Koncepcja stanowiska badawczego wyposażonego w turbinę wiatrową małej mocy o poziomej osi obrotu

• Autorzy: Jurczyk Michał , Węcel Daniel

Warianty tytułu

EN

The concept of laboratory station equipped with a low-power horizontal axis wind turbine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W światowej energetyce coraz większe znaczenie odrywają odnawialne źródła energii, a wśród nich farmy wiatrowe i instalacje fotowoltaiczne. O dynamicznym rozwoju energetyki wiatrowej świadczyć może fakt, iż istotny wkład w strukturę mocy zainstalowanej w instalacjach odnawialnych źródeł energii stanowią farmy wiatrowe. W artykule przedstawiono koncepcję stanowiska badawczego turbiny wiatrowej małej mocy o poziomej osi obrotu zainstalowanej na budynku Hali Maszyn Cieplnych Politechniki Śląskiej. Koncepcja instalacji zakłada również wyposażenie jej w inwerter 230 V oraz kontroler do ładowania akumulatorów. Układ zasobników pozwoli na magazynowanie energii wytworzonej w ramach działania turbiny wiatrowej, która w następnym etapie badań będzie mogła posłużyć do zasilania instalacji generatorów wodoru wyposażonych w elektrolizery membranowe typu PEM. Elektrolizery typu PEM to dojrzałe rozwiązanie technologiczne stosowane głównie w ramach układów do wytwarzania wodoru o niewielkich mocach. Instalacja umożliwi kompleksowe przebadanie układu wykorzystującego wodór jako nośnik energii - Power to Gas oraz jej współpracy z odnawialnymi źródłami energii charakteryzującymi zmienną ilością energii elektrycznej wytwarzanej w czasie.

EN

Renewable energy sources, including wind farms and solar installations, are becoming increasingly important in the global energy sector. The dynamic development of wind energy can be evidenced by the fact, that wind farms make a significant contribution to the structure of capacity installed in renewable energy installations. The article presents the concept of la-boratory station equipped with a low-power horizontal axis wind turbine installed on the Heat Machinery Hall building of the Silesian University of Technology. The installation has been equipped with a 230 V inverter and a controller for charging the batteries. The system of batteries will allow to energy storage generated by a wind turbine, which in the next stage of research will be able to supply hydrogen generators installations equipped with PEM electrolysers. PEM electrolysers are a mature technological solution mainly used in low-power hydrogen production systems. The installation will enable comprehensive testing of the system using hydrogen as an energy carrier - Power to Gas (P2G) and its cooperation with renewable energy sources characterized by a variable amount of electricity generated over time.

Słowa kluczowe

PL

energia wiatrowa; odnawialne źródła energii; magazynowanie energii

EN

wind energy; renewable energy sources; energy storage

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2019
• Tom: Nr 5
• Strony: 9--13
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Jurczyk Michał

• Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych w Politechnice Śląskiej w Gliwicach

autor

Węcel Daniel

• Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych w Politechnice Śląskiej w Gliwicach

Bibliografia

• [1] Guandalini, G., Robinius, M., Grube, T., Campanari, S., & Stolten, D.: Long-term power-to-gas potential from wind and solar power: A country analysis for Italy. International Journal of Hydrogen Energy 42, 2017, str. 13389 – 13406.
• [2] Gawlik L., Szurlej A., Wyrwa A.: The impact of the long-term EU target for renewables on the structure of electricity production in Poland. Energy 92, 2015, str. 172-178.
• [3] Igliśnski B., Buczkowski R., Igliśnska A., Cichosz M., Plaskacz - Dziuba M.: SWOT analysis of the renewable energy sector in Poland. Case study of Wielkopolskie region. Journal of Power Technologies 95 (2), 2015, str. 143-157.
• [4] Kotowicz J., Jurczyk M., Węcel D.: Analiza działania generatora wodoru pracującego w środowisku alkalicznym. Rynek Energii 142 (3), 2019, str. 60 – 66.
• [5] Paska J., Surma T.: Electricity generation from renewable energy sources in Poland. Renewable Energy 71, 2014, str. 286-294.
• [6] www.pse.pl
• [7] Enevoldsen P., Permlen F., Bakhtaoul es I., Krauland von A., Jacobson M. Z., Xydis G., Savacool B. K.,Valentine S. V., Luecht D., Oxley G. : How much wind power potential does Europe have? Examining European wind power po-tential with an enhanced socio-technical atlas. Energy Policy 132, 2019, str. 1092-1100.
• [8] Ye L., Zhang C., Xue H., Li J., Zhao Y.: Study of assessment on capability of wind power accommodation in regional power grids. Renewable Energy 133, 2019, str. 647-662.
• [9] Lubośny Z.: Farmy wiatrowe w systemie elektroenergetycznym. Wydawnictwo WNT, Wydanie I – 1 dodruk (PWN) Warszawa 2016.
• [10] Jha A. R.: Wind turbine Technology. Taylor and Francis Group LLC, 2011.
• [11] Boczar T.: Wykorzystanie energii wiatru. Wydawnictwo PAK, Warszawa, 2010.
• [12] Aneke M., Wang M.: Energy storage technologies and real life applications - A state of the art review. Applied Energy 179, 2016, str. 350-377.
• [13] Heide D., Greiner M., von Bremen L., Hoffmann C.: Reduces storage and balancing needs in a fully renewable European power system with excess wind and solar power generation. Renewable Energy 36, 2011, str. 2515 - 2523.
• [14] Lepszy S., Chmielniak T., Mońka P.: Storage of energy obtained from renewable sources using hydrogen-fired gas turbine. Journal of Power Technologies 96 (6), 2016.
• [15] Kotowicz J., Węcel D., Jurczyk M.: Analysis of component operation in Power to Gas to Power operation. Applied Energy 2018, Vol. 216, str. 45-59.
• [16] Vincent I., Bessarabov D.: Low cost hydrogen production by anion exchange membrane electrolysis: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 81, część 2, 2017, str. 1690-1704.
• [17] Shiva Kumar S., Himabindu V.: Hydrogen production by PEM water electrolysis – A review. Material for Energy Technologies Volume 2, Issue 3, grudzień 2019, str. 442-454.
• [18] Węcel D, Ogulewicz W., Kotowicz J., Jurczyk M.: Dynamika pracy elektrolizerów produkujących wodór. Rynek Energii, 122 (1), 2016, str. 59-65.
• [19] Węcel D, Ogulewicz W.: Identyfikacja wpływu sposobu zasilania elektrolizera na efektywność produkcji paliwa wodorowego. Rynek Energii, 89(4), 2010, str. 77-82.
• [20] Ogulewicz W., Węcel D., Wiciak G., Łukowicz H.: Koncepcja stanowiska badawczego:ogniwo fotowoltaiczne - generator wodoru - ogniwo paliwowe. Rynek Energii, 87 (2), 2010, str. 108-112.
• [21] Kotowicz J., Bartela Ł., Węcel D., Dubiel K.: Hydrogen generator characteristic for storage of renewably-generated energy. Energy Vol. 118, 2017, str.156-171.
• [22] Ogulewicz W., Węcel D., Wiciak G., Łukowicz H., Kotowicz J., Chmielniak T.: Pozyskiwanie energii z ogniw paliwowych typu PEM chłodzonych cieczą. Monografia, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2010.
• [23] Abdin Z., Webb C. J., MacA Gray E: Modeling and simulation of a proton exchange membrane (PEM) electrolyser cell. International Journal of Hydrogen Energy 40, 2015, str. 13243-13257.
• [24] Carmo M., Fritz L. D., Mergel J., Stolten D., A comprehensive review on PEM water electrolysis. International Journal of Hydrogen Energy 38, 2013, str. 4902-4934.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).