamic increase in the number of PV installations built and used. The paper compares the annual energy yields from real PV installations built in Czestochowa - three stationary PV installations and one follow-up installation. PV installations are built within a radius of 2 km between each other.
Ograniczenie zużycia energii do ogrzewania budynków stało się koniecznością. Aktualnie stoimy przed wyzwaniem poszukiwania dodatkowego nośnika celem poprawy efektywności energetycznej budynków. Konwencjonalne źródła energii są coraz częściej wspomagane przed dodatkowe nośniki, jednym z nich jest energia słoneczna. Energię tę można czerpać niemal nieustannie. Jej zaletą jest niewątpliwie aspekt ekologiczny – jest to jeden z najkorzystniejszych źródeł dla środowiska naturalnego. Popularyzacja energii słonecznej w budynkach mieszkalnych jest coraz bardziej zauważalna. Już na etapie koncepcji architektonicznej istotne jest zwrócenie uwagi na ten czynnik. Ponadto w budynkach istniejących daje możliwość dążenia do prawie całkowitej niezależności energetycznej. W ramach pracy przedstawiono przegląd dostępnych rozwiązań technologicznych i materiałowych dążących do optymalizacji efektywności energetycznej. Przeprowadzona analiza pozwala w jasny sposób dostrzec zalety tych rozwiązań.
EN
Reducing energy consumption for heating buildings has become a necessity. Today, we are faced with the challenge of finding additional carriers to improve the energy efficiency of buildings. Conventional energy sources are increasingly being supported by additional carriers, one of which is solar energy. This energy can be harnessed almost continuously. Its advantage is undoubtedly the ecological aspect – it is one of the most beneficial sources for the environment. The promotion of solar energy in residential buildings is becoming increasingly noticeable. Even at the architectural concept stage, it is important to pay attention to this factor. Furthermore, in existing buildings, it offers the opportunity to strive for almost total energy independence. This paper presents an overview of available technological and material solutions aiming to optimise energy efficiency. The analysis provides a clear view of the advantages of these solutions.
Azerbaijan is currently an exporter of oil and gas, but its goal is to sustain its status as an energy exporter by investing in green energy projects for the future. The aim of this paper is to establish a conceptual framework that explores how Azerbaijan, an oil-rich country, can transform into a green energy exporter. This study compares various green energy export scenarios. Findings show that (1) transitioning from fossil fuel exports to green energy generally reduces exporter vulnerability and enhances domestic energy security, despite increasing exposure to international market forces; (2) Azerbaijan could increase its green energy exports to comprise as much as 14% of its exports in the coming years; (3) through these green energy initiatives, Azerbaijan can sustain its role as an energy exporter well beyond 2050; (4) the results of the I-O model show that achieving green energy export targets could lead to a 6.7% increase in Azerbaijan’s total output; (5) this shift would also play a crucial role in diversifying the country’s export base and formation of net-zero energy systems; (6) it would allow Europe to diversify its energy supply and reduce its dependence on a single country. By combining two different approaches, Azerbaijan has the potential to transition its exports from oil and gas to green energy, thereby positioning itself as a model for other oil-rich nations pursuing sustainable energy development.
PL
Azerbejdżan jest obecnie eksporterem ropy naftowej i gazu, ale jego celem jest utrzymanie statusu eksportera energii poprzez inwestowanie w przyszłości w projekty związane z zieloną energią. Celem ni niejszego artykułu jest stworzenie koncepcyjnych ram, które pozwolą zbadać, w jaki sposób Azerbejdżan, kraj bogaty w ropę naftową, może przekształcić się w eksportera zielonej energii. W niniejszym badaniu porównano różne scenariusze eksportu zielonej energii. Wyniki pokazują, że (1) przejście od eksportu paliw kopalnych do zielonej energii ogólnie rzecz bio rąc, zmniejsza podatność eksportera na zagrożenia i zwiększa bezpieczeństwo energetyczne kraju, mimo zwiększenia ekspozycji na siły rynku międzynarodowego; (2) Azerbejdżan mógłby zwiększyć eksport zie lonej energii do poziomu 14% całkowitego eksportu w nadchodzących latach; (3) dzięki tym inicjatywom w zakresie zielonej energii Azerbejdżan może utrzymać swoją rolę eksportera energii znacznie dłużej niż do 2050 r.; (4) wyniki modelu I-O pokazują, że osiągnięcie celów w zakresie eksportu zielonej energii może doprowadzić do wzrostu całkowitej produkcji Azerbejdżanu o 6,7%; (5) zmiana ta odegrałaby również kluczową rolę w dywersyfikacji bazy eksportowej kraju i tworzeniu systemów energetycznych o zerowym bilansie emisji; (6) pozwoliłoby to Europie zdywersyfikować dostawy energii i zmniejszyć zależność od jednego kraju. Łącząc dwa różne podejścia, Azerbejdżan ma potencjał, aby przekształcić swój eksport z ropy i gazu w zieloną energię, stając się tym samym wzorem dla innych bogatych w ropę krajów, dążą cych do zrównoważonego rozwoju energetycznego.
The aim of the paper is to assess the use of RES, i.e. solar energy (through investment in PV installations) in selected regional cities in Poland. We focused on the area of five regional capital cities, selected in terms of representativeness and fulfilling regional administrative or administrative and self-governmental functions. The research hypothesis is that installations are mainly mounted on new buildings, while income is a factor that determines the choice of PV. The methodological part features an analysis of the literature in the selected area. This was followed by an analysis of the statistical data available in the public statistics (Statistics Poland's data) and on the basis of primary data collected from the main electricity distributors (Tauron Dystrybucja S.A. and ENEA). The data for the analysis comes from before the COVID pandemic and the war in Ukraine, as these were characterised by a relative stabilisation of electricity prices and consumption in Poland. A correlation analysis based on the Pearson coefficient was carried out to investigate a possible relationship between the number of micro-installations in the cities reviewed and the other variables. An econometric model was built to analyse the variables studied, which have a significant impact on the number of PV micro-installations in the urban areas studied. The article fills a gap in the literature concerning the identification of conditions responsible for location preferences for renewable energy in the existing settlement patterns of fast-growing cities, dispersed in external zones, as well as in the urbanising rural environment. Research on prosumer energy in these areas is completely new. An in-depth analysis of the behaviour of prosumers and their preferences regarding photovoltaic installations may be the basis for optimising the economic instruments used in Poland to encourage investment in renewable energy sources.
PL
Celem artykułu jest ocena wykorzystania OZE, tj. energii słonecznej (poprzez inwestycje w instalacje fotowoltaiczne) w wybranych miastach wojewódzkich w Polsce. Skupiliśmy się na obszarze pięciu stolic województw, wybranych pod względem reprezentatywności i pełniących regionalne funkcje administracyjne lub administracyjno-samorządowe. Hipoteza badawcza zakłada, że instalacje montowane są głównie na nowych budynkach, a czynnikiem determinującym wybór PV są dochody. Część metodologiczna obejmuje analizę literatury w wybranym obszarze. Następnie przeprowadzono analizę danych statystycznych dostępnych w statystyce publicznej (dane GUS) oraz na podstawie danych pierwotnych zebranych od głównych dystrybutorów energii elektrycznej na danym obszarze (Tauron Dystrybucja S.A. i ENEA). Dane do analizy pochodzą sprzed pandemii COVID i wojny na Ukrainie, ponieważ charakteryzowały się one względną stabilizacją cen energii elektrycznej i zużycia. W celu zbadania ewentualnego związku między liczbą mikroinstalacji w badanych miastach a innymi zmiennymi, przeprowadzono analizę korelacji opartą na współczynniku Pearsona. Zbudowano model ekonometryczny do analizy badanych zmiennych, które mają istotny wpływ na liczbę mikroinstalacji PV w badanych obszarach miejskich. Artykuł wypełnia lukę w literaturze dotyczącą identyfikacji uwarunkowań odpowiedzialnych za preferencje lokalizacyjne dla energetyki odnawialnej w istniejących układach osadniczych szybko rozwijających się miast, rozproszonych w strefach zewnętrznych, a także w urbanizującym się środowisku wiejskim. Badania nad energetyką prosumencką na tych obszarach są zupełnie nowe. Pogłębiona analiza zachowań prosumentów i ich preferencji wobec instalacji fotowoltaicznych może być podstawą do optymalizacji stosowanych w Polsce instrumentów ekonomicznych zachęcających do inwestowania w odnawialne źródła energii.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wzrastające znaczenie odnawialnych źródeł energii w kontekście transformacji energetycznej przyczynia się do dynamicznego rozwoju technologii pomp ciepła wspomaganych energią słoneczną (SAHP), szczególnie w suszarnictwie. W niniejszym artykule, stanowiącym kontynuację poprzedniej części przeglądu, omówiono zaawansowane systemy SAHP, jak np. układy hybrydowe, zastosowanie alternatywnych czynników chłodniczych oraz perspektywy wdrażania SAHP w przemyśle i rolnictwie. Szczególną uwagę poświęcono problemom stosowania naturalnych i niskoemisyjnych czynników, takich jak HC, CO2 i HFO, które mogą zastąpić tradycyjne substancje o wysokim potencjale tworzenia efektu cieplarnianego. Przedstawiono również kierunki przyszłych badań, w tym zastosowanie technologii magazynowania ciepła/chłodu oraz nowatorskich rozwiązań konstrukcyjnych. Wyniki przeglądu wskazują na istotny potencjał dalszego rozwoju systemów SAHPD, mimo obecnych ograniczeń technologicznych.
EN
The growing importance of renewable energy sources in the context of the energy transition has driven the rapid development of solar-assisted heat pump (SAHP) systems, especially for drying applications. This article, as a continuation of the previous review, discusses advanced aspects of SAHP systems, including the development of hybrid configurations, the use of alternative refrigerants, and future implementation prospects in industry and agriculture. Special emphasis is placed on natural and low-emission refrigerants such as HC, CO2, and HFO, which may serve as replacements for traditional substances with high global warming potential. Future research directions are also presented, including the integration of energy storage technologies and innovative design solutions. The findings of the review highlight the significant potential for further development of SAHPD systems, despite current technological limitations.
The article presents information on geothermal energy as one of the renewable energy sources, discussing its resources, types, energy potential, and economic utilization methods, with a particular emphasis on electricity generation. It examines geothermal resources in Poland, highlighting their untapped potential for electricity production. Examples of commercial hybrid systems for electricity generation in binary geothermal power plants are provided. The concept of an innovative geothermal-solar hybrid system for electricity generation is introduced, along with the potential benefits, such as the widespread use of geothermal resources, solar energy storage, and the production of emission-free energy.
PL
Artykuł przedstawia informacje na temat energii geotermalnej jako jednego z odnawialnych źródeł energii, omawiając jej zasoby, typy, potencjał energetyczny oraz ekonomiczne metody wykorzystania, ze szczególnym uwzględnieniem wytwarzania energii elektrycznej. Analizuje również zasoby geotermalne w Polsce, podkreślając ich niewykorzystany potencjał w produkcji tego rodzaju energii. W pracy podano przykłady komercyjnych hybrydowych systemów wytwarzania energii elektrycznej w binarnych elektrowniach geotermalnych. Przedstawiono koncepcję innowacyjnego geotermalno-słonecznego systemu hybrydowego do produkcji energii elektrycznej oraz potencjalne korzyści, takie jak szerokie wykorzystanie zasobów geotermalnych, magazynowanie energii słonecznej oraz produkcja energii bezemisyjnej.
The aim of the research was to conduct a comprehensive analysis of various energy sources used in unmanned aerial vehicles (UAVs) and to determine which implemented energy sources are the best as well as what are the directions of energy source development. One hundred drone models were selected for the study, differing in their installed energy source, flight time, payload capacity, own weight, and application. The analyzed UAVs were powered by 6 energy sources: lithium polymer and lithium-ion batteries, combustion engines, hybrid drives, hydrogen fuel cells, and solar energy. The analysis covered both technical and economic, environmental, and operational aspects influencing the choice of a specific energy source. It allowed determining the best energy source for each of the 4 selected applications: military, monitoring, transport, and agriculture. An assessment of challenges related to the use and development of energy sources was also carried out, and areas where further research and innovation are necessary and essential were identified. It was found that in military applications, the development of UAV energy sources will focus on combustion engines and electric propulsion with lithium polymer batteries. In civilian applications (in transport, monitoring, and agriculture), it will be directed towards further research and improvement of hybrid drives and hydrogen fuel cells.
W niniejszej pracy w obliczu niegasnącej popularności technologii fotowoltaicznych postanowiono podjąć próbę oszacowania jej konsekwencji w następnych dwóch dekadach, kiedy to pierwsze tysiące paneli fotowoltaicznych osiągną kres swej żywotności. Dokonano przeglądu sektora fotowoltaicznego w kraju i oceniono moduły wykonane w technologiach krzemowych krystalicznych jako stanowiące znakomitą większość instalacji PV w Polsce. Następnie podjęto próbę oszacowania ilości modułów odpadowych w kraju w perspektywie najbliższych 20 lat. Na podstawie przeglądu literatury, w której podejmowano się podobnych szacunków, opracowano model obliczeniowy. Jednym z jego głównych założeń jest zastosowanie rozkładu Weibulla o dwóch różnych wartościach współczynnika kształtu, w celu zamodelowana awaryjności modułów fotowoltaicznych dla dwu scenariuszy ubytków. Drugim jest przyjęcie pojęcia proporcji wagowo-mocowej, mającej wyrażać zmiany w czasie uśrednionej mocy zainstalowanej i wagi modułu. Oszacowano ilości odpadów fotowoltaicznych z rozróżnieniem na pięć materiałów składowych o największym udziale masowym. Ponadto sporządzono przegląd metod recyklingu modułów PV.
EN
Facing incessant popularity of photovoltaic technologies, in this paper it was decided to attempt to estimate its consequences in the next two decades, when the first thousands of photovoltaic panels will reach the end of their service life. An overview of the photovoltaic sector in the country was made and modules produced using crystalline silicon technologies were assessed as constituting the vast majority of PV installations in Poland. Then, an attempt was made to estimate the number of waste modules in the country over the next 20 years. Based on a review of the literature, in which similar estimates were made, a calculative model was developed. One of its main assumptions is the use of a Weibull function with two different values of the shape factor in order to model the failure rate of photovoltaic modules for two loss scenarios. The second is to introduce the concept of weight-to-power ratio, which is intended to express changes over time of module’s average power capacity and its weight. The amounts of photovoltaic waste were estimated with distinction of five component materials with the highest mass share. Moreover this paper presents an overview of PV modules recycling.
Sektor fotowoltaiczny w Polsce utrzymuje czołową pozycję wśród odnawialnych źródeł energii. W 2023 roku moc zainstalowana PV wzrosła o kolejne 4,6 GW, osiągając łącznie na koniec pierwszego kwartału br. 17,7 GW. Kolejne 17 GW w tym segmencie ma wydane decyzje o warunkach przyłączenia.
The generation of hydrogen via the use of renewable energy sources, such as solar power, is turning out to be an increasingly appealing alternative for reducing emissions of greenhouse gases. A techno-economic analysis of the generation of hydrogen from a single photovoltaic (PV) panel in the Hassi-Messaoud area of Algeria was carried out for the purpose of this research project. Over the course of the study, consideration was given to a variety of aspects, including the sizing and performance analysis of the PV panel, the expense of the equipment, and the cost of producing hydrogen. According to the findings of the research, the amount of hydrogen that can be produced by a single PV panel in the HassiMessaoud area is between 240 and 300 litres per hour at a total yearly cost of 4.53 dollars per kilogram of hydrogen. The cost of production looks to be competitive, and there is the possibility that Algeria may be able to cut its emissions of greenhouse gases and assist the growth of a hydrogen economy that is environmentally responsible.
PL
Generowanie wodoru przy użyciu odnawialnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna, okazuje się coraz bardziej atrakcyjną alternatywą dla redukcji emisji gazów cieplarnianych. Na potrzeby tego projektu badawczego przeprowadzono analizę techniczno-ekonomiczną generowania wodoru z pojedynczego panelu fotowoltaicznego (PV) w regionie Hassi-Messaoud w Algierii. W trakcie badania wzięto pod uwagę szereg aspektów, w tym analizę wielkości i wydajności panelu PV, koszt sprzętu i koszt produkcji wodoru. Zgodnie z wynikami badań ilość wodoru, którą można wyprodukować za pomocą pojedynczego panelu PV w regionie Hassi-Messaoud, wynosi od 240 do 300 litrów na godzinę przy całkowitym rocznym koszcie 4,53 dolara za kilogram wodoru. Koszt produkcji wydaje się być konkurencyjny, a istnieje możliwość, że Algieria będzie w stanie obniżyć emisję gazów cieplarnianych i wspomóc rozwój gospodarki wodorowej, która jest przyjazna dla środowiska.
One of the most important and promising types of non-traditional (renewable) energy sources is solar energy. Solar energy has two important advantages: first, its quantity is huge, and it is almost inexhaustible, and second, its use does not hurt the environment. However, the practical use of solar energy is difficult due to the low surface density of solar radiation. In addition, there are problems associated with the solar radiation fluctuations varying during daytime and period of the year. This work aimed to develop a method that allows predicting the output power of the solar panel based on a stochastic model. The proposed stochastic approach considers the following factors: fluctuations (random deviations) of solar radiation at different time intervals, the variable nature of the consumers’ load, and the temperature mode of solar photovoltaic panels leading to assess their efficiency. The study presents a theoretical model with the future practical implementation.
PL
Jednym z najważniejszych i najbardziej obiecujących rodzajów nietradycyjnych (odnawialnych) źródeł energii jest energia słoneczna. Energia słoneczna ma dwie ważne zalety: po pierwsze jej ilość jest ogromna i jest prawie niewyczerpalna, a po drugie jej wykorzystanie nie szkodzi środowisku. Jednak praktyczne wykorzystanie energii słonecznej jest trudne ze względu na małą gęstość powierzchniową promieniowania słonecznego. Ponadto występują problemy związane ze zmiennymi wahaniami promieniowania słonecznego w ciągu dnia i pory roku. Praca ta miała na celu opracowanie metody pozwalającej przewidywać moc wyjściową panelu fotowoltaicznego na podstawie modelu stochastycznego. Proponowane podejście stochastyczne uwzględnia następujące czynniki: fluktuacje (losowe odchylenia) promieniowania słonecznego w różnych przedziałach czasowych, zmienny charakter obciążenia odbiorców oraz tryb temperaturowy paneli fotowoltaicznych prowadzący do oceny ich wydajności. W opracowaniu przedstawiono model teoretyczny wraz z przyszłą praktyczną implementacją.
The paper concerns the analysis of an integrated electricity and heat generator, which was carried out in the MATLAB/SIMULINK program, taking into account the variability of external parameters in the form of irradiance and ambient temperature. The hybrid collector has been connected to the hydraulic part of the water circuit, thus modeling its collection from the exchanger and supplying the medium to a water tank with a capacity of 250 l, which can be used by the user. A collector with an electric and thermal power of 300 W and 450 W has been modeled. The relationships between the currently generated electrical power, the temperature in the tank and the collector exchanger, taking into account the level of heat losses during the operation of the entire system, were presented. The values of electrical, thermal and total efficiency for different solar conditions are presented.
PL
Niniejsza praca dotyczy analizy funkcjonowania zintegrowanego generatora energii elektrycznej i cieplej, która została przeprowadzona w programie MATLAB/SIMULINK uwzględniając zmienność parametrów zewnętrznych w postaci irradiancji oraz temperatury otoczenia. Kolektor hybrydowy został połączony z hydrauliczną częścią obiegu wody, modelując w ten sposób jej odbiór z jego wymiennika i doprowadzenie do zasobnika wody o pojemności 250 l z możliwością wykorzystania przez użytkownika. W pracy wykorzystano kolektor o mocy elektrycznej i cieplnej odpowiednio 300 W i 450 W. Przedstawiono relacje występujące pomiędzy aktualnie generowaną mocą elektryczną, temperaturą w zbiorniku i wymienniku kolektora z uwzględnieniem poziomu strat ciepła w trakcie działania całego systemu. Zwrócono uwagę na osiągane wartości sprawności elektrycznej, cieplnej i całkowitej przy zmianie warunków słonecznych.
The issue of improving the energy efficiency of photovoltaic installations is very important due to the limited location options in public facilities. Therefore, this paper presents the possibilities of improving the efficiency of photovoltaic installations in such facilities using bifacial PV panels. An assessment of the energy yields and installation efficiency depending on the roofing used is made, together with an economic analysis of the effects of bifacial panels.
PL
Zagadnienie poprawy efektywności energetycznej w instalacjach fotowoltaicznych jest bardzo istotne ze względu na ograniczone możliwości lokalizacyjne w obiektach użyteczności publicznej. Dlatego też, w artykule przedstawiono możliwości poprawy wydajności instalacji fotowoltaicznych w tego typu obiektach przy zastosowaniu bifacjalnych paneli PV. Dokonano oceny uzysków energetycznych oraz wydajności instalacji w zależności od zastosowanego pokrycia dachowego wraz z analizą ekonomiczną skutków stosowania paneli bifacjalnych.
This paper presents a new hybrid controller for grid-connected photovoltaic (PV)/Battery systems to handle power fluctuations. To lessen the difficulties brought on by power fluctuations at the DC-link of grid-connected PV/Battery systems, a novel hybrid voltage source converter (VSC) controller and bi-directional battery controller have been designed. The suggested controller efficiently handles problems on the DC and AC sides of the system through performance analysis, improving power quality and reducing harmonic dispersion. In this paper, three cases of PV input environments are analyzed. Furthermore, the performance of the hybrid controller is assessed under a range of environmental situations, indicating its versatility. The MATLAB/Simulink simulation results verify that the suggested controller is effective in improving the grid-connected PV/Battery systems' performance.
PL
W artykule przedstawiono nowy sterownik hybrydowy do systemów fotowoltaicznych (PV)/baterii podłączonych do sieci, umożliwiający obsługę wahań mocy. Aby zmniejszyć trudności spowodowane wahaniami mocy w obwodzie prądu stałego systemów fotowoltaicznych/akumulatorów podłączonych do sieci, zaprojektowano nowatorski hybrydowy sterownik konwertera źródła napięcia (VSC) i dwukierunkowy sterownik akumulatora. Proponowany sterownik skutecznie radzi sobie z problemami po stronie prądu stałego i przemiennego systemu poprzez analizę wydajności, poprawę jakości energii i redukcję rozproszenia harmonicznych. W tym artykule przeanalizowano trzy przypadki środowisk wejściowych PV. Co więcej, wydajność sterownika hybrydowego ocenia się w różnych sytuacjach środowiskowych, co wskazuje na jego wszechstronność. Wyniki symulacji MATLAB/Simulink potwierdzają, że sugerowany sterownik skutecznie poprawia wydajność systemów PV/baterii podłączonych do sieci.
Solar energy is one of the most important renewable energy sources and it can be exploited to produce electrical energy through photovoltaic (PV) panels. PV panels are affected by several factors, the most important being the panel temperature, which greatly affects the performance and efficiency of the PV. This paper investigates the effect of water-based surface cooling on the PV performance. Techno-economic PV evaluation depending on surface water cooling was examined. The effect of changing the water flow rate on the panel temperature was studied. The proposed system studied the effect of using variable water flow rates (1.25, 5, 7 L/min) on the panel temperature. A 260 W poly-crystalline PV panel combined with a water cooling system was examined experimentally. The PV panel temperature, open circuit voltage, short circuit current and output power were measured before and after cooling at variable flow rates. A PV panel analyzer I-V400 was used to test the panel in order to draw the IV and power curves. It was found that the rate of decrease in panel temperature with time is almost constant for all cases. Increasing the rate of water flow on the panel surface did not affect the rate of its temperature decrease with time. With the proposed surface cooling technique, the panel temperature decreased from 62.4 to 37.6oC. PV output power increased from 182.65 to 214.62W, with an improvement of around 18%. The amount of energy gained as a result of cooling saves around 0.7USD for one panel per year.
PL
Energia słoneczna jest jednym z najważniejszych odnawialnych źródeł energii i może być wykorzystywana do produkcji energii elektrycznej za pomocą paneli fotowoltaicznych (PV). Na panele PV wpływa kilka czynników, z których najważniejszym jest temperatura panelu, która w znacznym stopniu wpływa na wydajność i sprawność PV. W niniejszym artykule zbadano wpływ chłodzenia powierzchniowego na bazie wody na wydajność PV. Przebadano techniczno-ekonomiczną ocenę PV w zależności od chłodzenia wodą powierzchniową. Przebadano wpływ zmiany szybkości przepływu wody na temperaturę panelu. Proponowany system zbadał wpływ stosowania zmiennych szybkości przepływu wody (1,25, 5, 7 l/min) na temperaturę panelu. Eksperymentalnie zbadano polikrystaliczny panel PV o mocy 260 W połączony z systemem chłodzenia wodą. Temperaturę panelu PV, napięcie obwodu otwartego, prąd zwarcia i moc wyjściową mierzono przed i po schłodzeniu przy zmiennych szybkościach przepływu. Do przetestowania panelu w celu narysowania krzywych IV i mocy użyto analizatora paneli PV I-V400. Stwierdzono, że szybkość spadku temperatury panelu w czasie jest prawie stała we wszystkich przypadkach. Zwiększenie szybkości przepływu wody na powierzchni panelu nie wpłynęło na szybkość spadku jego temperatury w czasie. Dzięki proponowanej technice chłodzenia powierzchni, temperatura panelu spadła z 62,4 do 37,6°C. Moc wyjściowa PV wzrosła z 182,65 do 214,62 W, co stanowi poprawę o około 18%. Ilość energii uzyskanej w wyniku chłodzenia pozwala zaoszczędzić około 0,7 USD na jeden panel rocznie.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.