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

Zalety oraz wyzwania stosowania akumulatorów z katodą LFP

Kalbarczyk Aneta, Zalewska Aldona, Marzantowicz Michał, Kalbarczyk Michał

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2024

|

nr 112

193--204

PL

Poważne obawy związane ze zmianami klimatycznymi w połączeniu z wysokim poziomem ceny paliwa przyczyniają się do rozwoju badań nad nowymi magazynami energii oraz poszczególnymi komponentami magazynów, między innymi katod. Katoda wykonana z fosforanu litowo-żelazowego LiFePO4 (LFP) stosowana w bateriach magazynów ma bardzo duży potencjał, ponieważ posiada wiele zalet takich jak bezpieczeństwo, niska cena oraz nietoksyczność. W niniejszym rozdziale przedstawiono główne szanse oraz wyzwania związane ze stosowaniem tej katody w magazynach energii wraz z odpowiednimi badaniami literaturowymi. Zaprezentowano również typowe strategie zwiększające wydajność katody z LFP wraz z opisem poszczególnych strategii. W celu rozwoju rynku magazynów energii i upowszechnienia magazynów z katodą LFP niezbędne jest prowadzenie dalszych badań, które będą miały na celu głębsze zrozumienie korelacji kinetyki interkalacji litu w LFP z modyfikacją powierzchni katody.

EN

Serious concerns about climate change combined with high fuel prices contribute to the development of research on new energy storage facilities and individual storage components, including cathodes. The cathode made of LiFePO4 lithium iron phosphate (LFP) used in storage batteries has great potential because it has many advantages such as safety, low price and non-toxicity. This chapter presents the main opportunities and challenges related to the use of this cathode in energy storage, along with relevant literature research. Typical strategies to increase the cathode efficiency of LFP are also presented along with a description of each strategy. In order to develop the energy storage market and popularize of LFP storages, it is necessary to conduct further research aimed at a deeper understanding of the correlation between the kinetics of lithium intercalation in LFP and the modification of the cathode surface.

3

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.

4

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.

5

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.

6

Selection of cells and analysis of the energy storage system for a solar car

Frączek Szymon, Klaszczyk Wiktor, Stacherski Adam, Łęk Adam, Żołądek Maciej

Polityka Energetyczna

|

2024

|

T. 27, z. 2

47--70

EN

The presented study describes the research carried out on the selection of cells for the “Perła” solar car. The study aimed to select optimal cells in terms of car efficiency and related costs. In particular, we focused on an innovative approach, utilizing pouch-type cells. The research included cell discharge tests and an analysis of the results obtained from the numerical model. During the discharge tests, the cells were subjected to a constant current value to measure their efficiency and capacity. Based on the collected data, a numerical model was developed that included battery prices and car performance depending on the type of cell. Particular attention was paid to the cost-performance analysis. The research presented in the article provides valuable information for electric car battery system designers, helping them to make informed decisions regarding the selection of cells. The article is an important contribution to the development of solar car technology and can contribute to improving their efficiency and competitiveness in the market. The analysis results showed that different types of cells significantly impacted both the cost and performance of a solar car. It was found that battery price and performance varied depending on the cell type. Batteries utilizing pouch-type cells had an impressive 82% cost reduction, providing substantial savings for potential users. Additionally, these batteries had the potential to achieve a 2% greater range than batteries using commonly used 18650 cells, which are widely used in the automotive industry. The novelty lies in the presentation that introducing pouch-type cells as an innovative element of the battery system can improve efficiency and competitiveness in the market.

PL

W prezentowanej pracy opisano badania przeprowadzone nad doborem ogniw do samochodu solarnego „Perła”. Celem badań był wybór optymalnych ogniw pod kątem wydajności samochodu i kosztów z tym związanych. W szczególności przeanalizowano ogniwa typu pouch. Badania obejmowały charakterystyki rozładowania ogniw oraz analizę wyników uzyskanych z modelu numerycznego. Podczas testów rozładowania ogniwa poddano działaniu prądu o stałej wartości, w celu pomiaru wydajności i pojemności. Na podstawie zebranych danych opracowano model numeryczny uwzględniający ceny akumulatorów oraz osiągi samochodu w zależności od rodzaju ogniwa. Szczególną uwagę zwrócono na analizę kosztów i wydajności. Badania przedstawione w artykule dostarczają cennych informacji projektantom systemów akumulatorów do samochodów elektrycznych, pomagając im w podejmowaniu świadomych decyzji dotyczących doboru ogniw. Artykuł stanowi wkład w rozwój technologii samochodów zasilanych energią słoneczną i może przyczynić się do poprawy ich efektywności i konkurencyjności na rynku. Wyniki analizy wykazały, że dobór ogniw miał znaczący wpływ zarówno na koszt, jak i wydajność samochodu zasilanego energią słoneczną. Stwierdzono, że cena i wydajność baterii różniły się w zależności od typu ogniwa. Baterie wykorzystujące ogniwa typu pouch charakteryzowały się imponującą redukcją kosztów o 82%, zapewniając potencjalnemu użytkownikowi znaczne oszczędności. Dodatkowo akumulatory te miały potencjał osiągnięcia o 2% większego zasięgu niż akumulatory wykorzystujące powszechnie stosowane w motoryzacji ogniwa 18650. Nowość polega na pokazaniu, że wprowadzenie ogniw typu pouch jako innowacyjnego elementu systemu akumulatorowego może przyczynić się do poprawy efektywności i konkurencyjności na rynku.

7

Evaluation of economic profitability using energy storage in context of using renewable energy

Olczak Piotr, Gucwa Anna

Polityka Energetyczna

|

2024

|

T. 27, z. 2

27--46

EN

Energy storage is an increasingly vital aspect of the energy sector in Poland due to the growing prevalence of renewable energy sources. Its primary goal is to support the uptake of renewable energy in the country’s energy mix. The article presented here analyzes the economic potential of buying and selling electricity on the Intra-Day Market and the Day-Ahead Market of Towarowa Giełda Energii SA (Polish Energy Market: TGE) in terms of energy storage. In four scenarios, energy was either bought and sold on the DAM/IDM or bought on one market and sold on the other to identify the most favorable case. Two four-month periods in 2021 and 2023 were examined. An analysis was carried out on a lithium-ion storage facility that has a two-hour charging cycle for energy storage. A methodology was proposed to identify the two highest and two lowest energy prices for imposing constraints on the purchase and sale times. The time of day when these prices occurred was also analyzed. The annual and periodic profits that can be obtained by purchasing and selling stored energy were calculated. The calculations and analyses facilitated inter-market comparison. Energy storage payback time was computed, and investment profitability was examined. The final section presents conclusions, opportunities, and suggestions for further research in this area.

PL

Magazynowanie energii jest coraz ważniejszym aspektem sektora energetycznego w Polsce ze względu na rosnącą popularność odnawialnych źródeł energii. Jego jednym z głównych celów jest wspieranie wykorzystania energii odnawialnej w miksie energetycznym kraju. W prezentowanym artykule dokonano analizy potencjału ekonomicznego zakupu i sprzedaży energii elektrycznej na Rynku Dnia Bieżącego i Rynku Dnia Następnego Towarowej Giełdy Energii SA (Polski Rynek Energii: TGE) w zakresie magazynowania energii. W czterech scenariuszach energię kupowano i sprzedawano na RDN/IDM lub kupowano na jednym rynku i sprzedawano na drugim, aby określić najkorzystniejszy przypadek. Badano dwa czteromiesięczne okresy w latach 2021 i 2023. Przeprowadzono analizę magazynu litowo-jonowego, który posiada dwugodzinny cykl ładowania w celu magazynowania energii. Zaproponowano metodologię identyfikacji dwóch najwyższych i dwóch najniższych cen energii w celu nałożenia ograniczeń na czas zakupu i sprzedaży. Analizie poddano także porę dnia, w której te ceny występowały. Obliczono roczne i okresowe zyski, które można uzyskać z zakupu i sprzedaży zmagazynowanej energii. Przeprowadzone obliczenia i analizy umożliwiły porównania międzyrynkowe. Obliczono czas zwrotu magazynowania energii oraz zbadano opłacalność inwestycji. W ostatniej części przedstawiono wnioski oraz możliwości i sugestie dalszych badań w tym obszarze. Jak obliczono, najbardziej opłacalnym przypadkiem po uwzględnieniu efektywności ekonomicznej był zakup na RDN i sprzedaż na RDN w części 2023 roku: 18 751,61 [EUR/MWh mocy]. Dla porównania, najwyższą wartość za rok 2021 uzyskano w przypadku sprzedaży i zakupu na IDM, z zyskiem na poziomie 7531,23 [EUR/MWh mocy].

8

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.

9

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.

10

Dlaczego wieloskalowe magazynowanie energii elektrycznej jest nierealizowalne technicznie?

Gajer Mirosław, Handzel Zbigniew

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2024

|

Vol. 65, Nr 6

18--20

PL

W artykule poddano dyskusji zagadnienia związane z wielkoskalowym magazynowaniem energii elektrycznej, które według powszechnie głoszonych opinii ma przyczynić się do rozwiązania problemu braku możliwości odbioru nadmiaru generowanej mocy w farmach fotowoltaicznych podczas godzin okołopołudniowych. Na przykładzie odpowiednich wyliczeń pokazano, że takie wielkoskalowe magazynowanie energii elektrycznej jest na obecnym etapie rozwoju techniki po prostu nierealizowalne fizycznie.

EN

The article discusses issues related to large-scale electricity storage, which is widely claimed to contribute to solving the problem of not being able to collect the excess power genera ted in photovoltaic farms during the hours of solar noon. Using the relevant calculations as an example, it is shown that such large-scale electricity storage is simply not physically feasible at the current stage of technological development.

11

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.

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

Zasilanie gwarantowane w czasie niedoborów energii

Kuczyński Karol

Rynek Instalacyjny

|

2023

|

Nr 12

42--46

PL

W artykule omówiono wybrane sposoby magazynowania energii elektrycznej oraz strukturę pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych w Polsce. Zwrócono uwagę na zasilanie odbiorców z kilku źródeł, w tym z sieci elektroenergetycznej (układy hybrydowe), w okresach niedoborów energii.

EN

The article discusses selected methods of electricity storage and the structure of obtaining energy from renewable sources in Poland. It draws attention to the power supply of consumers from several sources, including the power grid (hybrid systems), during periods of energy shortages.

16

Magazynowanie ciepła w budynkach z wykorzystaniem prądu sieciowego i z OZE

Ryńska Joanna

Rynek Instalacyjny

|

2023

|

Nr 6

34--40

PL

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.

17

Ciepło z OZE - projekt innowacyjnej elektrociepłowni w Końskich

Joniec Waldemar

Rynek Instalacyjny

|

2023

|

Nr 1-2

38--45

PL

Narodowe Centrum Badań i Rozwoju prowadzi jeden z najszerszych i najskuteczniejszych w UE programów dla małych ciepłowni i elektrociepłowni. Program ten angażuje potencjał naukowy, badawczy, analityczny, projektowy i wykonawczy polskich firm. Zadaniem przedsięwzięcia „Elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym" jest przekształcenie krajowych systemów ciepłowniczych bazujących na paliwach kopalnych w uniwersalny system wytwarzania i magazynowania energii do celów grzewczych w połączeniu z kogeneracją opartą na OZE. Ma ono wręcz uratować tzw. ciepłownictwo powiatowe dzięki jego dekarbonizacji.

18

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.

19

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.

20

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.