Artykuł przedstawia wyniki badań nad opracowaniem zaczynów cementowych przeznaczonych do podziemnego magazynowania wodoru w kawernach solnych. Receptury cementowe opracowane zostały w Instytucie Nafty i Gazu – Państwowym Instytucie Badawczym w Laboratorium Zaczynów Uszczelniających. Badania przeprowadzono dla temperatury 45°C i ciśnienia 10 MPa. W badanych zaczynach cementowych jako spoiwo wiążące zastosowano cement wiertniczy G. Zaczyny cementowe sporządzano na solance o pełnym nasyceniu o gęstości 1,2 g/cm3 ze względu na bezpośrednią obecność soli w otworze. Do solanki dodawano kolejno środki: odpieniający, upłynniający i obniżający filtrację. Pozostałe składniki: mikrocement, gips modelowy oraz cement mieszano ze sobą i wprowadzano następnie do wody zarobowej. W przypadku każdego zaczynu cementowego wykonywano badania parametrów technologicznych, takich jak: właściwości reologiczne, gęstość, rozlewność, odstój wody oraz czas gęstnienia zaczynu. Przeprowadzano również badania wytrzymałości na ściskanie po 2 dniach oraz po 3, 5 i 8 miesiącach, a także pomiar porowatości stwardniałych zaczynów cementowych po 8 miesiącach deponowania we w pełni nasyconej solance. Na opracowanych zaczynach wykonano również badanie szczelności stwardniałego zaczynu cementowego dla wodoru. Opracowane zaczyny cementowe charakteryzowały się dobrymi parametrami reologicznymi oraz zerowym odstojem wody. Gęstości zaczynów cementowych wahały się w przedziale od 1900 kg/m3 do 1910 kg/m3 . Wszystkie zbadane stwardniałe zaczyny cementowe charakteryzowały się zwartą mikrostrukturą o niskiej zawartości makroporów. Udział porów o średnicy powyżej 10 000 nm wyniósł od 1,9% do 2,5% ilości wszystkich porów. Natomiast udział porów o średnicy poniżej 100 nm w całej matrycy stwardniałego zaczynu cementowego wyniósł od 95,9% do 96,9%. Średni strumień objętości przepływu wodoru przez stwardniały zaczyn cementowy miał wartość od 0,686 cm3 /min do 6,85 cm3 /min. Dla ustabilizowanych wartości strumienia objętości przepływu obliczono współczynniki przepuszczalności. Średnie wartości współczynnika przepuszczalności dla stwardniałego zaczynu cementowego wynosiły od 0,0000281 mD do 0,000284 mD, co świadczy o dobrej szczelności uzyskanych stwardniałych zaczynów cementowych.
EN
The article presents the results of research on the development of cement slurries intended for the underground storage of hydrogen in salt caverns. Laboratory tests of cement slurries were carried out at the Oil and Gas Institute – National Research Institute. The tests were carried out at a temperature of 45°C and a pressure range of 10 MPa. Cement slurries were prepared on the basis of class G drilling cement. The cement slurries were prepared on fully saturated brine with a density of 1.2 g/cm3 due to the direct presence of salt in the well. The following agents were added to the brine: defoamers, liquefying agents and fluid loss control. The remaining ingredients –:microcement, model gypsum and cement – were mixed together and then added to the mixing water. The cement slurries were tested for rheological parameters, density, free water, fluidity, filtration and thickening time. Compressive strength tests were carried out after 2 days and 3, 5 and 8 months as well as measurement of porosity of hardened cement slurry after 8 months of depositing fully saturated brine. For 3 compositions, a test of the tightness of the cement stone for hydrogen was also carried out. The developed cement slurries were characterised by good rheological parameters and no free water. The densities of tested slurries ranged from 1900 kg/m3 to 1910 kg/m3 . All tested hardened cement slurries featured a compact microstructure with a low content of macropores. The share of pores with a diameter above 10 000 nm ranged from 1.9 to 2.5% of all pores. On the other hand, pores with a diameter below 100 nm in the entire cement stone matrix ranged from 95.9 to 96.9%. The average hydrogen volumetric flow rate through the cement stone ranged from 0.686 cm3 /min do 6.85 cm3 /min. Permeability coefficients were calculated for stabilised values of flow rate. The average value of the permeability coefficient for cement stone ranged from 0.0000281 mD to 0.000284 mD, which proves that the obtained hardened cement slurries are sufficiently tight.
In this paper a programmable steering machine (PSM) and the lightweight electric powered vehicle, designed and made at the Kazimierz Pulaski University of Technology and Humanities in Radom (UTH Radom) have been presented. Both these technical objects are the result of the project carried out by the Student Research Group “Turbodoładowani”. The steering machine has been developed with the programmable algorithms allowing to execute a controllable movement of the vehicle steering wheel. After execution, the system does not need an interaction with the driver. For this reason, a higher repetition of the vehicle traction measurements can be achieved. Such confirmation obtained in tests within which the time waveforms of rotation angle of the steering wheel by a set value of 45, 90, 180 and 360 degrees was recorded. In particular, the accuracy index for mentioned test conditions was calculated. Obtained results, expressed by the average value of the sensitivity index were lower than 2% within the tests carried out for ±45 degree maneuvers. In case of other tests i.e., for ±90, ±180 and ±360 degree maneuvers the accuracy index value was lower than 0.3%. In this way, it was confirmed that the tested PSM reached the appropriate operating parameters necessary for vehicle traction tests.
PL
W artykule przedstawiono programowalną maszynę sterującą (PMS) oraz lekki pojazd o napędzie elektrycznym, zaprojektowane i wykonane na Uniwersytecie Technologiczno-Humanistycznym w Radomiu (UTH Radom). Oba te obiekty techniczne są efektem projektu realizowanego przez Studenckie Koło Naukowe „Turbodoładowani”. Maszynę sterującą opracowano z programowalnymi algorytmami pozwalającymi na wykonanie sterowanego ruchu kierownicą pojazdu. Po wykonaniu system nie wymaga interakcji z kierowcą. Z tego powodu można uzyskać większą powtarzalność pomiarów trakcji pojazdu. Potwierdzenie takie uzyskano w badaniach, w których rejestrowano przebiegi czasowe kąta obrotu kierownicy o zadaną wartość 45,90, 180 i 360 stopni. W szczególności obliczono wskaźnik dokładności dla wspomnianych warunków testowych. Uzyskane wyniki wyrażone średnią wartością wskaźnika czułości były niższe niż 2% w badaniach przeprowadzonych dla manewrów ±45 stopni. W przypadku pozostałych badań tj. dla manewrów ±90, ±180 i±360 stopni wartość wskaźnika celności była mniejsza niż 0,3%. Potwierdzono w ten sposób, że badany PSM osiągnął odpowiednie parametry eksploatacyjne niezbędne do badań trakcji pojazdu.
Solar energy for water pumping is a possible alternative to conventional electricity and diesel-based pumping systems, particularly given the current electricity shortage and the high cost of diesel. The literature survey includes a comparison between previous studies of pumping systems using photovoltaic cells, and the extent of the influence of external factors such as radiation intensity and temperature on the efficiency of the system. Additionally, the use of water storage to generate electrical energy through potential energy by means of hydraulic generators and the effect of the amount of flow and height on the amount of energy generated, as well as the types of hydraulic generators are discussed in this paper. Nowadays, solar power is a major contributor to the world's electrical energy supply, either by generating electrical energy directly from solar cells or through water storage, which will be covered in this review. When compared to electricity or diesel-powered systems, solar water pumping is more cost-effective for irrigation and water supply in rural, urban, and remote areas. This paper also highlights the challenges that must be overcome to develop high-quality, long-lasting solar power technology for future use.
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.
With both the ecological and economical aspect of fossil fuels as a source of energy, the demand for renewable sources is rising. This paper aims to analyse two scenarios, which would benefit from the use of a photovoltaic system. In the first scenario, a strategically important warehouse is analysed, and a photovoltaic system is designed and simulated. In the second scenario, two designs of photovoltaic systems that could be used in mobile applications by first responders, military command centres, or during natural disasters are proposed. The results of the simulations are discussed and may serve as a basis for real-life system design and application.
Purpose: The aim of this article is to present selected research results in the field of optimization of energy cogeneration processes of heating systems based on biogas sources, in terms of the possibility of obtaining ecological and energy benefits in the municipal area. Design/methodology/approach: The considerations are a case study, including an analysis of the choice of the optimal variant of agricultural biogas construction in the Łobez Municipality in the Zachodniopomorskie Voivodeship from the point of view of both the substrate used in biogas and the proposed technological solutions. The subject matter focuses on comparing the estimated ecological effect of biogas with different powers and choosing the optimal model solution. The research process used secondary and statistical data and the selected comparative method to calculate the carbon dioxide emission reduction factor. Findings: The authors indicate which technology of obtaining energy should be dominant in the field of optimization of energy cogeneration processes of heating systems in Poland in areas dominated by agricultural economy. Research limitations/implications: The presented research concerns the assessment of one of the parameters (substrate used in biogas) affecting the optimization of biogas production. Future research in this area should focus on the assessment of other factors determining the validity of the discussed solutions in relation to the adopted state policy in the field of development of renewable energy sources and agricultural economy. Practical implications: The results of the research are the first approach to indicate the government and regional administration the type of energy that may form the basis of the future strategy of changes in the field of energy cogeneration of heating systems in municipal and agricultural areas in Poland. Social implications: The description of the agricultural biogas model, which served as an example, can be helpful in the process of identifying benefits not only for the environment but also as an element stimulating economic and social development at the local and regional level. Originality/value: An experimental research approach may be helpful in understanding the essence of optimization of energy congregation processes of heating systems based on biogas sources in selected areas of Poland.
Purpose: The aim of the article is to analyse the development of solar energy in Poland against the background of other European countries. Design/methodology/approach: The research was conducted on data for 22 countries between 2012 and 2020 using dynamic analysis and multivariate analysis in the form of cluster analysis. Findings: Between 2012 and 2020, intensive development of solar energy sources was observed in the 22 countries studied. Although Poland invests very intensively - compared to other countries - in solar technologies (especially in photovoltaics), it does not yet belong to the cluster of high-performing countries in this respect. Originality/value: The article's value is to view the development of solar thermal systems in Poland and Europe from the perspective of a multidimensional analysis, which we conducted in two separate time units. This allowed us to draw conclusions about the development of solar systems in Poland also with regard to time.
W artykule poruszono kwestie wpływu transformacji energetycznej, w tym elektryfikacji ciepłownictwa jednorodzinnego, rosnącej liczby instalacji fotowoltaicznych i zmiany profilu zapotrzebowania energetycznego na pogorszenie parametrów jakościowych sieci zasilającej niskiego napięcia oraz sposobów ich poprawy z wykorzystaniem transformatorów symetryzujących instalowanych w głębi sieci nn. W pierwszej części artykułu przedstawiono analizę danych statystycznych dotyczących struktury i długości obwodów niskich napięć w Polsce oraz normatywnych parametrów jakości napięcia zasilającego wraz z czynnikami wpływającymi na ich pogorszenie w kontekście aktualnych trendów związanych z szerokim stosowaniem powietrznych pomp ciepła i generacji rozproszonej. W kolejnych częściach przedstawiona została analiza wybranej instalacji transformatora symetryzującego w sieci nn z instalacjami PV oraz niesymetrycznymi obciążeniami. Zawarte w artykule wyniki pomiarów potwierdzają wysoką skuteczność transformatora symetryzującego w redukcji asymetrii napięć i prądów w głębi sieci oraz wskazują dodatkowe korzyści wynikające ze stabilizacji sieci niskiego napięcia.
EN
The article describe the impact of the energy transformation including the electrification of single-family houses heating, the growing number of photovoltaic installations and changes in the consumer energy demand profile on the power quality parameters deterioration in the low-voltage network and the improvement methods using load balancing transformers installed deep inside the LV network. The first part of the article presents an analysis of statistical data on the structure and length of low-voltage networks in Poland and normative parameters of the power quality and factors affecting their deterioration in the context of current trends related to the widespread use of air source heat pumps and distributed generation. The following sections present an analysis of a selected load balancing transformer installation in LV networks with PV installations and unbalanced loads. The measurement results confirm the high efficiency of the balancing transformer in current and voltage asymmetry reduction inside the network and show additional benefits of the low-voltage network stabilization.
Rising prices of electricity, conventional fuels and heating require decisive steps in the further development of technologies based on renewable energy sources. These include geothermal- ; hydrothermal- ; aerothermal- ; and solar energy. Due to the fact that the petrochemical industry is one of the fastest growing branches of the economy, we would like to expand on the topic related to biofuels. Biodiesel is an alternative fuel similar to conventional diesel. It is usually made from animal fat, vegetable oil and waste cooking oil. Its biodegradability, nontoxicity and lack of sulfur and aroma content make it superior to conventional gasoline and diesel. During fuel consumption, it emits fewer air pollutants and greenhouse gases other than nitrogen oxides. In this literature review, we will discuss the latest trends in the world related to catalysts used in biodiesel synthesis.
Nowadays, more and more solar farms are being created in Poland. This is due to the development of PV technology, the appearance of more efficient systems on the market, but also the need for Poland to achieve a 50% share of energy production from zero-emission sources. In designing PV farms, an important issue is the selection of the right angle, but also the distance between individual rows of panels. The article shows the work analysis of the 1 MW PV farm consisting of 2000 units of 500 Wp panels with dimensions of 2220 mm x 1108 mm x 40 mm and a weight of 28.60 kg and 8 inverters SUN2000-105KTL-H1. The panels are arranged in 10 rows in two directions: south and south-west. The analysis was performed for the angles of 10°, 20°, 25° and 30°. The investigation was carried out in order to evaluate the effect of changing the angle of the panels and the distance between the rows on the PV farm efficiency.
Nowoczesne systemy i urządzenia HVAC wymagają zupełnie nowego podejścia do ich konstruowania, żebyśmy mieli szansę osiągnąć cel, jakim jest elektryfikacja i dekarbonizacja ogrzewania, wentylacji i chłodzenia budynków. Urządzenia te muszą być na tyle uniwersalne, aby mogły znaleźć zastosowanie w budynkach termomodernizowanych i nowych oraz współpracować z niskotemperaturowymi instalacjami z pompami ciepła. Ponadto same powinny zużywać jak najmniej energii i korzystać z energii odnawialnej produkowanej lokalnie i magazynowanej w układach rozproszonych.
W branży budowlanej funkcjonuje wiele różnych definicji budynku inteligentnego, tym samym jego koncepcja i cechy nie są jasno i jednoznacznie zdefiniowane. W wielu wypadkach używa się tego terminu w celu podkreślenia znaczenia komfortu i bezpieczeństwa. Z kolei koncepcja inteligentnych budynków wprowadzona do prawa wspólnotowego w dyrektywie w sprawie efektywności energetycznej ma na celu promowanie produkcji energii odnawialnej i interakcji pracy urządzeń zużywających energię, zwłaszcza HVAC, z użytkownikami. Perspektywy dla inteligentnych technologii zostały w ten sposób wyraźnie określone i czeka nas rewolucja technologiczna służąca osiągnięciu celów dotyczących zrównoważonego rozwoju.
Najtańszą i najmniej emisyjną energią jest ta, której nie zużywamy. Tuż za nią plasuje się ciepło odpadowe, czyli nieuniknione straty ciepła związane ze specyfiką procesów produkcyjnych. Ciepło odpadowe nie jest obarczone nakładem energii pierwotnej i emisją gazów cieplarnianych. Jest natomiast atrakcyjne ekonomicznie, zwłaszcza w dobie kryzysu energetycznego i wysokich cen energii. Rejestrowanie przemysłowych i komercyjnych źródeł ciepła odpadowego i ich potencjału daje podstawę do ich właściwego lokalnego wykorzystania w miejskich systemach ciepłowniczych.
Od nowoczesnych centrów danych wymaga się nie tylko niezawodności, ale i przestrzegania zasad zrównoważonego rozwoju oraz korzystania z energii odnawialnej. W USA serwerownie zużywają obecnie blisko 2% całej produkowanej w kraju energii, w skali globalnej zużycie to wynosi 1%, a jego ilość rośnie wraz z rozwojem loT (internetu rzeczy) i Al (sztucznej inteligencji). Centra danych to duży i dochodowy rynek usług, na którym skorzystają ci, którzy zagwarantują bezpieczeństwo przetwarzania danych oraz tanią i odnawialną energię konieczną do tego procesu.
Energy obtained from wind is characterized by high variability of output power and low availability, therefore it is necessary to predict their future energy production for economic purposes. The aim of the work is to develop and investigate forecasting methods allowing to increase the accuracy of wind farm power prediction with the use of artificial intelligence methods. The study explores the potential of various Gaussian Process Regression (GPR) models based on nuclear functions. In particular, the proposed models are dedicated to short-term prediction. The analysis was based on the operation of 6 wind farms located in Poland. A total of 120 sets of input data were selected for training and testing of the proposed models, and then their impact on the change in the accuracy of the forecasts was verified. As a result of the research, various structures of prognostic models were proposed and tested in order to select the most favorable variant. The comparison of the developed models based on the GPR method shows that the Pearson Universal Kernel (PUK) model was the superlative model. The prediction results of the GPR-PUK model turned out to be the most accurate and in line with the actual values, which allowed to verify the feasibility and effectiveness of using this model for forecasting. Machine learning methods will be able to show higher efficiency with the increase in the amount of data and the expansion of the set of potential explanatory variables. In the sea of data, machine learning methods are able to create predictive models more effectively without the need for tedious analyst interference in data preparation and multi-stage analysis. They will also allow for any frequent updating of the form of forecasting models, even after each addition to the data set.
PL
Energia pozyskiwana z wiatru charakteryzuje się dużą zmiennością mocy wyjściowej i niską dyspozycyjnością, konieczne jest zatem przewidywanie ich przyszłej produkcji energii dla celów ekonomicznych. Celem pracy jest opracowanie i zbadanie metod prognostycznych pozwalających zwiększyć dokładność predykcji mocy elektrowni wiatrowej przy wykorzystaniu metod sztucznej inteligencji. W opracowaniu zbadano potencjał różnych modeli regresji procesu Gaussa (GPR) opartych na funkcjach jądra. W szczególności zaproponowane modele dedykowane są do predykcji krótkoterminowej. Analiza opierała się na pracy 6 elektrowni wiatrowych zlokalizowanych na terenie Polski. Do szkolenia i testowania proponowanych modeli wybrano łącznie 120 zestawów danych wejściowych, a następnie zweryfikowano ich wpływ na zmianę dokładności wykonanych prognoz. W wyniku przeprowadzonych badań, zaproponowano i przetestowano różne struktury modeli prognostycznych, w celu wyboru najkorzystniejszego wariantu. Porównanie opracowanych modeli opartych na metodzie GPR pokazuje, że modelem superlatywnym był model jądra uniwersalnego Pearsona (PUK). Wyniki przewidywania modelu GPR-PUK okazały się najdokładniejsze i są zgodne z rzeczywistymi wartościami, co pozwoliło w ten sposób zweryfikować wykonalność i skuteczności zastosowania tego modelu do prognozowania. Metody uczenia maszynowego będą mogły wykazać się wyższą skutecznością wraz ze wzrostem liczby danych oraz rozszerzeniem zbioru potencjalnych zmiennych objaśniających. W morzu danych metody uczenia maszynowego są w stanie skuteczniej tworzyć modele prognostyczne bez konieczności żmudnej ingerencji analityka w przygotowanie danych i wieloetapową analizę. Pozwolą także na dowolnie częstą aktualizację postaci modeli prognostycznych, nawet po każdym uzupełnieniu zbioru danych.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wraz ze wzrostami cen energii elektrycznej, pochodzącej przede wszystkim z konwencjonalnych źródeł, zwiększa się tempo rozwoju technologii pozwalających na jej alternatywne generowanie.
Dyrektywy Unii Europejskiej oraz przepisy krajowe wyraźnie wskazują na rozwój budownictwa niemal zeroenergetycznego i o niskiej emisji ditlenku węgla. Artykuł zawiera informacje o tym, jakie komponenty budynków na to wpływają i jak to osiągnąć. Energia w budynku jest zużywana w czasie jego wznoszenia - tzw. energia wbudowana i w czasie długoletniej eksploatacji. Na parametry energetyczne i ekologiczne wpływają głównie podstawowe komponenty: obudowa budynku i jej właściwości termiczne, szczelność, efektywne techniczne wyposażenie oraz źródła energii i sposób konwersji energii. Wszystkie te komponenty mają wpływ na wskaźnik nieodnawialnej energii pierwotnej i wskaźnik emisji ditlenku węgla. Pokazano przykładowe rozwiązania techniczne zapewniające te niskie parametry. Proponowany kierunek działania jest niezbędny dla przyszłości, aby spełnić wymagania niskiej emisji CO2 oraz wzrostu wykorzystania energii odnawialnej w budownictwie.
EN
European Union directives and national regulations clearly indicate the development of nearly zero-energy and low-carbon construction. The article provides information on what building components affect this and how to achieve it. The energy in the building is consumed during its erection - the so called embodied energy and long-term operational energy. The energy and ecological parameters are mainly influenced by the basic components: the building envelope and its thermal properties and tightness, efficient building services as well as energy sources and the method of energy conversion. All these components have an impact on the non-renewable primary energy index and the carbon dioxine emission factor. Examples of technical solutions ensuring these low parameters are shown. The proposed direction of action is necessary for the future to meet the requirements of low carbon dioxide emissions and the increase in the use of renewable energy in construction.
W artykule została przedstawiona charakterystyka wybranych odnawialnych źródeł energii - energii słońca i wiatru. Opisano istotną rolę OZE, w tym fotowoltaiki w bezpieczeństwie energetycznym kraju. Zwrócono uwagę na korelację polityki energetycznej kraju z polityką Unii Europejskiej. Przybliżony został sposób działania ogniw fotowoltaicznych. Dokonano porównania opłacalności ekonomicznej, stopy zwrotu oraz współczynnika wykorzystania mocy w elektrowni wiatrowej i słonecznej. Nakreślono przyszłość OZE, w tym fotowoltaiki w Polsce zgodnie z założeniami polityki energetycznej do 2040 r.
EN
The article presents the characteristics of selected renewable energy sources - solar and wind energy. The important role of renewable energy sources, including photovoltaics, in the country’s energy security is described. Attention was paid to the correlation between the country’s energy policy and the policy of the European Union. The method of operation of photovoltaic cells was introduced. The economic profitability, rate of return and power utilization ratio in wind and solar power plants were compared. The future of renewable energy sources, including photovoltaics in Poland, is outlined in accordance with the assumptions of the energy policy until 2040.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.