Przekształtniki i zasobniki energii - w kierunku wielonośnikowego systemu zaopatrzenia w energię

• Autorzy: Karkoszka K. , Wasilewski J.

Warianty tytułu

EN

Energy converters and storage - toward multicarrier Energy supply system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Proces zaopatrzenia odbiorców w energię jest realizowany zarówno dzięki połączonym podsystemom: elektroenergetycznym, paliwowym oraz ciepłowniczym (chłodniczym) z uwzględnieniem zasobów kopalnych, jak i odnawialnych źródeł energii. Zbiór tego typu podsystemów zawierający funkcje przekształcania, magazynowania oraz przesyłu i dystrybucji energii nazywany jest wielonośnikowym systemem energetycznym. W artykule omówiono obecnie rozwijane procesy przekształcania (sprzężenia) energii, takie jak: wytwarzanie wodoru w procesach elektrochemicznych oraz chemiczną i biologiczną metanizację. Przedstawiono również koncepcję koncentratorów energetycznych, będących podstawowymi elementami wielonośnikowego systemu energetycznego. Uwzględniając koherentne i kompleksowe podejście do zarządzania tego typu systemów, scharakteryzowano pokrótce procesy planowania rozwoju oraz harmonogramowania i sterowania ich pracą. Artykuł zakończono podsumowaniem oraz przedstawieniem wniosków.

EN

The process of supplying energy to the consumers is pursued owing to connected electricity, fuel and heating/cooling subsystems (including fossil resources), and renewable energy sources. A compilation of these kinds of subsystems including the energy converting, storage, transmission and distribution functions is called a multicarrier energy system. The paper describes the currently developed processes of converting (coupling) energy, such as: hydrogen production in electrochemical processes, and chemical and biological methanisation. The concept of energy hubs, constituting the basic elements of the multicarrier energy systems was also presented. Taking into consideration the coherent and complex approach to the management of these types of systems, the processes of development planning as well as scheduling and controlling of their operation were briefly characterised. The paper ends with a summary and presentation of conclusions.

Słowa kluczowe

PL

zaopatrzenie w energię; system energetyczny; koncentrator energetyczny

• Wydawca: Polskie Sieci Elektroenergetyczne S.A.
• Czasopismo: Elektroenergetyka : współczesność i rozwój
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 1(15)
• Strony: 27--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Karkoszka K.

• PSE Innowacje

autor

Wasilewski J.

• PSE Innowacje

Bibliografia

• [1] Lehner, M., Tichler, R., Steinmuller, H., Koppe, M. Power-to-Gas: Technology and Business Models, Springer, 2014.
• [2] Buchholz, O., Ham, A., Veneman, R., Brilman, D., Kersten, S. Power-to-Gas: Storing surplus electrical energy. A design study, Energy Procedia, Elsevier, 2014.
• [3] Heinisch, V., Modeling of the grid integration of power to gas: A case of Denmark, Chalmers, 2014.
• [4] System Analysis Power to Gas, Deliverable 1: Technology Review, KEMA, 2013.
• [5] Benjaminsson, G., Benjaminsson, J., Rudberg, R. Power to Gas - a Technical Review, Svenskt Gastekniskt Center AB, 2013.
• [6] Lower, S. Electrochemistry, Simon Fraser University.
• [7] Oxtoby, D., Gillis, H., Campion, A., Helal, H., Gaither, K. Principles of Modern Chemistry, Thomson Brooks/Cole, 2008.
• [8] Rashid, Md., Mesfer, M., Naseem, H., Danish, M. Hydrogen Production by Water Electrolysis: A Review of Alkaline Water Electrolysis, PEM Water Electrolysis and High Temperature Water Electrolysis, International Journal of Engineering and Advanced Technology, 2015.
• [9] Abe, I. Alkaline Water Electrolysis, Energy Carriers and Conversion Systems.
• [10] Ni, M. An Electrochemical Model for Syngas Production by Coelectrolysis of H2O and CO2, Politechnika w Hongkongu.
• [11] Stoots, C. Production of Synthesis Gas by High-Temperature Electrolysis of H2O and CO2 (Coelectrolysis), Idaho National Laboratory, 2010.
• [12] Jean, M., Baurens, P., Bouallou, C. Power-To-Gas Process with high Temperature Electrolysis and CO2 Methanation, CEA/IRES, 2013.
• [13] Mazloomi, K., Sulaiman, N., Moayedi, H. Electrical Efficiency of Electrolytic Hydrogen Production, International Journal of Electrochemical Science, 2012.
• [14] Storing Excess Power in the Gas Grid, Viessmann.
• [15] Hofstetter, D. Biocatalitic Methanation with Methanogenic Archea for Power-to-Gas Energy Storage, Electrochea, 2014.
• [16] Geidl, M., Koeppel, G., Favre-Perrod, P., Klockl, B., Andersson, G., & Frohlich, K. (2007). Energy hubs for the future. IEEE Power and Energy Magazine, 5(1), 24.
• [17] Geidl, M., Andersson, G.: Operational and structural optimization of multicarrier energy systems, European Transactions on Electrical Power, 16(5), 2006, pp. 463-477.
• [18] Geidl, M., Andersson, G.: Optimal Power Flow of Multiple Energy Carriers, IEEE Transactions on Power Systems, Vol 22, No 1, 2007, pp. 145-155.
• [19] Wasilewski, J.: Integrated modeling of microgrid for steady-state analysis using modified concept of multi-carrier energy hub. International Journal of Electrical Power & Energy Systems 73 (2015): 891-898.
• [20] Wasilewski, J.: Optymalizacja struktury wytwórczo-zasobnikowej wielonośnikowej mikrosieci z wykorzystaniem zmodyfikowanego modelu koncentratora energetycznego. Rynek Energii 1 (2015): 37-49.
• [21] Stoots, C.: Production of synthesis gas by high-temperature electrolysis of H2O and CO2 (Coelectrolysis), prezentacja, Idaho National Laboratory.
• [22] Benjaminsson, G., Benjaminsson J., Rudberg, R.: Power-to-gas - A technical review, prezentacja, Svenskt Gastekniskt Center AB.
• [23] http://faculty.washington.edu/leighj/mmmethanogenesis.html
• [24] Godula-Jopek, A., Stolten, D.,: Hydrogen production: by electrolysis, Wiley, 2015.