Niestabilne ceny nośników energii, ale też mniejsza opłacalność sprzedaży prądu prosumenckiego oraz problemy sieci elektroenergetycznej z przyjmowaniem coraz większych jego ilości skłaniają inwestorów do uzupełniania swoich instalacji wykorzystujących OZE o rozwiązania z zakresu magazynowania energii. Bardzo efektywne ekonomicznie są nie tylko magazyny energii elektrycznej, ale też energii cieplnej. Rynek oferuje coraz więcej ciekawych rozwiązań w tym zakresie.
Sektor ciepłowniczy stoi przed wyzwaniami związanymi z transformacją w obszarze źródeł wytwarzania. Regulacje prawne i dynamicznie zmieniające się ceny nośników energii skłaniają do inwestowania w nowe rozwiązania. W artykule przedstawiono technologie decydujące o efektywności systemu ciepłowniczego – jednym z warunków uzyskania dotacji na rozwój, a także analizę ekonomiczną jako podstawę do podejmowania decyzji inwestycyjnych.
EN
The district heating sector is presently facing the challenges associated with the transformation of energy generation sources. Legal regulations and dynamically changing prices of energy carriers encourage investment in new solutions. The article presents technologies decisive for efficiency of district heating systems, which is one of the conditions to obtain subsidies for development, and also provides economic analysis as the basis for investment decisions.
W artykule przedstawiono ideę sezonowego magazynowania ciepła w systemach ciepłowniczych. Dokonano przeglądu potencjalnych technologii długoterminowego magazynowania ciepła wraz z opisem przykładowych instalacji. Skupiono się na magazynach typu PTES współpracujących z kolektorami słonecznymi. Przedstawiono także autorski model układu ciepłowniczego wyposażonego w sezonowy magazyn ciepła, opracowany w programie TRNSYS.
EN
The article presents the concept of seasonal thermal energy storage in district heating systems. A review of potential long-term heat storage technologies is included and some examples of installations are described. The focus is on the technology of pit thermal energy storage (PTES) systems integrated with solar collectors. Moreover, the original model of a district heating system equipped with seasonal thermal energy storage developed using TRNSYS software is presented.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Odchodzenie od spalania paliw węglowych, zwiększenie wykorzystania odnawialnych źródeł energii, a w konsekwencji uzyskanie statusu efektywnego systemu ciepłowniczego - to podstawowe priorytety oraz wyzwania związane z produkcją ciepła systemowego w Polsce. Jednym ze sposobów osiągnięcia przez system ciepłowniczego statusu efektywnego, jest zwiększenie udziału pogodowozależnych odnawialnych źródeł energii. Wykorzystanie tego typu źródeł wpływa dodatkowo na poprawę bezpieczeństwa energetycznego poprzez uniezależnienie od dostaw paliw z zewnętrz oraz stabilizację cen ciepła. W pracy przedstawiono koncepcję systemu ciepłowniczego wykorzystującego energię promieniowania słonecznego, opartego o wielkoformatowe farmy solarne połączone z sezonowym magazynem ciepła oraz farmy fotowoltaiczne, w którym odnawialne źródła energii stanowiły ponad 93% całkowitej energii wprowadzonej do układu. Dodatkowo porównano dwa warianty systemu - różniące się od siebie zastosowaniem instalacji elektrolizy wodoru oraz jednostki kogeneracyjnej z wykorzystaniem silników wodorowych. Obliczenia przeprowadzano w polskich warunkach pogodowych, z wykorzystaniem oprogramowania symulacyjnego TRNSYS 18. Wykazano, że zastosowanie silnika kogeneracyjnego podnosi jednostkowy koszt ciepła o 16,75 zł/GJ bez wyraźnego wpływu na zwiększenie udziału OZE w procesie produkcji energii oraz efektywność energetyczną. W przypadku badanej wielkości instalacji bardziej uzasadniona ekonomicznie jest koncepcja systemu bez ścieżki wodorowej (LCOH = 99,43 zł/GJ).
EN
Moving away from burning coal-based fuels, increasing the use of renewable energy sources, and consequently achieving efficient district heating system status - these are the main priorities and challenges for system heat production in Poland. One way for a district heating system to achieve efficient status is to increase the share of weather-dependent renewable energy sources. The use of such sources additionally improves energy security through independence from external fuel supplies, and stabilizes heat prices. The paper presents a concept of a solar thermal system, based on large-scale solar farms combined with seasonal heat storage, and photovoltaic farms, in which renewable energy sources accounted for more than 93% of the total energy input into the system. In addition, two variants of the system were compared - differing in the use of a hydrogen electrolysis plant, and a cogeneration unit using hydrogen engines. Calculations were carried out under Polish weather conditions, using the TRNSYS 18 simulation software. It was shown that the use of a cogeneration engine raises the unit cost of heat by 16.75 PLN/GJ without a clear impact on increasing the share of RES in the energy production process, and energy efficiency. For the size of the plant under study, the system concept without the hydrogen path (LCOH = PLN 99.43/GJ) is more economically justified.
Na potrzeby Przedsiębiorstwa Energetyki Cieplnej w Końskich, w ramach ogłoszonego przez NCBiR konkursu „Elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym”, opracowano koncepcję systemu elektrociepłowniczego zasilanego w ponad 80% z zeroemisyjnych, odnawialnych źródeł energii.
Wobec kryzysu energetycznego na znaczeniu zyskują systemy ciepłownicze bazujące na kilku źródłach, w tym OZE. Takie uniezależnienie od dostaw paliw daje ciepłownikom bezpieczeństwo i pewność zbilansowania podaży i popytu, o ile w systemie jest magazyn ciepła i przynajmniej jedno źródło w pełni sterowalne.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono analizę możliwości wykorzystania parafiny LTP 53/35 produkowanej przez firmę Polwax pod kątem jej wykorzystania jako materiału magazynującego ciepło tzw. PCM. Badania wykonano przy użyciu różnicowej kalorymetrii skaningowej DSC, która jest powszechnie wykorzystywana w badaniach materiałów PCM. Potencjał do magazynowania ciepła parafiny określono na podstawie porównania jej z wodą, która jest powszechnie używana w magazynach zarówno ciepła jak i chłodu.
EN
The article contains an analysis of potential to heat storage of paraffin LTP 53/35 Polwax production. For this study one of the thermal analysis methods was used - Differential Scanning Calorimetry (DSC) which is frequently used to study phase change materials. The potential to heat accumulation of the investigated paraffin has been determined in comparison to heat storage potential of water, which is widely used in heat and cold storage.
W pracy omówiono zagadnienia projektowe związane z doborem magazynu chłodu z materiałem PCM do instalacji wody lodowatej zasilanej agregatem adsorpcyjnym. Dla analizowanego obiegu opracowano model o parametrach skupionych i wykonano obliczenia pięciu różnych przypadków. Analiza otrzymanych wyników pozwoliła na określenie optymalnej wielkości magazynu oraz wpływu działania elementów automatyki.
Zaproponowano instalację do magazynowania w zasobniku PCM ciepła produkowanego przez system z płaskimi cieczowymi kolektorami słonecznymi dla Browaru Warka. Zgromadzona energia ma być wykorzystywana na potrzeby obecnie stosowanej metody mycia na miejscu CIP. Kolektory słoneczne zostaną zamontowane na dachu hali produkcyjnej i rozlewni, tj. na powierzchni około 26 000 m2. W skali roku instalacja ma produkować około 7,3 min MJ ciepła, czyli około 14% zapotrzebowania na ciepło do metody CIP. Jako substancję zmiennofazową wybrano parafinę typu RT54HC.
EN
The paper presents an installation for storing in the PCM tank the heat produced by the system with flat-plate liquid solar collectors at the Warka Brewery. The collected energy is to be used for the currently applied CIP method. Solar collectors will be installed on the roof of production hall and bottling plant, i.e. on the area of approximately 26 000 m2. On an annual basis, the plant is expected to produce about 7.3 million MJ of heat, or approximately 14% of heat demand for the CIP method. RT54HC paraffin was chosen as phase-changing substance.
Wzrost wykorzystania OZE w systemach ciepłowniczych, początkowo zaniedbywanego, staje się jednym z priorytetów UE w promocji ogólnego wzrostu udziałów OZE w zużyciu energii we Wspólnocie oraz w działaniach na rzecz zwalczania emisji zanieczyszczeń i przeciwdziałaniu zmianom klimatu.
Artykuł zawiera omówienie koncepcji, a także budowy i sterowania modelowego magazynu ciepła wykonanego w ramach zadania 5.11 projektu kluczowego POIG.01.01.02-00-016/08. Konstrukcja urządzenia pozwala na przeprowadzenie wielu badań nad sprawnością magazynowania energii w postaci ciepła, a także zastosowanie magazynu ciepła jako odbiornika energii produkowanej z wiatru [1] lub w procesie kogeneracji.
EN
This paper contains discussion of the model heat repository conception, construction and controlling, which is realized within the 5.11 task of the POIG 01.01.02-00-016/08 project. Device construction allows the wide experiment range of the heat form energy accumulation efficiency to be conducted and the application of the heat repository as the receiver of energy produced from the wind [1] or in the cogeneration process.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW