Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Project of Micro-hydroelectric Power Generation System – Case study

Grebski Wes, Grebski Michalene

Production Engineering Archives

|

2022

|

Vol. 28, Iss. 2

178--184

EN

The article describes a student project of installing a micropower generation system utilizing energy from the water drained from underground coalmines. The paper contains a description of the site which is a manmade phenomenon from the anthracite mining era. The project described in the article was completed as part of the project-based learning curriculum. Students had the opportunity to work on a team and apply theoretical knowledge learned in individual courses as part of the engineering curriculum. The article also focuses on the calculation of the potential power capacity to a proposed hydropower generation system. The proposed micro-hydro system is harvesting the potential and kinetic energy of the water discharged from the water-draining tunnel. A commercially available micro-hydro turbine combined with an electric power generator was adapted for this purpose. The article also includes an analysis of the profitability of the project and the time of return on investment. The calculations are based on the current price of electricity (2021), depreciation schedule and present tax incentives (2021) to generate electricity from renewable sources. The article also includes some lessons learned from the project as well as the recommendations for future projects.

2

Model geometryczny układu kogeneracyjnego opartego na silniku gazowym 1 MW

Chmielewski A., Lubikowski K., Mączak J., Szczurowski K.

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 3

570--577

PL

W poprzednim roku w grudniu został przyjęty przez Komisje Europejską nowy budżet programu operacyjnego "Infrastruktura i Środowisko", gdzie dla Polski przewidziane jest blisko 32mld Euro na inwestycje proekologiczne. Program ten skupia się na poprawie atrakcyjności naszego kraju oraz rozwoju efektywnych energetycznie technologii. Szczególnie ważne w tym kontekście stają się układy odzyskiwania energii i zwiększania efektywności transformacji energii przy jednoczesnym zmniejszeniu emisji zanieczyszczeń do środowiska. W dyrektywie europejskiej nr 2009/28/WE z kwietnia 2009 roku określono wymagania stawiane państwom członkowskim UE w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych. W artykule Autorzy skupili się na zamodelowaniu geometrycznym układu kogeneracyjnego bazującego na silniku spalinowym zasilanym paliwem produkowanym z wysypiska śmieci. Autorzy zamodelowali geometrycznie układ odzyskiwania energii wykorzystujący ciepło odpadowe silnika (silnik gazowy), przekształcając je na energię elektryczną za pomocą termoelektrycznych generatorów (TEG - ang. thermoelectric generators), wykorzystujących technologię półprzewodnikową. W niniejszej pracy przedstawiono także wyniki badań temperaturowych na powierzchni silnika gazowego oraz układu odprowadzania spalin. Publikacja powstała dzięki finansowaniu z Urzędu Marszałkowskiego Województwa Mazowieckiego.

EN

In the previous year in December has been adopted by the European Commission a new budget for the Operational Programme "The Infrastructure and Environment", where for the Polish intended is close to 32mld Euro for environmental investment. This program focuses on improving the attractiveness of our country and the development of energy efficient technologies. Especially important in this context become the energy recovery systems and increase the efficiency of converting energy with simultaneously reducing emissions of pollutions to the environment. The European Directive 2009/28 / EC of April 2009 set out the requirements for the EU Member States on the case of the promotion of the use of energy from renewable sources. In the article Authors have focused on geometrical modelling of cogeneration system based on internal combustion engine powered by fuel produced from landfill. Authors was realise geometrically model of energy recovery system used waste heat from engine(Gas Engine), transforming them into electrical energy using a thermoelectric generator (TEG - called. Thermoelectric Generators) which use semiconductor technology. The pa-per presents the results of temperature tests on the surface of the gas engine and the exhaust system. This work is the result of the financial support from the Office of Mazovian Voivodeship Marshal.

3

The issue of energy co-generation using thermoelectric generators

Chmielewski A., Lubikowski K., Radkowski S., Wikary M., Mączak J.

Archiwum Motoryzacji

|

2015

|

Vol. 67, no. 1

3--10, 133--140

EN

The development of the renewable energy sources technologies and the energy policy emphasise the energy co-generation systems. In the automotive industry, investments are located in the development of heat pumps, Stirling engines, energy accumulators, gas turbines, piezo mats, suspensions and enfeeblements, linear motors, and other energy retrieval systems retrieving energy that is expelled in the process of the combustion of the fuel and air mixture in conventional combustion engines [1,2] and lost irretrievably. The energy co-generation systems increase efficiency in the use of the energy contained in the fuel and air mixture. Currently, there is a tendency of combination of the energy micro-cogeneration systems with other vehicle systems, e.g. motor control systems, motor power supply systems, safety systems, etc. [3-8]. One of such ways is the retrieval of heat energy thanks to thermoelectric generators (TEG) using the Seebeck effect.

PL

Rozwój technologii odnawialnych źródeł energii i polityka energetyczna kładą nacisk na systemy kogeneracji energii. W przemyśle samochodowym inwestuje się w rozwój pomp cieplnych, silników Stirlinga, akumulatorów energii, turbin gazowych, mat, zawieszeń i wyciszeń piezoelektrycznych, silników liniowych oraz innych systemów odzyskiwania energii, która, wydalana w procesie spalania mieszanki paliwowo-powietrznej w konwencjonalnych silnikach spalinowych [1,2], jest bezpowrotnie tracona. Systemy kogeneracyjne zwiększają efektywność wykorzystania energii zawartej w mieszance paliwowo-powietrznej. Aktualnie istnieje tendencja do łączenia systemów mikrokogeneracji energii wraz z innymi systemami istniejącymi w pojeździe, np. systemami sterowania silnikiem, zasilania silnika, systemami bezpieczeństwa itp. [3-8]. Do jednego z takich sposobów należy odzysk energii cieplnej dzięki termoelektrycznym generatorom (TEG – z ang. thermoelectric generators) wykorzystującym zjawisko Seebecka.

4

Temperature stability of the exhaust system using the TEG in the task of cogeneration energy

Lubikowski K., Radkowski S., Szczurowski K., Szulim P.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2013

|

z. 4/95

107--113

EN

Acquisition of energy from sources other than natural is discussed more and more nowadays. Many research centers deal with the issue of energy recovery and use of energy from renewable sources. Automotive industry places increasing stress on the development and implementation of solutions leading to increased energy-efficiency of vehicles. Since a combustion engine uses less than half of the energy produced in the process of fuel burning, thus thermal energy recovery and its conversion into electrical energy enjoys more and more interest. The article presents the method of controlling the flow of exhaust gases in the exhaust system of a combustion engine operating in a testbed. Measuring equipment was used for determining the respective temperatures. The publication presents an example of use of thermoelectric generators for recovering energy from the lost heat while at the same time using a system for controlling the flow exhaust fumes. The way in which the temperature of exhaust fumes affects the surface from which thermal energy is collected is demonstrated. The boundary operating conditions of TEG are also discussed.

PL

W dzisiejszych czasach mówi się coraz częściej o pozyskiwaniu energii z innych źródeł niż naturalne. Wiele ośrodków naukowo-badawczych zajmuje się problematyką odzyskiwania energii i wykorzystywania energii ze źródeł odnawialnych W środowiskach związanych z motoryzacją wiele uwagi poświęca się zagadnieniom zwiększenia efektywności energetycznej pojazdów. Ponieważ silnik spalinowy wykorzystuje mniej niż połowę energii wytwarzanej w procesie spalania, coraz większe zainteresowanie budzi problematyka odzyskiwania energii cieplnej i jej konwersja na energię elektryczną. W artykule przedstawiono regulacji przepływu strumienia spalin w układzie odprowadzania spalin w silniku spalinowym pracującym na stanowisku laboratoryjnym. Do wyznaczenia temperatur wykorzystano sprzęt pomiarowy. W publikacji przedstawiono przykład wykorzystania termoelektrycznych generatorów do odzysku energii z ciepła traconego, jednocześnie wykorzystując układ regulacji strumienia spalin. Pokazano jak wpływa temperatura spalin na powierzchnię z której odbierana jest energia cieplna. Oraz opisano cieplne warunki brzegowe pracy TEG.

5

Environmental influences on the work of the TEG in the exhaust system

Lubikowski K., Radkowski S., Rokicki K., Szczurowski K.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2013

|

z. 4/95

99--105

EN

Demand for energy continues to grow while non-renewable natural sources of energy are running out. Oil extraction is becoming increasingly difficult and expensive. Also other sources of energy are used, including natural gas, shale gas, solar energy and wind energy, but still the discussions about effective use of energy and its recovery are gaining importance. New systems and methods of re-use of lost energy, including thermal energy, are being developed in automotive industry. The publication presents an example of use of thermoelectric generators for recovering energy from the lost heat while at the same time using a system for controlling the flow of the exhaust fumes. A control system has significant influence on the temperature on the warm side of TEG. While knowing the temperature-related limitations of TEG’s, the temperature should be controlled in such a way so that it does not exceed 140ºC. At the same time the temperature of 200ºC is quoted by the manufacturer as the critical temperature for semi-conductor connectors.

PL

Aktualnie cywilizacyjne zapotrzebowanie na energię rośnie, a nieodnawialne naturalne źródła energii nieodwracalnie się kończą. Wydobycie ropy jest coraz trudniejsze i coraz droższe. Wykorzystywane są również inne źródła energii, takie jak gaz ziemny, gaz łupkowy, energia słoneczna, energia wiatrów, jednak coraz częściej mówi się o efektywnym wykorzystaniu energii i odzysku energii. W motoryzacji powstają coraz to nowsze systemy i sposoby ponownego wykorzystania traconej energii, w tym także energii cieplnej. W publikacji przedstawiono przykład wykorzystania termoelektrycznych generatorów do odzysku energii z ciepła traconego, jednocześnie wykorzystując układ regulacji strumienia spalin. Układ regulacji wpływa znacząco na temperaturę strony ciepłej TEG. Znając ograniczenia temperaturowe TEG należy kontrolować tą temperaturę by nie przekroczyła wartości 140ºC. Jednocześnie producent podaje temperaturę 200º jako temperaturę krytyczną dla złączy półprzewodnikowych.

6

Geotermia a CCS i CCU

Wójcicki A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2012

|

nr 448 (1)

239--246

PL

Problem potencjalnego konfliktu interesów pomiędzy geologicznym składowaniem CO2 w poziomach solankowych a geotermią niskotemperaturową jest często podnoszony przez przeciwników metody CCS (Carbon Capture and Storage – czyli wychwyt i geologiczne składowanie CO2) zarówno w Polsce, jak i w innych krajach Europy o podobnych warunkach geologicznych. Jak wiadomo, formacje skał osadowych występujące w obrębie basenu permo-mezozoicznego obejmującego północne Niemcy, Danię, Holandię, Morze Północne, wschodnią część Anglii oraz ponad połowę terytorium Polski zawierają wody złożowe o rozmaitym zasoleniu. Wbrew oponentom metody CCS warto wskazać, że procesy towarzyszące oddziaływaniom wtłaczanego CO2 z górotworem i wodami solankowymi można wykorzystać jednocześnie do obu celów – sekwestracji i skojarzonej produkcji ekologicznej energii (kogeneracji). Reasumując, obecnie możliwe jest połączenie CCS i CCU (Carbon Capture and Utility, czyli wychwyt CO2 oraz jego utylizacja) i geotermii, przez co można redukować emisję dwutlenku węgla i przy okazji w opłacalny sposób produkować ciepło i/lub energię elektryczną. Pierwszą z takich możliwości jest wykorzystanie CO2 w zamkniętych, niekonwencjonalnych systemach geotermalnych typu HDR (Hot Dry Rock). W przypadku HDR dokonujemy szczelinowania, aby sztucznie polepszyć właściwości zbiornikowe skał na głębokościach minimum 3 km i osiągnąć temperaturę minimum 95–100°C, wystarczającą do produkcji i ciepła i energii elektrycznej. Połączenie geotermii z CCU oznacza tu po prostu że zamiast wody zatłaczamy CO2 w obiegu zamkniętym. Około 10% zatłoczonego gazu jest przy tym „tracona", czyli pozostaje na trwałe w górotworze, co stanowi efekt CCS. Oczywiście, nie są to ilości na ogół wielkie w porównaniu z konwencjonalną sekwestracją, ale w przyjętych koncepcjach redukcji emisji CO2 metody utylizacji tego gazu (CCU – Carbon Capture and Utility) są szczególnie cenne i pożądane. Wykorzystanie CO2 zamiast wody jako medium przenoszące ciepło ogromnie przy tym podnosi efektywność energetyczną HDR, co stanowi w tym przypadku kluczowy zysk ekonomiczny i ekologiczny. Druga koncepcja wykorzystuje skały osadowe o dobrych właściwościach zbiornikowych, zawierające solanki, które są na ogół mniej przydatne dla geotermii, z uwagi na wysoką korozyjność i przeciętne na ogół (zwłaszcza w naszym kraju) parametry temperaturowe. Do poziomu solankowego zatłaczany jest CO2, który na głębokości minimum 800 m występuje w fazie zbliżonej do ciekłej, lecz o gęstości niższej od solanki, stąd utrzymuje się nad nią w postaci poduszki. Przy założeniu kogeneracji energii, CO2 jest zatłaczany do solanki, przy czym jego większa część pozostaje w górotworze (sekwestracja), a niewielka część cyrkuluje w obiegu zamkniętym, oddając ciepło na wymienniku, bądź produkując energię elektryczną w turbinie. Sens ekonomiczny tej koncepcji zawiera się w fakcie, że dwutlenek węgla może w tych warunkach, w temperaturze kilkudziesięciu stopni Celsjusza plus panującej na tych głębokościach, oddać parokrotnie więcej ciepła/energii, niż zasolona woda wykorzystywana w tradycyjnych układach zamkniętych głębokiej geotermii.

EN

The issue of potential conflict of interests between CO2 geological storage in saline aquifers (CCS – Carbon Capture and Storage) and low-enthalpy geothermal energy is often raised by opponents of the CCS in Poland and other European countries of similar geological conditions. However, contrary to those opponents, processes accompanying CO2 injection into deep saline aquifers can be simultaneously used for both sequestration and associated production of clean energy. Sedimentary formations occurring in the Permian-Mesozoic Basin, covering the Northern Germany, Denmark, the Netherlands North Sea, eastern England and more than a half of the territory of Poland contain deep waters of variable salinity. It is possible to combine geothermal and CCS, both in order to reduce carbon dioxide emissions and for cost-efficient heat and/or electricity generation. The first concept is the use of CO2 in closed, unconventional geothermal systems (HDR – Hot Dry Rock). In case of HDR fracturing is carried out in order to enhance reservoir properties of rocks at depth of at least 3 km, reaching a temperature of minimum 95–100°C, sufficient for heat and electricity generation. This method combines the geothermal energy and CO2 injection instead of water in a closed loop. Therefore, this method should be classified mostly as CCU, subordinately as CCS. Although it does not neutralize huge amounts of CO2 in comparison with conventional geological storage (only about 10% of injected gas is ultimately stored in the host rock), the CCU method is much desired and produces geothermal energy with much better efficiency than the classical geothermal loop using water as a medium transporting the heat – which is the main economical and ecological advantage of this method. The second concept uses sedimentary rocks of good reservoir properties, containing saline aquifers, usually less suitable for geothermal because of high corrosivity and generally weak thermal properties (at least in Poland). CO2 is injected into the saline aquifer, and appears at depth of minimum 800 m in a phase similar to a liquid, but of density lower than brine, so it remains on top as a plume. If most of the injected CO2 remains in the aquifer (i.e. it is sequestered), part of it is re-circulated in a closed loop for the heat exchange or electricity generation in a turbine. At the depth of more than 800 m, in the temperature of tens of C degrees plus, the carbon dioxide transmits the heat/energy stream several times more efficiently than the water/brine medium, which makes economic sense of such an approach.

7

Skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła w systemie kogeneracji

Dańko R., Szymała K., Holtzer M., Holtzer G.

Archives of Foundry Engineering

|

2012

|

Vol. 12, iss. 1s

185--190

PL

W artykule przedstawiono podstawowe informacje dotyczące skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej oraz ciepła w systemie CHP (Combined Heat and Power - CHP). Publikacja jest związana z realizacją przez przedsiębiorstwo Inproel-3 sp z o.o., przy udziale Wydziału Odlewnictwa AGH projektu celowego NOT pt. „Opracowanie i wdrożenie do produkcji innowacyjnego, wysokosprawnego urządzenia kogeneracyjnego zasilanego mieszankami zawierającymi poprodukcyjne tłuszcze stałe”. Kogeneracja jest uznawaną na całym świecie, sprawdzoną technologią, wytwarzania energii, która jest uważana za czystszą od tradycyjnych technologii wytwarzania oddzielnie ciepła i energii elektrycznej. Przyszłość kogeneracji na światowych rynkach energii leży w korzyściach eksploatacyjnych, finansowych, środowiskowych i prawnych, jakie przynosi w przeliczeniu na jednostkę paliwa.

EN

The paper presents basic information about the combined production of electricity and heat in the system of CHP (Combined Heat and Power). The publication is linked to the performance of the project “Development and implementation of the production of innovative, high performance powered cogeneration unit post-production mixtures containing solid fats” carried out by the company Inproel-3, with the participation of the Faculty of Foundry Engineering AGH University of Science and Technology . Cogeneration is recognized around the world, proven technology of energy production, which is considered cleaner than the traditional techniques. The future of cogeneration in the global energy markets lies in the of operational, financial, environmental and legal benefits.

8

Kogeneracja energii w zagadnieniu bilansu cieplnego silników spalinowych

Szczurowski K.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2011

|

z. 5/86

165--170

PL

W artykule przeanalizowano możliwości wykorzystania zagadnień bilansu cieplnego silników spalinowych w zadaniu poprawy efektywności energetycznej. Przedstawiono problemy i zaproponowano dodatkowe elementy o które należy rozszerzyć taką analizę.

EN

Paper presents analysis of application opportunities of matters related with combustion engine thermal balance in problem of improvement of energy efficiency. Problem of analysis and additional subjects that this analysis should contain are presented.

9

Możliwości kogeneracji trzech rodzajów energii w oparciu o zubożony w metan gaz ziemny

Olajossy A.

Polityka Energetyczna

|

2008

|

T. 11, z. 1

63-71

PL

Artykuł dotyczy potrzeby zastosowania modułów CHP (Cogeneration Heat and Power) w polskim przemyśle gazowym. Silniki gazowe (gas engines) mogą integralnie współpracować z instalacjami wzbogacania w metan gazu ziemnego (natural gas). Produktami takiego układu kogeneracyjnego będą: gaz-prąd elektryczny-ciepło. Podano główne cechy modułów CHP oraz korzyści ogólne z ich zastosowania. Przedstawiono także argumenty (czynniki) wpływające na koszty inwestycyjne i koszty eksploatacyjne tych agregatów. Wzbogacony gaz wysokometanowy może być kierowany do sieci gazowniczej, a wytworzone prąd elektryczny i ciepło wykorzystane do celów własnych i do otoczenia kopalń gazu ziemnego.

EN

The applicability of the CHP (Cogeneration Heat and Power) to the Polish gas industry is discussed in the paper. Gas enginesmay integrally co-operate with a system enriching natural gas with methane; natural gas, electric current and heat are end products of this process. The main properties of CHP modules are presented along with the benefits from their application. The factors influencing the capital cost and exploitation cost are also discussed. High methane natural gasmay be directed to a gas network, whereas the generated electric current and heat can be used for own purposes or in natural gas mines.