Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The management of power supply security of mine water pumping station

Magdziarczyk Małgorzata, Chmiela Andrzej, Smoliński Adam

Zeszyty Naukowe. Organizacja i Zarządzanie / Politechnika Śląska

|

2024

|

z. 194

295--314

EN

Purpose: Growing global warming increases the threat of energy supply security in the form of the “blackout” phenomenon. Pumping stations pump out approximately 100 million m3 of water annually (data from 2023). Discontinuation of mine water pumping would expose neighbouring mines and lower-lying areas to flooding. Design/methodology/approach: For the designed database of functional scenarios of the mine water pumping station, the optimal variant was selected based on economic and ecological criteria as well as the energy security criterion. Findings: The research analyzed five technically feasible variants of modernization of mine water pumping stations. Each variant is characterized by a different degree of security of energy supply and a different level of meeting energy demand. Research limitations/implications: All variants of modernization of the pumping station provide for the production of electricity for own needs. All investment attractiveness factors should be taken into account while making investment decisions. It is up to the decision-maker to make the final multi-criteria decision so as to implement the selected variant. Practical implications: One of the challenge is to ensure security of energy supplies in the event of a sudden energy shortage. Pumping stations have some retention, nevertheless a longer shutdown time could lead to environmental problems. Removing the damage would definitely require large financial expenditures and would take several years. Social implications: The planned project of the energy supply security can have a positive impact on the local community and economy. The projects discussed will create new markets related to "green energy". Originality/value: The aim of the article is to assess the investment relevance of safety projects for power supply to mine water pumping stations. The combination of the problems of drainage of liquidated mines, the use of renewable energy sources and energy storage to improve the security of power supply to pumping stations has not been the subject of scientific research so far.

2

Grawitacyjne magazynowanie energii z wykorzystaniem szybów pogórniczych

Hulak Dominik, Remiorz Leszek

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 1

10--17

PL

Wzrost udziału źródeł odnawialnych w strukturach wytwarzania energii elektrycznej pociąga za sobą konieczność jej magazynowania. Jedną z proponowanych w ostatnich latach technologii, której potencjał może być szczególnie duży na terenach pogórniczych, są grawitacyjne magazyny energii. Artykuł analizuje dwa rozwiązania techniczne magazynów grawitacyjnych przeznaczonych dla szybów górniczych, najczęściej opisywanego układu jednoelementowego oraz oryginalnego rozwiązania wieloelementowego. Główną wadą rozwiązania jednoelementowego jest jego pojemność, która nie pozwala na optymalne wykorzystanie potencjału szybu górniczego. Problem ten nie występuje w proponowanym rozwiązaniu wieloelementowym, przez co możliwa byłaby konstrukcja magazynów o większych pojemnościach, mieszczących się w zakresie od 3,14 do 110 MWh. W pracy określono wpływ czynników takich jak głębokość i średnica szybu, gęstość materiału i ilość elementów czynnych oraz wielkość szczelin w układzie na pojemność magazynu. Podkreślono, że możliwość adaptacji istniejących szybów górniczych zależy od ich stanu technicznego i dostępnych warunków.

EN

The increasing share of renewable energy sources in power generation structures is necessitating the introduction of energy storage systems. One technology whose potential may be particularly large in post-mining areas is gravity energy storage. The article analyses two technical solutions for gravity energy storagededicated to existing mineshafts, namely the most commonly proposed single-weight system and an original multi-weight so lution. The main identiﬁed disadvantage of the single-weight solution is its lifting capacity, which does not allow optimal utilisation ofthe potential of a mineshaft. This problem is not present in the proposed multi-weight solution, making it possible to construct energy storage facilities with larger capacities, ranging from 3,14 to 110 MWh. In this paper, the inﬂuence of factors such as the depth and diameter of the shaft, the density of the used material, the number of weights and the size of the gaps in the system on the storage capacity was determined. It was emphasised that the adaptability of existing mineshafts depends on their technical state and available conditions.

3

Autokonsumpcja i samowystarczalność w aspekcie doboru wielkości magazynu energii prosumenckiej mikroinstalacji fotowoltaicznej

Sarniak Mariusz

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 1

3--9

PL

Przedmiotem badań była typowa prosumencka mikroinstalacja fotowotaiczna (PV) o całkowitej mocy szczytowej 4,26 kWp, dołączona do sieci elektroenergetycznej w centralnej Polsce. Instalacja została zbudowana w 2017 roku i jest rozliczana z operatorem sieci dystrybucyjnej na zasadach Net-Meteringu. W pracy dokonano szczegółowej analizy stopnia autokonsumpcji i samowystarczalnośći energetycznej na podstawie danych z monitoringu instalacji PV oraz godzinowych bilansów energii elektrycznej oddawanej i pobieranej z sieci, udostępnianych przez operatora sieci dystrybucyjnej. W konkluzji zaproponowano wariantową metodę doboru wielkości magazynu energii elektrycznej, który zwiększy stopień autokonsumpcji i samowystarczalnośći energetycznej w bilansie całorocznym dla rozpatrywanego przypadku.

EN

The subject of the study was a typical prosumer photovoltaic (PV) micro-installation with a total peak capacity of 4.26 kWp, connected to the electricity grid in central Poland. The installation was built in 2017 and is billed to the distribution network operator on a Net-Metering basis. The paper makes a detailed analysis of the degree of self-consumption and self-sufﬁciency in energy, based on monitoring data of the PV installation and hourly balances of electricity given to and taken from the grid, provided by the distribution network operator. It concludes by proposing a variant method for Sizing electricity storage that will increase the degree of autoconsumption and energy self-sufﬁciency in the year-round balance for the case under consideration.

4

Analiza techniczno-ekonomiczna zastosowania systemu magazynowania energii zasilanego z instalacji fotowoltaicznej

Jakubowska Blanka, Sierdzińska Aleksandra

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 2

3--9

PL

W artykule dokonano oceny celowości implementacji magazynu energii do instalacji fotowoltaicznej o mocy zainstalowanej 39,3 kW. W analizowanym przypadku prąd produkowany jest na potrzeby gospodarstwa sadowniczego oraz mieszkańców domu jednorodzinnego. Analiza, oparta na realnych danych rocznej eksploatacji systemu fotowoltaicznego, uwzględnia ilość wyprodukowanej energii nadwyżki energii przekazywanej do sieci i z niej pobieranej. Zebrane dane umożliwiły odpowiedni dobór pojemności akumulatorów. W ramach prowadzonej analizy określono ilość energii jaka możliwa jest do zmagazynowania, liczbę cykli pracy, koszty eksploatacyjne i inwestycyjne oraz koszt zaoszczędzonej energii. Przeprowadzona analiza opiera się na dwóch wariantach, wykorzystujących technologie baterii litowo-jonowych i kwasowo-ołowiowych.

EN

The article presents an assessment of the validity of using energy storage for a photovoltaic installation with an installed capacity of 39.3 kW. In the analysed case, electricity is produced for the needs of an orchard farm and the residents of a single-family house. The analysis, based on real data of the annual operation of the photo- voltaic system, takes into account the amount of energy produced and surplus energy transferred to and taken from the grid. The collected data enabled the appropriate selection of battery capacity. As part ofthe analysis, the amount of energy that can be stored, the number of work cycles, operating and investment costs, and the cost of saved energy have been determined. The analysis is based on tWo variants, using lithium—ion and lead—acid battery technologies.

5

Analiza odporności na brak zasilania z krajowej sieci energetycznej w zmodernizowanej pompowni wód kopalnianych

Chmiela Andrzej, Guja Sebastian, Smoliński Adam

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 2

56--66

PL

Postępujące globalne ocieplenie stwarza rosnące zagrożenie dla bezpieczeństwa dostaw energii w postaci zjawisk „blackoutu”. Celem artykułu jest ocena celowości inwestycyjnej projektów bezpieczeństwa energetycznego przepompowni wód dołowych. Połączenie problematyki odwadniania opuszczonych kopalń, wykorzystania OZE i magazynowania energii dla poprawy bezpieczeństwa zasilania przepompowni nie było dotychczas przedmiotem badań naukowych. Zaprzestanie odpompowywania wód dołowych naraziłoby sąsiednie kopalnie i niżej położone tereny na zalanie. W artykule przeanalizowano cztery technicznie wykonalne warianty modernizacji przepompowni wód kopalnianych. Każdą z opcji charakteryzuje inny poziom bezpieczeństwa dostaw energii i inny poziom zaspokojenia zapotrzebowania na energię. Wszystkie warianty modernizacji przepompowni uwzględniają wytwarzanie energii elektrycznej na własne potrzeby.

EN

Increasing global warming poses a growing threat to the security of energy supply in the form of "blackout" phenomena. The purpose of this article is to assess the investment appropriateness of mine water pumping station energy security projects. The combination of the problems of dewatering abandoned mines, application of RES and energy storage to improve the security of power supply to pumping stations has not yet been the subject of scientiﬁc research. The cessation of mine water pumping would expose neighboring mines and lower—lying areas to ﬂooding. This paper analyzes four technically feasible variants for upgrading mine water pumping stations. Each option is characterized by a different level of energy supply security and a different level of energy demand satisfaction. All of the modernization options for the pumping stations include the generation of electricity for own use.

6

Analiza możliwości obniżenia kosztów uzdatniania wody w projektach samowystarczalności energetycznej pompowni wód kopalnianych

Magdziarczyk Małgorzata, Czerwiński Stefan, Wysocka Małgorzata, Chmiela Andrzej, Smoliński Adam

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 2

43--55

PL

Zmiany klimatyczne, nadmierna emisja gazów cieplarnianych oraz pogarszająca się jakość zasobów wodnych, wymusza działania łagodzące skutki działalności przemysłowej. W artykule przedstawiono przykład możliwości planowania zmian techniczno-organizacyjnych rutynowych działań Spółki Restrukturyzacji Kopalń S.A., związanych z odpompowywaniem wód dołowych w taki sposób, by zarówno ograniczyć wykorzystanie energii ze źródeł kopalnych, zminimalizować emisję CO2, jaki i przyczynić się do ograniczenia zużycia wody ze źródeł konwencjonalnych. Wyniki badań dowiodły, że dostępne projekty w zakresie samowystarczalności energetycznej SRK S.A. charakteryzuje zróżnicowana atrakcyjność inwestycyjną w zależności od przyjętego kryterium oceny, lecz za najbardziej pożądane należy uznać te projekty, w których balans pomiędzy nakładami inwestycyjnymi, a prognozowanym zabezpieczeniem zaopatrzenia w wodę, potrzebami energetycznymi i oczekiwaniami społecznymi jest najkorzystniejszy.

EN

Climate change, excessive emission of greenhouse gases and deterioration of the quality of water resources require measures to mitigate the effects of industrial activity. The article presents an example of the possi bility of planning technical and organizational changes in the routine activities of Spółka Restrukturacji Kopalń S.A. related to the pumping of mine water in such a way as to limit the use of energy from fossil sources, minimize carbon dioxide emissions and contribute to the reduction of water consumption from conventional sources. The results of the research have shown that the available projects in the ﬁeld of energy self-sufﬁciency of SRK S.A. are characterized by a variety of different investment attractiveness, depending on the applied evaluation criterion. Nevertheless, the most desirable projects should be those in which the balance between the investment costs and the forecasted security of water supply, energy needs and social expectations is the most favorable.

7

Wymagania wobec wodoru RFNBO

Mojsiejewska Katarzyna, Rogowska Delfina

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 2

96--101

PL

Wodór odgrywa coraz istotniejszą rolę w kontekście dążenia do neutralności klimatycznej poprzez odejście od paliw kopalnych. Nie tylko jest on nośnikiem energii, ale także stanowi surowiec oraz rozwiązanie do magazynowania energii pozyskiwanej ze źródeł odnawialnych. Technologia power-to-gas, która umożliwia konwersję energii elektrycznej na wodór, stanowi kluczowy element tego procesu. Unia Europejska wyznaczyła ambitny cel redukcji emisji CO2 o 55% do 2030 roku, określając go nazwą „Gotowi na 55”. Wodór odnawialny ma znaczący wkład w realizację tego celu. Produkcja wodoru przy wykorzystaniu energii odnawialnej zależy od dostępności źródeł odnawialnych i od polityki energetycznej poszczególnych krajów, zwłaszcza w kontekście unijnym. W 2021 roku Polska ogłosiła Polską Strategię Wodorową do roku 2030 z perspektywą do 2040 roku. Dokument ten zawiera sześć głównych celów dotyczących rozwoju gospodarki wodorowej, obejmujących: energetykę, transport, przemysł, produkcję wodoru, przesył, dystrybucję i magazynowanie, a także tworzenie stabilnego otoczenia regulacyjnego. Strategia ta wpisuje się w ogólną politykę europejską dotyczącą wzrostu roli wodoru jako nośnika energii. Realizacja celów strategii wodorowej ma przyczynić się do dekarbonizacji sektorów o dużym zapotrzebowaniu na energię, w szczególności transportu. Unia Europejska stara się również rozwijać infrastrukturę wodorową, aby przyspieszyć dojście do neutralności klimatycznej. European Hydrogen Backbone to jedna z inicjatyw promujących wodór jako nośnik energii i infrastrukturę wodorową. W przeszłości działania Unii Europejskiej skupiały się głównie na dekarbonizacji sektora elektroenergetycznego, ale teraz uwaga skierowana jest także na produkcję wodoru jako kluczowy element transformacji energetycznej. Wzrost produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych, w tym z elektrolizy wody, jest niezbędny, aby osiągnąć cele związane z produkcją wodoru odnawialnego. Ważne jest, aby woda używana w procesie elektrolizy wody była dostarczana ze źródeł odnawialnych, co można osiągnąć poprzez umowy zakupu energii odnawialnej. Istnieją też określone kryteria dotyczące czasu i geografii, które muszą być spełnione, aby wodór mógł być uznany za odnawialny. Certyfikacja wodoru RFNBO (ang. renewable fuels of non-biological origin) jest ważnym elementem tego procesu. Systemy certyfikacji, takie jak System KZR INiG, potwierdzają, że wodór spełnia określone standardy zrównoważonego rozwoju i może być uznawany za odnawialny nośnik energii. Certyfikaty te są istotne zarówno na poziomie krajowym, jak i międzynarodowym, zwłaszcza w kontekście eksportu wodoru do Unii Europejskiej.

EN

Hydrogen is playing an increasingly significant role in the pursuit of climate neutrality by transitioning away from fossil fuels. It not only serves as an energy carrier but also functions as a raw material and a solution for storing energy generated from renewable sources. Power-to-gas technology, which enables the conversion of electric energy into hydrogen, is a crucial element of this process. The European Union has set an ambitious target of reducing CO2 emissions by 55% by 2030, known as “Fit for 55”, and renewable hydrogen contributes substantially to achieving this goal. The production of hydrogen using renewable energy depends on the availability of renewable sources and the energy policies of individual countries, especially within the EU context. In 2021, Poland announced its Polish Hydrogen Strategy for 2030 with a perspective to 2040. This document includes six main objectives related to the development of the hydrogen economy, encompassing energy, transportation, industry, hydrogen production, transmission, distribution, storage, and the creation of a stable regulatory environment. This strategy aligns with the broader European policy aimed at increasing the role of hydrogen as an energy carrier. The Hydrogen Strategy’s goals are designed to contribute to the decarbonization of sectors with high energy demand, particularly transportation. The European Union is also working on expanding hydrogen infrastructure to accelerate the transition to climate neutrality. The European Hydrogen Backbone is one of the initiatives promoting hydrogen as an energy carrier and hydrogen infrastructure. While previous EU efforts predominantly focused on decarbonizing the electricity sector, current attention is also directed towards hydrogen production as a key element of the energy transformation. Scaling up the production of electric energy from renewable sources, including water electrolysis, is essential to meet renewable hydrogen production targets. It is crucial for the water used in the electrolysis process to come from renewable sources, which can be achieved through agreements for the purchase of renewable energy. Specific criteria related to timing and geography must also be met for hydrogen to be recognized as renewable. The Certification of Renewable Fuels of Non-Biological Origin (RFNBO) is a significant part of this process. Certification systems, such as the INiG KZR System, confirm that hydrogen meets specific sustainability standards and can be considered a renewable energy carrier. These certificates are important both at the national and international levels, especially concerning hydrogen exports to the European Union. In summary, renewable hydrogen plays a pivotal role in the energy transformation, and the EU is committed to its development.

8

Trends and prospects in lead-acid battery developments

Ryś Piotr Andrzej, Siekierski Maciej, Kłos Mariusz, Moszczyński Piotr

Journal of Power Technologies

|

2024

|

Vol. 104, nr 1

67--85

EN

In the recent years the interest in lead-acid batteries has resurfaced, amidst the rising need for power storage technologies spanning to not only mobile, but as well, stationary applications. While the lithium-ion batteries remain one of the most common power sources in today’s western world, due to many concerns regarding various shortcomings of the said technology alternatives are often discussed. There is push for adapting lead-acid batteries (as part of the advanced lead acid battery initiative) as replacement for the lithium batteries in the non-western nations, as well as, in the USA reflects, therefore, predominantly to their lower price and reliability in hotter climates. Furthermore – due to the rising needs for uninterrupted power delivery systems, new designs of such are being developed and implement in the western world in hope of meeting the demands of the market. As a result new additives to electrode material, as well as, battery designs have been developed and are currently being considered for inclusion in the modern lead-acid battery construction.

9

Magazyny energii są niezbędnym warunkiem transformacji energetycznej

Roszkowska Agnieszka

Elektro Info

|

2024

|

nr 3

85--87

PL

Rozwój sektora magazynów energii jest konieczny, aby mogła się dokonać zielona transformacja. Dzięki magazynowaniu energii możliwe jest bilansowanie systemu energetycznego i zapewnienie stabilności sieci, w której coraz więcej jest energii z odnawialnych źródeł, a także zapewnienie bezpieczeństwa dostaw energii i uniezależnienia się odbiorców od czynników zewnętrznych.

10

Comparison and analysis of modern combustion powertrain systems of rail vehicles

Daszkiewicz Paweł, Kołodziejek Daniel

Combustion Engines

|

2024

|

R. 63, nr 1

46--53

EN

The article presents the currently used technologies and solutions for rail vehicle drive systems that can be used in the future. The most popular systems used in locomotives and multiple units are described. In addition, modern solutions such as bi-mode locomotives and hybrid vehicles are shown. The article also discusses the possibility of using ultracapacitors, batteries, or fuel cells in order to increase the efficiency of the powertrain of a rail vehicle. The selection of the appropriate solution depends on the intended use of the vehicle and the assumed traction characteristics and requires a thorough analysis including, among others, modeling of the drive system and its management.

11

Fuel-Saving Solution for Forklifts Using Hydraulic Energy Storage and Regeneration Device Cluster Additionally Installed

Nguyen Van Tinh

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2024

|

Vol. 18, no 4

137--148

EN

Forklifts are indispensable vehicles in warehouse logistics work. Large forklifts have a common configuration that uses a combustion engine to create energy to drive the machine's hydraulic system. Due to the characteristics of diesel engines, a large amount of energy is wasted and harmful gases are emitted every day. Especially with millions of older-generation forklifts and construction machines being used in developing countries, the above problem is even more serious while immediately replacing them with new generation machines is impossible. To solve this, the solution is to design and manufacture an additional device cluster to save fuel and reduce emissions. It is both economically and environmentally viable with the right technology. This article proposes the structure and working principle of an additional hydraulic device cluster to increase the working efficiency of the above types of forklifts. Based on building a mathematical model of the mechanical-hydraulic system during the lowering and lifting processes when applying the solution, the main parameters of the process were surveyed. The solution applied on a 3.5 tons forklift shows that the renewable energy percentage in one lowering and lifting cycle is 65.5%. The amount of diesel saved in a year is 2057 liters, corresponding to the one of CO2, CH4 and N2O emissions removed by 5.55 tons, 223 grams and 326 grams, respectively. The proposed device cluster installation is easy with older-generation forklifts and can also be applied in the production of new forklifts.

12

Praktyczne aspekty magazynowania energii

Kalbarczyk Aneta, Zalewska Aldona, Marzantowicz Michał, Nowagiel Maciej, Kalbarczyk Michał

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2023

|

nr 111

181--196

PL

Jednym z kluczowych problemów i wyzwań współczesnej cywilizacji jest efekt cieplarniany i bezpieczeństwo energetyczne (strategia Unii Europejskiej), konkurencyjność polskiej i europejskiej gospodarki oraz zmniejszenie zanieczyszczenia powietrza w miastach. Rozwój nowoczesnych baterii litowo-jonowych i poprawa zdolności magazynowania energii w bateriach ma strategiczne znaczenie dla Europy. Wojna na Ukrainie rozpoczęta w lutym 2022 r. zwróciła uwagę Europy na kwestię dywersyfikacji źródeł energii oraz konieczność inwestowania w odnawialne źródła energii. Rozpoczęto intensywne prace nad systemem energetyki rozproszonej, która nie może istnieć bez rozproszonego magazynowania energii. Kluczem do rozwoju rynku magazynów energii jest opracowanie rozwiązań w zakresie nowoczesnych elektrochemicznych metod magazynowania energii, ze szczególnym uwzględnieniem poniższych parametrów: wydajność, przyjazność dla środowiska, koszty, bezpieczeństwo. Celem niniejszego opracowania jest zaprezentowanie strategii projektowania nowego magazynu energii połączonego z instalacją fotowoltaiczną na wybranym modelowym domu, opartego na bateriach jonowo-litowych na podstawie zidentyfikowanych wyzwań technologicznych. Magazyny energii produkowane w oparciu o europejskie łańcuchy dostaw oraz o lokalną myśl techniczną przyczynią się do zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego, rozwoju rozproszonej energetyki oraz uniezależnienia od komponentów dostarczanych z Azji. W rozdziale poruszono kwestie technologiczne związane z budową ogniw jonowo-litowych oraz poszczególnych elementów ogniw takich jak katoda, anoda oraz elektrolit. Ponadto zaprezentowane są również dane dotyczące rozwoju rynku baterii na rynku światowym oraz trendy na rynkach europejskich. Na podstawie wyróżnionych wyzwań technologicznych projektowania nowego magazynu energii zaprojektowano strategie zmierzające to pokonania trudności, a co za tym idzie, zbudowania nowego magazynu charakteryzującego się: obniżonymi kosztami produkcji, zwiększoną pojemnością, zwiększoną mocą, zwiększoną żywotnością oraz wzrostem bezpieczeństwa.

EN

One of the key problems and challenges of modern civilization is the greenhouse effect and energy security (European Union strategy), the competitiveness of the Polish and European economies and the reduction of urban air pollution. The development of modern lithium-ion batteries and the improvement of battery energy storage capacity is of strategic importance for Europe. The war in Ukraine, which began in February 2022, has drawn Europe’s attention to the issue of diversification of energy sources and the need to invest in renewable energy sources. Intensive work has begun on a distributed energy system, which cannot exist without distributed energy storage. The key to the development of the energy storage market is the development of solutions for modern electrochemical methods of energy storage, with particular attention to the following parameters: efficiency, environmental friendliness, cost, safety. The purpose of this article is to present a strategy for the design of a new energy storage combined with a photovoltaic installation on a selected model house, based on lithium ion batteries on the basis of the identified technological challenges. Energy storages produced on the basis of the European supply chain and local technical thought will contribute to increased energy security, the development of distributed energy and independence from components supplied from Asia. The article addresses technological issues related to the construction of lithium ion cells and individual cell components such as cathode, anode and electrolyte. In addition, data on the development of the battery market in the global market and trends in European markets are also presented. On the basis of the highlighted technological challenges of designing a new energy storage, strategies are designed to overcome the difficulties and thus build a new storage characterized by: reduced production costs, increased capacity, increased power, increased life and increased safety.

13

Magazynowanie energii - czas nowych idei

Nowicki Jacek

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2023

|

R. 91, nr 1

28--32

PL

W artykule omówiono rosnącą rolę magazynów energii w kontekście rozwoju energetyki odnawialnej i ich współpracy z szeroko rozumianym systemem elektroenergetycznym (krajowym, lokalnym, przemysłowym, wyspowym). Przedstawiono różne technologie systemów magazynowania energii: mechaniczne, elektryczne elektrochemiczne i chemiczne.

EN

The article discusses the growing role of energy storage in the context of the development of renewable energy sources and their cooperation with the broadly understood electrical power system (national, local, industrial, island). Various technologies of energy storage systems are presented: mechanical, electrical, electrochemical and chemical.

14

Analysis of the required energy storage capacity for balancing the load schedule and managing the electric energy demand of an apartment building

Mazur Magdalena, Fedorchuk Stanislav, Kulapin Olexandr, Ivakhnov Andrii, Danylchenko Dmytro, Miroshnyk Oleksandr, Shchur Taras, Halko Serhii, Idzikowski Adam

System Safety : Human - Technical Facility - Environment

|

2023

|

Vol. 5, iss. 1

342--349

EN

The rapid and voluminous development of renewable generation, and its stochastic nature, creates problems in terms of maintaining frequency and balance in the power system. In this work, demand response management and the use of the concept of demand response are discussed in detail. The potential of using prosumers to maintain the power balance in the power system is considered. The analysis of prosumers was carried out on the basis of a study of load schedules of typical consumers with software that forms schedules taking into account socio-demographic characteristics.

15

Produkcja zielonego wodoru stabilizatorem gospodarki energetycznej

Dresler Krzysztof, Biczel Piotr

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 5

31--35

PL

Sumaryczna moc zainstalowana uruchomionych instalacji fotowoltaicznych (PV) w Polsce w 1 kwartale 2023 r. osiągnęła wielkość wynoszącą około 12,5 GW. Duża moc zielonej energii wpływa na redukcję emisji CO2, jednak zwiększa jednocześnie niestabilność pracy całego systemu energetycznego. Aby dokonać stabilizacji zmienności odbioru energii elektrycznej przez sieć, w artykule rozważamy kontraktowanie maksymalnych wolumenów odbioru energii z farm w założonym okresie czasu, produkując z nadmiarowej energii zielony wodór. Nasze studium omawia powyższy problem na przykładzie instalacji fotowoltaicznej rozszerzonej o elektrolizer oraz magazyn wodoru. Patrząc na świat energetyczny z tej perspektywy, widać wyraźnie, że proste podejście do produkcji energii z OZE staje się niewystarczające i konieczne są wdrożenia kompleksowych instalacji adresujących funkcje produkcji, magazynowania krótko i długoterminowego oraz wprowadzania nadmiarów zmagazynowanej np. w wodorze energii do dalszej dystrybucji. W ten sposób możemy istotnie przyspieszyć transformację wodorową.

EN

In the first quarter of 2023, the cumulative installed capacity of photovoltaic (PV) farms in Poland reached a substantial 12.5 GW. This noteworthy green energy capacity contributes to a reduction in C02 emissions, but it also introduces greater instability into the overall energy system. To tackle the ﬂuctuations in electricity demand and enhance grid stability, this article delves into the concept of contracting the maximum energy consumption from these farms over a deﬁned timeframe, thereby generating green hydrogen from excess renewable energy. Our study examines this challenge, using a photovoltaic installation as an example, augmented With an electrolyzer and hydrogen storage. Taking a broader perspective on the energy sector, it becomes apparent that a straightforward approach to renewable energy production is no longer adequate. What is needed are comprehensive installations that fulﬁll the roles of energy production, short- and long-term storage, and the integration of surplus stored energy, such as hydrogen, for further distribution. This approach has the potential to significantly expedite the hydrogen transformation.

16

Potential to transform decommissioned mines into pumped-storage power plants

Bałazińska Maria

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 2

67--74

EN

Progressing climate change is prompting next countries to direct their energy policy towards the renewable sources of energy. The renewable sources are characterized by instability, manifested by fluctuations of energy in the system. This situation may cause blackouts, which can be costly for the economy. To stabilize the power system, it is necessary to invest in high-quality energy storage, as exemplified by the pumped-storage power plants. At the same time in most regions of the world are located mines, among which a significant part make the plants already after a period of operation. For these plants are sought useful forms of activity, allowing to use their remaining potential. In the paper it is proposed the use the post-mining excavations as water reservoirs for the pumped-storage power plants. Literature studies were carried out in the scope of work in the said area. Then, it was estimated the energy potential of the pumped-storage power plants, located at the selected mines. The results obtained were discussed and related to the energy situation in the regions.

PL

Postępujące zmiany klimatyczne skłaniają kolejne kraje do ukierunkowania ojej polityki energetycznej na odnawialne źródła energii. Źródła odnawialne charakteryzują ię niestabi Ino · cią objawiającą się wahaniami energii w systemie. Taka sytuacja może prowadzić do przerw w do ta ie prądu, co bywa kosztowne dla gospodarki. Aby zapewnić stabilność systemu elektroenergetycznego, konieczne jest inwestowanie w wysokiej jakości magazyny energii, czego przykładem są elektrownie zczytowo-pompowe. Jednocześnie w większości regionów świata zlokalizowane są kopalnie, wśród których znaczną część stanowią zakłady już po okresie eksploatacji. Dla tych zakładów poszukuje się użytecznych form zagospodarowania, pozwalających wykorzystać ich pozostały potencjał. W artykule zaproponowano wykorzystanie wyrobisk poeksploatacyjnych jako zbiorników wodnych dla elektrowni szczytowo-pompowych. Przeprowadzone zostały studia literaturowe we wspomnianyrn z.akresie tematycznym. Następnie oszacowano potencjał energetyczny elektrowni szczytowo-pompowych, zlokalizowanych przy wybranych kopalniach. Uzyskane wyniki zostały omówione i odniesione do sytuacji energetycznej w regionach.

17

Metody magazynowania energii elektrycznej z wykorzystaniem technologii gazowych

Wołowicz Marcin

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 2

45--52

PL

W artykule zaprezentowano przegląd technologii magazynowania energii za pomocą gazu (powietrza, wodoru oraz gazu ziemnego). Technologie te należą do dwóch grup magazynowania energii w oparciu o regulacje Komisji Europejskiej, tzn. mechanicznych oraz chemicznych. Do technologii zaprezentowanych w niniejszym artykule zaliczyć można: technologie magazynowania energii w sprężonym i skroplonym powietrzu, sprężonym gazie oraz w wodorze. W odróżnieniu od technologii bateryjnych (elektrochemicznych) mają one szereg zalet. Przede wszystkim bazują na sprawdzonych technologiach, umożliwiają magazynowanie energii w dużych pojemnościach, charakteryzują się dużą trwałością oraz niską albo prawie zerową degradacją w czasie. Do wad należy zaliczyć duże nakłady inwestycyjne, duże nakłady jednostkowe w przypadku małych instalacji oraz konieczność zagospodarowania dużego terenu lub odpowiedniego ukształtowania geologicznego.

XX

The article presents an overview of energy storage technologies using gas (air, hydrogen and natura! gas). These technologies belong to two groups of energy storage based on the regulations of the European Commission, i.e. mechanical and chemical. The technologies presented in this article include: energy storage technologies in compressed and liquefied air, compressed gas and hydrogen. Unlike battery (electrochemical) technologies, they have a number of advantages. First of all, they are based on proven technologi es, enable energy storage m large capac1t1es, are characterized by high durability and low or al most zero degradation over time. The disadvantages include high investment costs, high unit costs in the case of small installations and the need to develop a large area or appropriate geological topography.

18

Dobór parametrów magazynów energii do pokrycia rocznej krzywej zapotrzebowania we współpracy z farmami wiatrowymi i fotowoltaicznymi

Adamek Sylwester, Wancerz Marek

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 6

8--13

PL

W artykule przedstawiono metodę optymalizacji parametrów globalnego magazynu energii, który ma wpłynąć na zmniejszenie mocy niezbilansowania pomiędzy zapotrzebowaniem a potencjalnymi możliwościami generacji w źródłach konwencjonalnych i odnawialnych. Dla rozważanego, polskiego modelu systemu elektroenergetycznego, prognozowanego na rok 2040 wskazano jak możliwości magazynowania energii pozwolą na efektywne rozwiązywanie problemów wynikających ze zmienności generacji w źródłach OZE.

EN

The article presents a method of optimizing the parameters of the global energy storage to reduce the unbalanced power between the demand and the potential generation capacity in conventional and renewable sources. For the considered Polish model of the power system, projected for 2040, it was shown how the energy storage capacity will allow for effective solving of problems resulting from the variability of RES generation.

19

Analiza cieplna i wytrzymałościowa niskociśnieniowych zbiorników do magazynowania wodoru

Ochmann Jakub, Jureczko Mariola, Zając Szymon, Jurczyk Michał

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 4

23--28

PL

W artykule przedstawiono analizy numeryczne wytrzymałości i warunków pracy niskociśnieniowych zbiorników z wodorkami metali (Metal Hydride Storage Tanks - MHS) przeznaczonych do magazynowania wodoru. Zbadano egzotermiczny proces napełniania zbiornika wodorem oraz endotermiczny proces jego rozładowania. Analizę termiczną zbiorników przeprowadzono bez stosowania dodatkowego chłodzenia/ogrzewania zbiornika (w zależności od badanego procesu) oraz z wykorzystaniem łaźni wodnej do regulacji temperatury obiektu. Równocześnie wyznaczono ilość ciepła powstającego w procesie napełniania zasobnika MH oraz jego deficyt przy jego opróżnianiu. Przedstawiono również wyniki numerycznej analizy stereomechanicznej konstrukcji zbiornika pod wpływem obciążeń statycznych. Symulacje numeryczne wykonano za pomocą oprogramowania ANSYS Mechanical i ANSYS Fluent. Uzyskane wyniki potwierdziły słuszność przyjętych założeń projektowych oraz uproszczeń w opracowywaniu modelu numerycznego zbiornika.

EN

The article presents numerical analyses of the strength and operating conditions of low-pressure Metal Hydride Storage tanks (MHS) designed for hydrogen storage. The exothermic process of filling the tank with . hydrogen and the endothermic process of its discharge were investigated. Thermal analysis of the tanks was carried out without additional cooling/heating of the tank (depending on the tested process) and with the use of a water bath to regulate the temperature of the obj ect. The amount of heat generated in filling the MH storage tank and its deﬁcit during its emptying were also determined. The strength analysis of the tank structure under the influence of static loads is also presented. Simulations were performed using ANSYS Mechanical and ANSYS Fluent software. The obtained results conﬁrmed the correctness of the adopted design assumptions and simpliﬁcations in the development of the numerical model of the tank.

20

Application of alternative drive systems in modern special-purpose rail vehicles

Gallas Dawid, Stobnicki Paweł, Jakuszko Wojciech, Urbański Patryk, Kikut Justyna

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport

|

2023

|

z. 136

23--33

EN

In response to the market demand for modern special-purpose rail vehicles, an overview of the rolling stock available on the European and world markets was developed, along with an analysis of the scope of works they performed. The need for new alternative forms of propulsion in line with the development directions, taking into account EU and national environmental goals, was discussed. The paper presents a design of a proprietary modern special-purpose vehicle with an alternative drive. It discusses it compared to other special-purpose vehicles regarding their parameters and the viability of different drive systems, including hydrogen fuel cells.