Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Study of wind power utilization in district heating systemsin the Westfjords, Iceland

Mathews Kamil, Sowiżdżał Anna

Geology, Geophysics and Environment

|

2019

|

Vol. 45, no. 2

77--88

EN

Some Renewable Energy Sources (RES), such as wind power, are often regarded as intermittent. That means they are not available on demand, but rather depend on external conditions e.g. such as the weather. In order to manage these resources, it is advised to combine them with energy storage or other energy sectors, what is known as “sector coupling”. This approach is set to mitigate the negative impact of unstable renewable energy sources and manage the generated surpluses. In this study, a system combining wind turbines, district heating network and short-term thermal energy storage was proposed and examined for the instance of the Westfjords, Iceland. Ísafjörður, Patreksfjörður, Bolungarvík and Flateyri are the exemplary communities with existing district heating networks, chosen to investigate the implementation of the system. A short review of the current state of the energy sector in Iceland was provided to present the local conditions. Wind potential in the described area was estimated as high in comparison with average wind turbine generation in the European Union and a few instances of wind turbines placement were analyzed in this study. For locations close to the district heating net-work, a long-term correlation between power generation and usage was proven. However, locating wind turbines in places with better wind conditions, provides stable output and a similar amount of energy produced by fewer generators.

2

Wpływ zastosowania akumulatora ciepła w miejskim systemie ciepłowniczym na sprawność energetyczną elektrociepłowni i emisję zanieczyszczeń pyłowych do atmosfery

Zwierzchowski Ryszard, Ziomacka Marlena

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2019

|

T. 50, nr 5

167--171

PL

Zastosowanie akumulatorów ciepła (AC) w polskim ciepłownictwie nadal uznawane jest jako inwestycja nowatorska. Inwestycje te umożliwiają poprawę ekonomiki produkcji ciepła i energii elektrycznej, ograniczenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery oraz zwiększenie bezpieczeństwa dostaw energii do odbiorców. Unia Europejska w ostatnim dziesięcioleciu przyjęła Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady, które stwarzają realne podstawy do osiągnięcia celów unijnej strategii energetycznej i ochrony środowiska w najbliższych latach. Jednak, cele te będzie trudno osiągnąć bez stosowania w miejskich systemach ciepłowniczych (MSC) technologii akumulacji energii. W artykule przeprowadzono wstępną analizę wpływu zastosowania akumulatora ciepła w elektrociepłowni (EC) Siekierki w Warszawie na wzrost efektywności wytwarzania energii i zmniejszenie emisji zanieczyszczeń pyłowych do atmosfery. Przedstawiono wyniki obliczeń dokumentujące wzrost średniorocznej ogólnej sprawności wytwarzania energii w EC, a także obniżenie emisji zanieczyszczeń pyłowych do atmosfery w przypadku gdy w MSC pojawi się akumulator ciepła. Szczególną uwagę poświęcono wciąż aktualnemu problemowi smogu tj. emisji zanieczyszczeń pyłowych do atmosfery. W przypadku tzw. alertu smogowego można zmniejszyć emisję pyłów do atmosfery w przewidywanych godzinach zagrożenia smogowego poprzez odpowiednie wykorzystanie akumulatora ciepła.

EN

The use of Thermal Energy Storage (TES) in the Polish district heating sector is still considered an innovative investment. These investments make it possible to improve the economics of heat and power generation, to reduce emissions of particulate pollutants into the atmosphere and to increase the security of energy supply to customers. The European Union has adopted a directive of the European Parliament and of the Council in the last decade, which creates a real basis for achieving the objectives of the EU energy and environmental strategy for the coming years. However, these goals will be difficult to obtain without the presence of energy accumulation technology in District Heating Systems (DHS). The article presents an initial analysis of the impact of the use of the TES in the Siekierki CHP plant in Warsaw, to increase the efficiency of energy generation and reduce emissions of particulate pollutants into the atmosphere. The results of the calculations documenting the increase in the average overall energy efficiency in the CHP plant, as well as the reduction of particulate pollutant emissions into the atmosphere, are presented in the case of the TES application in the DHS. Special attention was given to the current problem of the smog, i.e. emissions of particulate pollutants into the atmosphere. In the case of the smog alert, the emissions of particulate pollutants into the atmosphere could be reduced during the foreseeable hazard hours by appropriate using of the TES.

3

Analiza układów hydraulicznych w elektrociepłowniach i ciepłowniach z akumulatorem ciepła

Zwierzchowski R.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2013

|

z. 64

3--136

PL

Obecnie w Polsce w większości Miejskich Systemów Ciepłowniczych (MSC) zasilanych z Ciepłowni Komunalnej (CK) lub Elektrociepłowni (EC), procesy modernizacyjne dotyczące wytwarzania jak i przesyłu ciepła są znacząco zaawansowane, a niekiedy uznane są wręcz za zakończone. Jednakże, te procesy modernizacyjne nie obejmują wcale lub tylko w ograniczonym zakresie, układów hydraulicznych we wspomnianych powyżej źródłach energii. Układy hydrauliczne w eksploatowanych w Polsce CK i EC, zazwyczaj charakteryzują się nadmierną energochłonnością urządzeń, zbyt wysokimi stratami hydraulicznymi i brakiem dostosowania do zmieniających się warunków eksploatacyjnych MSC. Zasadniczą analizę układów hydraulicznych poprzedza charakterystyka tych układów w typowych CK i EC oraz opis parametrów cieplno-hydraulicznych nośnika energii w poszczególnych obiegach źródła energii. Charakterystyka układów hydraulicznych obejmuje zarówno prezentację klasycznych rozwiązań tych układów w komunalnych źródłach ciepła jak i analizę danych eksploatacyjnych i symulację pracy tych obiegów w sezonie grzewczym i sezonie letnim. Analiza parametrów cieplno-hydraulicznych w układach hydraulicznych w CK i EC zawiera charakterystykę produkcji ciepła i energii elektrycznej w tych źródłach, a także przebiegi i zakresy zmian parametrów cieplno-hydraulicznych w tych układach. Prezentowana praca wskazuje możliwe kierunki modernizacji układów hydraulicznych źródeł ciepła, łącznie z wprowadzeniem do nich obiegu akumulacji ciepła. Przedsięwzięcia te mają za zadanie ograniczenie strat energii, zwiększenie sprawności i niezawodności działania układów hydraulicznych, a także poprawę warunków eksploatacji MSC. Omówiono tutaj zagadnienia takie jak, wprowadzenie regulacji ilościowo-jakościowej wody sieciowej oraz możliwości obniżenia jej temperatury na zasileniu. Podano ogólne zasady energooszczędnej eksploatacji układów hydraulicznych i sposoby modernizacji istniejących oraz wprowadzenie nowych obiegów wodnych. Modernizacja istniejących i wprowadzenie nowych obiegów wodnych w CK i EC obejmuje takie przedsięwzięcia jak, zmiany funkcjonalno-technologiczne w istniejących obiegach wodnych, zastosowanie akumulatorów ciepła oraz nowych technologii odgazowania wody uzupełniającej i oczyszczania wody sieciowej. Wyżej wymienione działania zostały szczegółowo przeanalizowane i opisane. Technologie związane z zastosowaniem akumulatorów ciepła, można uznać jako nowatorskie w polskim ciepłownictwie. Oferują one duże możliwości w zakresie poprawy warunków eksploatacyjnych systemów ciepłowniczych jak i ekonomiki produkcji energii cieplnej i elektrycznej, ograniczenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery oraz zwiększenie bezpieczeństwa dostaw energii do odbiorców. Prezentowana praca zawiera także, analizę energetyczną i egzergetyczną układów hydraulicznych z akumulatorem ciepła, którą przeprowadzono dla wybranej EC, zasilającej w energię duże miasto w Polsce. Przedstawiono tu charakterystykę techniczną analizowanego źródła energii, a także charakterystykę eksploatacyjną na bazie danych eksploatacyjnych z kilku ostatnich lat. Analizę energetyczną i egzergetyczną wykonano dla sezonu grzewczego (Te = –20°C, tj. w warunkach obliczeniowych), okresu przejściowego (Te = +1°C) oraz okresu letniego Te = +15°C). Prezentowane wyniki analizy energetyczno-egzergetycznej układów hydraulicznych z akumulatorem ciepła, pozwalają wskazać miejsca największych strat energii w tych układach, a tym samym umożliwiają podjęcie odpowiednich działań do ich redukcji. Szczegółowe wyniki tej analizy pokazują, że zarówno zapotrzebowanie energii oraz straty egzergetyczne związane z funkcjonowaniem układów hydraulicznych EC z akumulatorem ciepła, zarówno w cyklach ładowania jak i rozładowania tego urządzenia, są niewielkie tzn. moc dodatkowych urządzeń (pomp rozładowczych akumulatora) sięga zaledwie 0,5–0,8% mocy bloku ciepłowniczego, a straty egzergetyczne są rzędu kilkuset kW. Dla wybranej EC, w której w ramach działań modernizacyjnych układów hydraulicznych, został zabudowany akumulator ciepła, przeprowadzono wstępną analizę wpływu na środowisko eksploatacji tego urządzenia. Przedstawione wyniki wskazują, że zastosowanie akumulatora ciepła ma bardzo pozytywny wpływ na środowisko, co przejawia się zmniejszeniem przez EC emisji zanieczyszczeń gazowych, a szczególnie pyłów do atmosfery.

EN

Presently in Poland, modernization processes of District Heating Systems (DHS) supplied with heat from a District Heating plant (DHp) or a Combined Heat and Power plant (CHPp) are in progress or even sometimes are treated as already completed. Unfortunately, usually the modernization processes which concern energy generation and heat distribution through the District Heating Network (DHN) do not cover or cover only to a limited extent hydraulic systems (pumping loops) in terms of considering energy sources. Operation of the hydraulic systems in Polish DHp and CHPp is usually characterized by extensive energy consumption of equipment, relatively high hydraulic losses of water fl ow in piping and lack of adjustment of equipment and piping accessories to changeable operation conditions of DHS. The main analysis of the hydraulic systems is preceded by characteristics of those systems in a typical DHp and CHPp and description of thermal–hydraulic parameters of energy carrier inside the following hydraulic loops in considered energy sources. The characteristics of the hydraulic systems cover both presentation of typical arrangement of those systems and analysis of operational parameters of the DHS including computer simulations of system operation during heating and summer seasons. The description of thermal–hydraulic parameters of energy carrier inside hydraulic loops in the DHp and CHPp includes characteristics of heat production by the plant and also runs with limits of changes of those parameters in the considered system. This work shows possible directions of hydraulic systems modernization in the DHp and CHPp, including of Thermal Energy Storage (TES) implementation. The main goal of those modernization processes of hydraulic systems is reduction of energy losses in hydraulic loops, increasing their effi- ciencies and availability, and improvement of operational conditions of DHS. The following items were described hereto, i.e. introducing quality-quantity governing of network water in the DHS, possibilities of decreasing supply temperature of network water, general principles of energy saving in operation of those hydraulic systems, modernization directions of existing hydraulic loops and introducing new loops. Modernization and introduction of new loops includes activities like functional–technological changes of existing hydraulic loops, TES loop implementation and application of new technologies for make-up water deaeration, and network water purifi cation. Implementation of TES in DHS is treated as innovative technology in the Polish District Heating sector. This technology offers great possibilities of improvement of operational conditions of DHS, decreasing energy, i.e. heat and electricity, production costs and emission of pollutants to the atmosphere, and also increasing security of energy supply to consumers. The work also includes energy and exergy analysis of the hydraulic system with the TES loop for one selected CHPp which supplies a large city in Poland with heat. In this point both technical characteristics and operational characteristics based on operational data taken from the last few years for the energy source were done. The energy and exergy analysis were performed for the heating season (outside temperature Te = –20°C, i.e. calculating conditions), intermediate season (Te= +1°C) and summer season (Te = +15°C). The presented results of analysis allow to indicate the places of highest energy destructions in the analyzed hydraulic system with the TES loop, and give an opportunity of appropriate action to reduce them. Detailed results of the energy-exergy analysis show that both energy consumption and exergy destructions for operation of the hydraulic system of CHPp with TES, for loading and unloading cycles of the tank are relatively low, i.e. the capacity of additional equipment (TES pumps) is equal to 0.5–0.8% of the total capacity of the heating block and exergy destruction is at the level of a few hundred kW. For this selected CHPp with the TES loop, an initial environmental analysis was performed for the whole year operation of the plant. The presented results show that application of TES has a signifi cant infl uence on the environment, which results in decreasing emission of the pollutants to the atmosphere, mainly fl ue dust in comparison to operation of the plant without TES.