Wykorzystanie technologii ORC w celu wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych

• Autorzy: Papierowska E. , Chaczykowski M.

Warianty tytułu

EN

Review of ORC systems for electricity generation from renewable energy sources

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii odgrywa znaczącą rolę w polityce energetycznej kraju przede wszystkim w realizacji postawionych przez Unię Europejską zobowiązań ekologicznych. W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania technologii ORC, opartej na organicznym obiegu Rankine’a, w celu poprawy sprawności procesu wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych, takich jak: instalacje solarne, biomasa oraz wody geotermalne. Przedstawiono również problem doboru odpowiedniego czynnika roboczego, który zależny jest od konkretnej aplikacji oraz od dostępnego źródła ciepła.

EN

The use of renewable energy sources is one of the country’s energy policy targets, especially from the viewpoint of the implementation of the European Commission RES Directive. In this paper a review of the possibilities of using the organic-Rankine-cycle technology for power generation from renewable sources, such as solar energy, biomass and geothermal water is presented. It also discusses the problem of the selection of a suitable organic working fluid, which depends on the particular application of the ORC system and the available heat source.

Słowa kluczowe

PL

organiczny obieg Rankine’a; odnawialne źródła energii; organiczne czynniki robocze

EN

organic Rankine cycle; renewable energy sources; organic working fluid

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 22, No. 3
• Strony: 336--347
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Papierowska E.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Laboratorium Centrum Wodne, ul. Ciszewskiego 6, 02-776 Warszawa, Poland

autor

Chaczykowski M.

• Politechnika Warszawska, Zakład Systemów Ciepłowniczych i Gazowniczych, ul. Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa, Polan

Bibliografia

• AKKAYA A.V., SAHIN B. 2009: A study on performance of solid oxide fuel cell-organic Rankine cycle combined system. Int. J. Energy Res. 33: 553–564.
• BADYDA K. 2008: Biomasa jako paliwo w małych elektrociepłowniach. Czysta Energia 01/2008. Stowarzyszenie Energii Odnawialnej (http://www.seo.org.pl/f_publikacje_r.php?id_pu=17&id_c=4, dostęp: 13.11.2012 r.).
• BORSUKIEWICZ-GOZDUR A., NOWAK W. 2007: Maximising the working fluid flow as a way of increasing power output of geothermal power plant. Applied Thermal Engineering 27: 2074–2078.
• CHACZYKOWSKI M. 2012: Procesy cieplne w stacji przetłoczonej zwiększające efektywność transportu gazu. Inżynieria Środowiska 60: 1–85.
• CHEN H., GOSWAMI D.Y., STEFANAKOS E.K. 2010: A review of thermodynamic cycles and working fluids for the conversion of low-grade heat. Renewable and Sustainable Energy Reviews 14: 3059–3067.
• DAI Y., WANG J., GAO L. 2009: Parametric optimization and comparative study of Organic Rankine Cycle (ORC) for low grade waste heat recovery. Energy Convers. and Manag. 50 (3): 576–582.
• DELGADO-TORRES A.M., GARCIA-RODRIGUEZ L. 2010: Preliminary design of seawater and brackish water reverse osmosis desalination systems driven by low-temperature solar organic Rankine cycles (ORC). Energy Convers. and Manag. 51: 2913–2920.
• Energia ze źródeł odnawialnych w 2010 r., 2011., Informacje i opracowania statystyczne. GUS, Warszawa (www.stat.gov.pl, dostęp: 20.11.2012 r.).
• FACĂO J., OLIVEIRA A.C. 2009: Analysis of Energetic, Design and Operational Criteria When Choosing an Adequate Working Fluid for Small Orc Systems. Proceedings of the ASME 2009 International Mechanical Engineering Congress & Exposition IMECE2009, Lake Buena Vista, Florida, USA.
• GARCIA-RODRIGUEZ L., DELGADO-TORRES A.M. 2007: Solar-powered Rankine cycles for fresh water production. Desalination 212: 319–327.
• GUTKOWSKI K.M., BUTRYMOWICZ D.J. 2007: Chłodnictwo i klimatyzacja. WNT, Warszawa.
• KACZMARCZYK M., 2011: Wykorzystanie energii geotermalnej do produkcji prądu elektrycznego z zastosowaniem obiegu organicznego Rankine’a lub cyklu Kaliny – przegląd instalacji działających na świecie. Technika Poszukiwań Geologicznych, Geotermia, Zrównoważony Rozwój 1–2: 131–144.
• KUBSKI P., LEWANDOWSKI W.M., RYMS M. 2010: Zwiększenie sprawności procesów technologicznych poprzez zastosowanie układów ORC i systemów trigeneracyjnych. Nafta – Gaz 10: 886–891.
• LEBLANC J., AKBARZADEH A., ANDREWS J., LU H., GOLDING P. 2011: Heat extraction methods from salinity-gradient solar ponds and introduction of a novel system of heat extraction for improved efficiency. Solar Energy 85: 3103–3142.
• LEWANDOWSKI W.M., RYMS M., KOŁOŁA R., KUBSKI P. 2010: Poprawa sprawności układów ORC i systemów trigeneracyjnych poprzez zastosowanie różnych termodynamicznych wariantów ich działania. Nafta – Gaz 9: 794–799.
• LIU B., CHIEN K., WANG C. 2004: Effect of working fluids on organic Rankine cycle for waste heat recovery. Energy 2: 1207–1217.
• MAGO P.J., CHAMRA L.M., SRINIVASAN K., SOMAYAJI C. 2008: An examination of regenerative organic Rankine cycles using dry fluids. Applied Thermal Engineering 28: 998–1007.
• MAIZZA V., MAIZZA A. 2001: Unconventional working fluids in organic Rankine-cycles for waste energy recovery systems. Applied Thermal Engineering 21: 381–390.
• MAZUREK R., VALDIMARSSON P. 2011: Wpływ temperatury wody geotermalnej o niskiej i średniej entalpii na pracę elektrowni z obiegiem Kaliny w warunkach polskich. Technika Poszukiwań Geologicznych Geotermia, Zrównoważony Rozwój 1–2: 177–187.
• MOHAMED K.M., BETTLE M.C., GERBER A.G.,HALL J.W. 2010: Optimization study of large-scale low-grade energy recovery from conventional Rankine cycle power plants. Int. J. Energy Res. 34: 1071–1087.
• NOWAK W., BORSUKIEWICZ-GOZDUR A., 2011: Siłownie ORC sposobem na wykorzystanie energii ze źródeł niskotemperaturowych. Czysta Energia 2: 32–35.
• NOWAK W., BORSUKIEWICZ-GOZDUR A., KLONOWICZ P., STACHEL A.A., HANAUSEK P., KLONOWICZ W. 2010: Wstępne wyniki badań prototypowego układu mini siłowni z ORC zasilanej wodą o temperaturze 100°C. Przegląd Geologiczny 58, 7: 622–625.
• PAPADOPOULOS A.I., STIJEPOVIC M., LINKE P. 2010: On the systematic design and selection of optimal working fluids for Organic Rankine Cycles. Applied Thermal Engineering 30: 760–769.
• Polityka energetyczna Polski do roku 2030, 2009. Załącznik do uchwały nr 202/2009 Rady Ministrów z dnia 10 listopada 2009 roku. (http://www.mg.gov.pl/Bezpieczenstwo+gospodarcze/Energetyka/Polityka+energetyczna, dostęp 8.01.2013 r.).
• RAYEGAN R., TAO Y.X. 2011: A procedure to select working fluids for Solar Organic Rankine Cycles (ORCs). Renewable Energy 36: 659–670.
• RUBIK M. 2011: Pompy ciepła w systemach geotermii niskotemperaturowej. Oficyna Wydawnicza MULTICO, Warszawa.
• SALEH B., KOGLBAUER G, WENDLAND M., FISCHER J. 2007: Working fluids for lowtemperature organic Rankine cycles. Energy 32: 1210–1221.
• SCHUSTER A., KARELLAS S., KAKARAS E., SPLIETHOFF H. 2009: Energetic and economic investigation of Organic Rankine Cycle applications. Applied Thermal Engineering 29: 1809–1817.
• SZARGUT J. 1991: Termodynamika techniczna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
• TCHANCHE B.F., LAMBRINOS G., FRANGOUDAKIS A., PAPADAKIS G. 2011: Low-grade heat conversion into power using organic Rankine cycles – A review of various applications”. Renewable and Sustainable Energy Reviews 15: 3963–3979.
• VAJA I., GAMBAROTTA A. 2010: Internal Combustion Engine (ICE) bottoming with Organic Rankine Cycles (ORCs). Energy 35: 1084–1093.