Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Use of wind energy of the ground zone in low individual buildings

Obuchowicz Rafał

Przestrzeń i Forma

|

2024

|

nr 57

187--204

EN

The issue of obtaining wind energy in individual construction facilities is associated with a change in the scope of design issues undertaken in the case of high and large-scale buildings. This is due to the limited size of the assumptions, the type of wind devices used and the need to maintain their proper relationship to the function and form of the architectural object, and the need to ensure acceptable energy efficiency in turbulent flow conditions. The currently adopted design approaches, treated as patterns and constituting the starting point in the design process, constitute a correct synthesis of the issues undertaken by the designer, but they do not fully exhaust the issues raised. This article presents a study concept of a residential facility located below ground level and equipped with an installation for obtaining wind energy.

PL

Problematyka pozyskiwania energii wiatru w obiektach budownictwa indywidualnego wiąże się ze zmianą zakresu podejmowanych zagadnień projektowych występujących w przypadku budynków wysokich i wielkoskalowych. Wynika to z ograniczonych rozmiarów założeń, rodzaju stosowanych urządzeń wiatrowych i potrzeby zachowania właściwych ich relacji do funkcji i formy obiektu architektonicznego oraz z konieczności zapewnienia akceptowalnej wydajności energetycznej w warunkach przepływu o charakterze turbulentnym. Przyjęte aktualnie podejścia projektowe, traktowane jako wzorce i stanowiące punkt wyjścia w procesie projektowym stanowią prawidłową syntezę zagadnień podejmowanych przez projektanta, lecz nie wyczerpują w pełni podejmowanej problematyki. W niniejszym artykule przedstawiono koncepcję studyjną obiektu mieszkalnego, zlokalizowanego poniżej poziomu terenu i wyposażonego w instalację do pozyskiwania energii wiatru.

2

Wiatrowe farmy morskie i lądowe : jaka czeka je przyszłość?

Kwinta Wojciech

Geoinżynieria : drogi, mosty, tunele

|

2024

|

nr 1

18--29

PL

Z tekstu dowiesz się: jak w rozwoju branży może pomóc Europejska Karta Energetyki Wiatrowej, jaką rolę w systemie energetycznym odgrywają lądowe farmy wiatrowe, co przyniesie budowa morskich farm wiatrowych.

3

Optimal airfoil selection for small horizontal axis wind turbine blades: a multi-criteria approach

Batu Temesgen, Lemu Hirpa G., Negash Besufekad, Beyene Eaba, Tirfe Dagim, Hailemichael Eyob, Alemneh Solomon

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2024

|

Vol. 41, nr 1

57-68

EN

Over the last century, the growing demand for clean energy has emphasized wind energy as a promising solu-tion to address contemporary energy challenges. Within the realm of wind energy, the wind turbine plays a pivotal role in harnessing the kinetic energy of the wind and converting it into electrical power. Among the various components of the wind turbine system, turbine blades assume a critical role in capturing the wind's kinetic energy and converting it into rotational motion. Consequently, the design of wind turbine blades holds the utmost importance in determining the overall performance and efficiency of the entire wind turbine system. One essential aspect of blade design involves selecting an appropriate airfoil. Throughout history, numerous airfoil profiles have been developed for various applications. Notably, National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) and National Renewable Energy Laboratory (NREL) airfoils have been tailored for aircraft and large-scale wind turbine blades, respectively. However, the quest for suitable airfoil types for small-scale wind turbine blades has been ongoing. This study delves into an examination of over 62 distinct NACA and NREL aerofoil types tailored for small horizontal-axis wind turbine blades. Employing specialized software, namely QBlade, specifically designed for modeling and simulating wind turbine blades, the study calculates key parameters such as power output, stress, deformation, and weight for each airfoil. Subsequently, based on the simulated data, the optimal airfoil is identified using the Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) multi-criteria selection approach. This selection process takes into account simulation results pertaining to power output, stress, deformation, and weight. The decision-making process involving multiple criteria is facilitated using Excel and Python. The findings of this study reveal that among the 62 airfoil types under consideration, the NACA 0024, NACA 2424, and NACA 4424 airfoils emerge as the most suitable choices for small horizontal-axis wind turbine blades.

PL

W ciągu ostatniego stulecia rosnące zapotrzebowanie na czystą energię uwydatniło energię wiatrową jako obiecujące rozwiązanie umożliwiające sprostanie współczesnym wyzwaniom energetycznym. W dziedzinie energii wiatrowej turbina wiatrowa odgrywa kluczową rolę w wykorzystywaniu energii kinetycznej wiatru i przekształcaniu jej w energię elektryczną. Spośród różnych elementów systemu turbin wiatrowych, łopaty turbin odgrywają kluczową rolę w konwersji energii kinetycznej wiatru w ruch obrotowy. W związku z tym konstrukcja łopat turbin wiatrowych ma ogromne znaczenie przy określaniu ogólnej wydajności i efektywności systemu turbin wiatrowych. Jednym z istotnych aspektów konstrukcji łopaty jest dobór odpowiedniego profilu. Na przestrzeni ostatnich dekad opracowano wiele profili płatów do różnych zastosowań. Warto zauważyć, że profile NACA (National Advisory Committee for Aeronautics) i NREL (National Renewable Energy Laboratory) zostały dostosowane odpowiednio do łopat samolotów i wielkogabarytowych turbin wiatrowych. Trwają jednak poszukiwania odpowiednich typów profili do łopat małych turbin wiatrowych. W badaniu tym szczegółowo zbadano 62 różne typy profili NACA i NREL dostosowanych do łopat małych turbin wiatrowych o osi poziomej. Wykorzystując specjalistyczne oprogramowanie QBlade, opracowane specjalnie do modelowania i symulacji zachowania łopat turbin wiatrowych, w badaniach obliczono kluczowe parametry turbiny, takie jak moc wyjściowa, naprężenia, odkształcenia i masę każdego płata. Następnie, na podstawie symulowanych danych, zidentyfikowano optymalną geometrię płata przy użyciu wielokryterialnego podejścia TOPSIS (technika wyboru preferencji według podobieństwa do idealnego rozwiązania). W procesie wyboru odpowiedniej geometrii łopaty uwzględniono wyniki symulacji dotyczące mocy wyjściowej, naprężeń, odkształceń i masy. Proces podejmowania decyzji uwzględniający wiele kryteriów przeprowadzono za pomocą procedury Python w programie Excel. Wyniki badań wskazały, że spośród 62 rozważanych typów płatów, profile NACA 0024, NACA 2424 i NACA 4424 wydają się być najbardziej odpowiednim wyborem na łopaty małych turbin wiatrowych o osi poziomej.

4

Zielony wodór : krótka monografia. Część 1, Procesy wytwarzania

Polaczek Jerzy

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 4

312--320

PL

Dokonano przeglądu metod wytwarzania zielonego wodoru z wykorzystaniem odnawialnych surowców i źródeł energii. W szczególności przedstawiono przemysłowe procesy elektrolizy wody, prowadzonej w elektrolizerach zasilanych energią słoneczną lub energią turbin wiatrowych, oraz procesy konwersji organicznych odpadów (w tym komunalnych) do wodoru.

EN

A review, with 65 refs., of methods for prodn. of H₂ by using renewable raw material and energy sources. In particular, industrial processes for electrolysis of H₂O with renewable elec. energy (photovoltaics or wind farms) and for org. waste-to-H₂ conversion were taken into consideration.

5

Przeprowadzenie badań środowiskowych na potrzeby oceny oddziaływania morskiej farmy wiatrowej wraz z morską i lądową infrastrukturą przyłączeniową na środowisko

Skuza Magdalena Kinga, Dziura Andrzej, Otawski Piotr, Markowska Cerić Joanna, Wiącek Adam, Goncharov Iwona

Nowa Energia

|

2023

|

nr 5/6

102--104

PL

Rozwój energetyki wiatrowej na morzu jest nieuniknionym kierunkiem działania w celu wzrostu niezależności energetycznej. Dostępność przestrzenna oraz wyjątkowo korzystne warunki wietrzne w stosunku do obszarów lądowych powodują, że udział morskiej energetyki wiatrowej w całkowitej krajowej produkcji energii odnawialnej będzie stale rosnąć i dążyć do większościowego udziału w całkowitej produkcji energii odnawialnej.

6

Wykorzystanie energii pochodzącej z farm wiatrowych do produkcji zielonego wodoru

Filar Bogdan, Kwilosz Tadeusz, Miziołek Mariusz, Moska Agnieszka

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 11

716--721

PL

Zatwierdzona 2 lutego 2021 r. Polityka energetyczna Polski do 2040 r. (PEP2040) zakłada duży wzrost udziału energii pochodzącej z OZE we wszystkich sektorach gospodarki. Zgodnie z prognozą w 2030 r. udział OZE w końcowym zużyciu energii brutto powinien wynieść co najmniej 23%. Projekt PEP2040 zakłada rozwój energetyki wiatrowej i fotowoltaicznej, co wpłynie na wzrost zainstalowanej mocy elektrowni wiatrowych do około 8–11 GW oraz fotowoltaicznych do około 10–16 GW. Zgodnie z danymi publikowanymi przez Rynek Elektryczny sumaryczna moc zainstalowanych OZE w Polsce na koniec sierpnia 2022 r. osiągnęła 20,9 GW. Należy podkreślić, że sumaryczna moc zainstalowana w całej polskiej energetyce (OZE i konwencjonalna) w sierpniu 2022 r. wynosiła 59 GW. Spośród elektrowni OZE największy udział miała fotowoltaika (11 GW), co stanowiło 19,2% ogółu zainstalowanych mocy. Natomiast sumaryczna moc elektrowni wiatrowych wynosiła 7,7 GW (13,3%). W publikacji podkreślono również, że w 2022 r. moc zainstalowanej fotowoltaiki wzrosła w porównaniu z rokiem 2021 o 84%, a elektrowni wiatrowych – o 12,7%. Powodem szybkiego rozwoju OZE jest duży wzrost ceny konwencjonalnych nośników energii (paliwa kopalne), który wpłynął na wzrost ceny energii elektrycznej. W czerwcu 2022 r. cena kontraktów na dostawy energii elektrycznej wynosiła około 884,68 PLN/MWh. Dla porównania cena referencyjna energii elektrycznej produkowanej w elektrowniach wiatrowych, na podstawie wyników aukcji przeprowadzonej przez Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki z grudnia 2021 r., wyniosła 250 PLN/MWh. Niestety produkcja prądu przez elektrownię wiatrową zależy od siły wiatru i cechuje się bardzo dużą zmiennością, często zmienia się z godziny na godzinę. Przykładowo w nocy elektrownie mogą pracować z mocą ponad 5 GW, a po południu wykorzystanie ich mocy będzie poniżej 1 GW. W związku z tym, że produkcja energii z OZE jest wysoce niestabilna, to jej nadwyżki powinny zostać zmagazynowane. Głównym celem publikacji jest określenie ilości wodoru, jaka może zostać wyprodukowana z nadwyżek energii pochodzących z elektrowni wiatrowej.

EN

The Energy Policy of Poland until 2040 (EPP2040) approved on 2 February 2021 assumes a significant increase in the share of RES energy in all sectors of the economy. According to the prognosis, in 2030 the share of RES in gross final energy consumption should amount to at least 23%. The EPP2040 assumes that the development of wind and photovoltaic energy, will increase the installed capacity to approx. 8–11 GW (wind) and 10–16 GW (photovoltaic). According to the data published by the Rynek Elektryczny, the total installed capacity of RES in Poland reached 20.9 GW at the end of August 2022. It should be noted that the total installed capacity of the entire Polish energy sector (RES and conventional) in August 2022 was 59 GW. Among power plants classified as RES, the largest share was held by photovoltaics (11 GW), which accounted for 19.2% of the total installed capacity. The total capacity of wind farms was 7.7 GW (13.3%). The publication also emphasizes that in 2022, the installed capacity of photovoltaics, compared to 2021, increased by 84%, and wind farms by 12.7%. The rapid development of RES can be attributed a large increase in the price of conventional energy carriers (fossil fuels), which led to a rise in electricity prices. In June 2022, the price of electricity supply contracts was approximately PLN 884.68/MWh. For comparison, the reference price of electricity produced in wind farms, based on the results of the auction conducted by the President of the Energy Regulatory Office in December 2021, was PLN 250/MWh. Unfortunately, electricity production from wind farms depends on wind strength and characterized by high variability, often changing from hour to hour. For example, at night wind farms can operate with a capacity of over 5 GW, but in the afternoon their capacity utilization may be below 1 GW. As energy production from RES is highly unstable, its surpluses should be stored. The main purpose of this publication is to determine the amount of hydrogen that can be produced from surplus energy from a wind farm.

7

Theoretical efficiency of the pulverising aerator : A case study based on Lake Swarzędzkie

Osuch Andrzej, Osuch Ewa, Rybacki Piotr, Herkowiak Marcin, Osuch Emilia

Journal of Water and Land Development

|

2023

|

no. 57

204--209

EN

Lakes can be restored by the aeration method with the use of wind driven pulverising aerators. The method allows for moderate oxygenation of hypolimnion waters and it may be part of an integrated surface waters restoration system. The paper attempts to use the author’s method of maximum wind speeds to assess the volumetric flow of water through the aerator pulverisation mechanism. The study was conducted in 2018 in windy conditions of Lake Swarzędzkie. The introduction to the paper includes the characteristic of the lake and discusses the construction and operation of the wind driven pulverising aerator. Based on the maximum wind speed model, the theoretical capacity of the machine was calculated, which in the conditions of Lake Swarzędzkie was less than 111,500 m3 per year. Based on maximum wind speeds, the method of assessing the efficiency of the wind driven pulverising aerator is suitable for determining the volumetric flow rate of the pulverisation unit. This can significantly facilitate the planning of water reservoir restoration.

8

An intelligent approach to short-term wind power prediction using deep neural networks

Niksa-Rynkiewicz Tacjana, Stomma Piotr, Witkowska Anna, Rutkowska Danuta, Słowik Adam, Cpałka Krzysztof, Jaworek-Korjakowska Joanna, Kolendo Piotr

Journal of Artificial Intelligence and Soft Computing Research

|

2023

|

Vol. 13. No. 3

197--210

EN

In this paper, an intelligent approach to the Short-Term Wind Power Prediction (STWPP) problem is considered, with the use of various types of Deep Neural Networks (DNNs). The impact of the prediction time horizon length on accuracy, and the influence of temperature on prediction effectiveness have been analyzed. Three types of DNNs have been implemented and tested, including: CNN (Convolutional Neural Networks), GRU (Gated Recurrent Unit), and H-MLP (Hierarchical Multilayer Perceptron). The DNN architectures are part of the Deep Learning Prediction (DLP) framework that is applied in the Deep Learning Power Prediction System (DLPPS). The system is trained based on data that comes from a real wind farm. This is significant because the prediction results strongly depend on weather conditions in specific locations. The results obtained from the proposed system, for the real data, are presented and compared. The best result has been achieved for the GRU network. The key advantage of the system is a high effectiveness prediction using a minimal subset of parameters. The prediction of wind power in wind farms is very important as wind power capacity has shown a rapid increase, and has become a promising source of renewable energies.

9

The impact of onshore wind farms on the tourist value of the environment in the opinion of Poland ‘s inhabitants. Analysis of secondary empirical research results

Wartecka-Ważyńska Agnieszka

Economics and Environment

|

2023

|

No. 2

395--419

EN

In Poland, after several years of stagnation, onshore wind energy is becoming an important subject of interest for state and local authorities and society. An optimistic outlook for wind turbine investments is therefore emerging. The aim of the present paper is to discuss the social conditions that are an expression of public awareness that supports the construction of wind farms and to understand social opinions on the influence of wind farms on the local landscape, especially on the tourist values of the landscape. To characterise the topic under study, the methods of literature review, statistical analysis, and secondary document analysis were used. Results of the nationwide empirical studies contained in the reports indic-ated a high level of public awareness of Polish society accepting investments in onshore wind farms. They do not diminish its tourist and recreational values and do not limit the development of tourist traffic.

PL

W Polsce po kilkuletnim zastoju lądowa energia wiatrowa zaczyna stanowić ważny przedmiot zainteresowań władz państwowych, samorządowych i społeczeństwa. Pojawia się zatem optymistyczna perspektywa inwestycji w turbiny wiatrowe. Celem artykułu jest przedstawienie społecznych warunków będących wyrazem świadomości społecznej, aprobujących budowę farm wiatrowych oraz rozpoznanie opinii społecznej dotyczącej wpływu tych farm na lokalny krajobraz, szczególnie na jego walory turystyczne. W charakterystyce badanego tematu wykorzystano metodę analizy literatury przedmiotu, metodę analizy statystycznej oraz metodę analizy dokumentów wtórnych. Wyniki ogólnopolskich badań empirycznych zawarte w wykorzystanych raportach wskazują wysoki poziom świadomości społecznej mieszkańców Polski, akceptujących inwestycje w lądowe farmy wiatrowe. Nie umniejszają jego wartości turystyczno-rekreacyjnej i nie ograniczają rozwoju ruchu turystycznego.

10

Renewable energy sources as a way to prevent climate warming in Poland

Sikora Jan, Zimniewicz Kazimnierz

Economics and Environment

|

2023

|

No. 2

456--474

EN

The discussion on renewable energy sources, especially wind and solar energy, conducted in Poland reveals diverse positions among representatives of science, business, local government, and government. It is generally accepted that renewable energy sources are an important factor in limiting global warming. However, it is also emphasised that this energy absorbs high costs related to, e.g. the acquisition of rare metals used in the production of wind turbines, with the disposal of used parts. The article aims to present the opinions of representatives of science, economic practice, and authorities as an expression of behaviour toward the problem of climate warming and renewable energy. An example of expressed opinions is the discussion in the public space, which is created by publications in magazines and non-serial literature. As a result of using the method of analysis of secondary materials, the article shows the diversity of views on the subject under study. Opposing views on the causes of global warming have found; that wind energy can limit global warming, but it can also cause damage to the economy, landscape, and human health. The development of wind energy is determined by legal, organisational, economic, and technological obstacles that are difficult to overcome in Poland. However, the need to develop renewable energy, including wind and solar energy, is supported by 85% of Polish society.

PL

Prowadzona w Polsce dyskusja na temat odnawialnych źródeł energii, szczególnie energii wiatrowej i słonecznej ujawnia zróżnicowane stanowiska wśród przedstawicieli nauki, biznesu i władzy rządowej oraz samorządowej. Ogólnie uważa się, że odnawialne źródła energii są ważnym czynnikiem ograniczenia ocieplenia klimatu. Ale też podkreśla się, że wytwarzanie tej energii pochłania duże koszty związane m. in. z pozyskiwaniem metali rzadkich stosowanych w produkcji np. turbin wiatrowych, baterii słonecznych oraz koszty z opracowaniem sposobów utylizacji zużytych części elektrowni wiatrowych, paneli słonecznych. Celem publikacji jest przedstawienie opinii jako wyrazu postaw społecznych przedstawicieli nauki, praktyki gospodarczej, władzy rządowej i samorządowej na powyższe problemy. Przykładem wyrażanych opinii jest dyskusja w przestrzeni publicznej, którą tworzą artykuły i wywiady zamieszczane w czasopismach i publikacjach zwartych. W artykule przyjęto tezę wskazującą na różnicę poglądów reprezentantów nauki, praktyki gospodarczej i władzy na temat znaczenia odnawialnych źródeł energii w ograniczaniu ocieplenia klimatu. Weryfikacja tezy łączyła się z przeprowadzeniem badań, w których zastosowano metodę analizy literatury przedmiotu, raportów z badań empirycznych publikowanych w postaci artykułów w czasopismach krajowych i zagranicznych oraz na stronach internetowych. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że występują przeciwstawne opinie w zakresie oceny przyczyn ocieplenia klimatu, że energia wiatrowa z jednej strony jest czysta i ogranicza proces ocieplenia klimatu, a z drugiej nie zapewnia bezpieczeństwa energetycznego kraju, powoduje szkody w krajobrazie i zdrowotne u ludzi. Rozwój tej energii hamują prze-szkody prawno-organizacyjne, techniczno-technologiczne i ekonomiczne. Potrzebę rozwoju energii wiatrowej popiera jednak 85% polskiego społeczeństwa, niezależnie od argumentów za i przeciw reprezentantów nauki, gospodarki i polityki.

11

Renewable Energy Sources - Benefits and Drawbacks From the Perspective of the Experiences of China, Brazil, Canada and The United States

Nartowska Edyta, Rozenwalde Alina

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2023

|

Vol. 33, no. 1

39--52

EN

The aim of the article was to identify actions, based on the experiences of China, Brazil, Canada, and the United States, that countries can implement to increase the share of hydro, solar, and wind energy in their economies. The analysis relied on a literature review and data obtained from the Our World In Data database. The findings indicate that there are effective strategies for clean energy adoption that can be applied worldwide. Key considerations include investing in appropriate infrastructure, developing new energy storage technologies, and implementing environmentally friendly methods for disposing of photovoltaic panels. It is essential to provide financial support for scientific research, particularly in assessing the long-term potential of renewable energy, considering geographic distribution, and evaluating public acceptance. Regulatory frameworks should strike a balance between promoting renewable energy expansion and avoiding excessive growth.

12

Overview of application options for vertical axis wind turbines

Kuczyński Waldemar, Michalska-Pożoga Iwona, Szczepanek Marcin, Chmiel Krzysztof

Archives of Thermodynamics

|

2023

|

Vol. 44, no 4

665--704

EN

The article presents an analysis of the use of Savonius wind turbines with vertical axis of rotation. The first part presents an analysis of the literature with the dentification of the properties of the basic atmospheric parameters related to the air movement referred to as wind. Used mathematical descriptions used in the analysis of air movement and enabling the identification of basic thermodynamic parameters of wind turbines with a vertical axis of rotation were presented. Then, the historical background of the development of wind turbines with a vertical axis of rotation was presented, and constructions of this type currently used were described. Proposals for modification of the configuration and design of Savonius rotors and the impact of these activities on their efficiency were analyzed. These issues were presented in relation to the experimental work carried out in the international research centers. Obvious advantages and disadvantages of using this type of equipment in the field of wind energy were indicated.

13

Recykling zużytych łopat turbin wiatrowych – skala zjawiska dla Polski

Wronka Kacper, Badyda Krzysztof

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 6

51--59

PL

W artykule podjęto próbę oszacowania ilości odpadów pochodzących z łopat turbin wiatrowych w nadchodzących latach dla Polski. Na bazie istniejących modeli obliczeniowych podjęto próbę skonstruowania modelu jak najwierniej oddającego polskie realia. Obliczenia przeprowadzono dla dwóch scenariuszy, które różnią się metodologią i założeniami. Pierwszy scenariusz bazował na rozkładzie łącznej mocy zainstalowanej turbin wiatrowych w latach 1997 – 2021 i prostym podejściu ilościowym, aby oszacować rozkład ilości odpadów w czasie. Drugi scenariusz bazował na dokładniejszych danych dotyczących farm wiatrowych w Polsce i bardziej rozwiniętym modelu ilościowym Liu i Barlow. Poruszono zagadnienia, które pomijane są przy obliczeniach tego typu, a w szczególności perspektywę przedłużenia czasu eksploatacji turbin wiatrowych ze względu na możliwy duży wpływ na ilość odpadów. Oszacowano wolumeny odpadów na bazie włókna szklanego i węglowego w poszczególnych latach do roku 2040. Wyróżniono materiał kompozytowy na bazie włókna szklanego jako dominujący materiał odpadowy. Uzyskane wyniki osadzono w kontekście literaturowym.

EN

In this paper attempt was made to calculate amount of waste generated from wind turbine blades in Poland. Based on existing knowledge an attempt was made to devise a model best suited for Poland. Calculations were made for two scenarios which differed in methodology and assumptions. First scenario was based on a distribution of installed capacity of wind turbines over the years from 1997 to 2021 and simple quantitative model to estimate the distribution of blade waste. Second scenario based on more detailed data regarding wind farms in Poland and more developed quantitative model by Liu and Barlow. Topics, often omitted in other calculations, were discussed, especially turbine lifetime extension which can greatly impact amount of blade waste in the future. Specific annual amounts of glass fibre reinforced plastics and carbon fibre reinforced plastics were calculated to year 2040. Glass fibre reinforced plastics were highlighted as the most dominant waste material. Calculations were compared with existing literature.

14

Forecasting wind capacity using Gauss regression models based on nuclear functions

Niekurzak Mariusz

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 4

61--71

EN

Energy obtained from wind is characterized by high variability of output power and low availability, therefore it is necessary to predict their future energy production for economic purposes. The aim of the work is to develop and investigate forecasting methods allowing to increase the accuracy of wind farm power prediction with the use of artificial intelligence methods. The study explores the potential of various Gaussian Process Regression (GPR) models based on nuclear functions. In particular, the proposed models are dedicated to short-term prediction. The analysis was based on the operation of 6 wind farms located in Poland. A total of 120 sets of input data were selected for training and testing of the proposed models, and then their impact on the change in the accuracy of the forecasts was verified. As a result of the research, various structures of prognostic models were proposed and tested in order to select the most favorable variant. The comparison of the developed models based on the GPR method shows that the Pearson Universal Kernel (PUK) model was the superlative model. The prediction results of the GPR-PUK model turned out to be the most accurate and in line with the actual values, which allowed to verify the feasibility and effectiveness of using this model for forecasting. Machine learning methods will be able to show higher efficiency with the increase in the amount of data and the expansion of the set of potential explanatory variables. In the sea of data, machine learning methods are able to create predictive models more effectively without the need for tedious analyst interference in data preparation and multi-stage analysis. They will also allow for any frequent updating of the form of forecasting models, even after each addition to the data set.

PL

Energia pozyskiwana z wiatru charakteryzuje się dużą zmiennością mocy wyjściowej i niską dyspozycyjnością, konieczne jest zatem przewidywanie ich przyszłej produkcji energii dla celów ekonomicznych. Celem pracy jest opracowanie i zbadanie metod prognostycznych pozwalających zwiększyć dokładność predykcji mocy elektrowni wiatrowej przy wykorzystaniu metod sztucznej inteligencji. W opracowaniu zbadano potencjał różnych modeli regresji procesu Gaussa (GPR) opartych na funkcjach jądra. W szczególności zaproponowane modele dedykowane są do predykcji krótkoterminowej. Analiza opierała się na pracy 6 elektrowni wiatrowych zlokalizowanych na terenie Polski. Do szkolenia i testowania proponowanych modeli wybrano łącznie 120 zestawów danych wejściowych, a następnie zweryfikowano ich wpływ na zmianę dokładności wykonanych prognoz. W wyniku przeprowadzonych badań, zaproponowano i przetestowano różne struktury modeli prognostycznych, w celu wyboru najkorzystniejszego wariantu. Porównanie opracowanych modeli opartych na metodzie GPR pokazuje, że modelem superlatywnym był model jądra uniwersalnego Pearsona (PUK). Wyniki przewidywania modelu GPR-PUK okazały się najdokładniejsze i są zgodne z rzeczywistymi wartościami, co pozwoliło w ten sposób zweryfikować wykonalność i skuteczności zastosowania tego modelu do prognozowania. Metody uczenia maszynowego będą mogły wykazać się wyższą skutecznością wraz ze wzrostem liczby danych oraz rozszerzeniem zbioru potencjalnych zmiennych objaśniających. W morzu danych metody uczenia maszynowego są w stanie skuteczniej tworzyć modele prognostyczne bez konieczności żmudnej ingerencji analityka w przygotowanie danych i wieloetapową analizę. Pozwolą także na dowolnie częstą aktualizację postaci modeli prognostycznych, nawet po każdym uzupełnieniu zbioru danych.

15

Wykorzystanie dronów w inspekcjach morskich farm wiatrowych OFFSHORE

Dzido Hanna

Przegląd Komunikacyjny

|

2022

|

R. 77, nr 2/3

40--45

PL

Wraz ze wzrostem globalnych inwestycji w morską energetykę wiatrową i szybkim wdrażaniem technologii wiatrowych w niebezpiecznych środowiskach głębokowodnych, inspekcja eksploatacyjna turbin wiatrowych i związanej z nimi infrastruktury odgrywa ważną rolę w bezpiecznej i wydajnej eksploatacji morskich farm wiatrowych. W ostatnich latach wiele uwagi poświęcono wykorzystaniu bezzałogowych statków powietrznych (BSP) i zdalnie pilotowanych bezzałogowych statków powietrznych (RPA) powszechnie określanych jako „drony”, do zdalnej inspekcji infrastruktury z zakresu OZE (odnawialnych źródeł energii) tj. farm fotowoltaicznych oraz lądowych farm wiatrowych. Drony posiadają znaczący potencjał, aby zmniejszyć nie tylko liczbę operacji lotniczych (zaangażowania statków powietrznych i załóg lotniczych) oraz transportu personelu dokonującego przeglądy i naprawy morskich turbin wiatrowych, ale także ilość ciężkiego sprzętu transportowanego do wykonywania niebezpiecznych prac kontrolnych. Zaangażowanie BSP skraca również czas przestoju elektrowni potrzebny do wykrycia usterek i zebrania informacji diagnostycznych z całej farmy wiatrowej. Korzyści z technologii inspekcji w branży morskiej energetyki wiatrowej opartej na dronach, potwierdzają dotychczasowe testy, a perspektywa rozwoju energetyki morskiej zachęca do dalszych prac z wykorzystaniem BSP. Jednocześnie należy mieć na uwadze, iż każda nieprzewidziana awaria systemu dronowego podczas jego misji może spowodować przerwanie prac kontrolnych (podczas inspekcji), a tym samym ograniczenie energii elektrycznej generowanej przez turbiny wiatrowe. W artykule przedstawiono potencjał dronów w procesie inspekcji farm wiatrowych, w tym morskich, przedstawiono przykładowe modele BSP używane do inspekcji, wskazano sposoby prowadzenia kontroli z użyciem dronów oraz zwrócono uwagę na znaczące obniżenie kosztów procesu eksploatacji morskich farm wiatrowych wskutek ograniczenia wykorzystania lotnictwa załogowego (śmigłowców i załóg lotniczych) oraz eliminacji ryzyka związanego z zaangażowaniem personelu do wykonywania inspekcji elektrowni wiatrowych na morzu. Wskazano również na potencjał bezzałogowych platform pływających w ramach współpracy z BSP w procesie dokonywania inspekcji morskich farm wiatrowych.

EN

With the increase in global investments in offshore wind energy and the rapid implementation of wind technologies in hazardous deep water environments, operational inspection of wind turbines and related infrastructure plays an important role in the safe and efficient operation of offshore wind farms. In recent years, much attention has been paid to the use of unmanned aerial vehicles (UAVs) and remotely piloted unmanned aerial vehicles (RPAs) commonly referred to as "drones" for remote inspection of renewable energy infrastructure, i.e. photovoltaic farms and onshore wind farms. Drones have significant potential also in in offshore wind energy. Inspection with drones allows for to reduce not only the number of flight operations (involvement of aircraft and flight crews) and the transport of personnel carrying out the maintenance and repair of offshore wind turbines. With drones is possible carry the equipment transported for hazardous inspection work. The involvement of UAVs also reduces the plant downtime needed to detect faults and collect diagnostic information from the entire wind farm. The benefits of inspection technology in the offshore wind energy industry based on drones are confirmed by the previous tests, and the prospect of offshore energy development encourages further work with the use of UAVs. At the same time, it should be borne in mind that any unexpected failure of the drone system during its mission may interrupt control works (during inspections), and thus reduce the electricity generated by wind turbines. The article presents the potential of drones in the process of inspecting wind farms, including offshore wind farms, presents examples of UAV models used for inspections, indicates methods of conducting inspections with the use of drones and highlights a significant reduction in the costs of the operation of offshore wind farms as a result of limiting the use of manned aviation (helicopters and flight crews) and the elimination of the risk associated with the involvement of personnel to perform inspections of wind farms at sea. The potential of unmanned floating platforms as part of cooperation with UAV in the process of inspecting offshore wind farms was also indicated.

16

Stand-alone hybrid system for extracting maximum power and constant voltage under load variation

Rabab’ah Hana’ A., Anagreh Yaser N.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 7

76--80

EN

This paper presents an integrated stand-alone wind / Photovoltaic (PV) system enhanced with storage system and the required controllers. The proposed scheme concerned with maximum electrical power extracting from the two renewable energy resources to maintain the DC bus with a fixed voltage, under different levels of wind speed and solar irradiation irrespective of the battery state of charge (SOC). To approach full utilization of the system components, proper power management strategy is implemented. The validity of the proposed scheme is confirmed through extensive simulation results under different operating conditions.

PL

W artykule przedstawiono zintegrowany, autonomiczny system wiatrowy / fotowoltaiczny (PV) wzbogacony o system magazynowania i wymagane sterowniki. Proponowany schemat dotyczył maksymalnej mocy elektrycznej wydobywanej z dwóch ´zródeł energii odnawialnej w celu utrzymania stałego napięcia na szynie DC, przy różnych poziomach prędkości wiatru i napromieniowania słonecznego, niezależnie od stanu naładowania akumulatora (SOC). Aby zbliżyć się do pełnego wykorzystania elementów systemu, wdrażana jest właściwa strategia zarządzania energią. Trafność proponowanego schematu jest potwierdzona wynikami szeroko zakrojonych symulacji w róznych warunkach eksploatacyjnych.

17

Assessment of flange diffuser structures to improve the power generation of a diffuser augmented wind turbine

Klistafani Yiyin, Yunus Shiddiq A. M., Anshar Muhammad, Suwasti Sri

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 4

21--26

EN

Wind energy has become the most popular renewable based power plant for the last decades due to its environment benighted and large natural availability. Although modern wind turbine successfully installed worldwide, some areas with low speed wind characteristic might require a special innovation to increase the amount of conversion of extracted wind energy into electric power. One of among popular techniques for the low speed wind turbine is Diffuser Augmented Wind Turbine (DAWT) which are continued to develop from time to time for example by using numerical simulation as an early stages before manufacturing. In this paper a numerical simulations are performed to investigate the effect of attached flange on wind velocity characteristics. Numerical simulations were carried out for the flow field around various flange diffuser type structures to improve the performance of a DAWT. The present studies specifically investigate the effect of attached flange to outlet diffuser with various flange’s angle (0°, 10°, 20°, 30°) on the wind velocity characteristics. Numerical studies were conducted using the Computational Fluid Dynamics (CFD) method. The studies demonstrate that the curved diffuser with flange 10° generates the strongest increment of the wind velocity compared to the other configurations. The maximum velocity inside the diffuser increases up to 115.14%. It is found that the wind velocity at the diffuser centreline is not capable to represent the overall velocity of each section. The curved diffuser with flange 10° shows the highest increment of the average wind velocity along diffuser with the greatest increment of 102.4 % at x/L = 0.36, and the highest increment wind velocity at the diffuser centreline section at x/L = 0.18 is 115.14%.

PL

Energia wiatrowa stała się najpopularniejszą elektrownią wykorzystującą odnawialne źródła energii w ciągu ostatnich dziesięcioleci ze względu na zaciemnione środowisko i dużą naturalną dostępność. Chociaż nowoczesne turbiny wiatrowe są z powodzeniem instalowane na całym świecie, niektóre obszary o niskiej prędkości wiatru mogą wymagać specjalnej innowacji w celu zwiększenia ilości konwersji wydobytej energii wiatru na energię elektryczną. Jedną z popularnych technik dla turbin wiatrowych o niskiej prędkości jest turbina wiatrowa z dyfuzorem (DAWT), która jest od czasu do czasu rozwijana, na przykład przy użyciu symulacji numerycznej jako wczesnych etapów przed produkcją. W artykule przeprowadzono symulacje numeryczne w celu zbadania wpływu przymocowanego kołnierza na charakterystykę prędkości wiatru. Przeprowadzono symulacje numeryczne pola przepływu wokół różnych konstrukcji typu kołnierzowego dyfuzora, aby poprawić wydajność DAWT. Obecne badania w szczególności badają wpływ zamocowania kołnierza do dyfuzora wylotowego o różnym kącie kołnierza (0°, 10°, 20°, 30°) na charakterystykę prędkości wiatru. Badania numeryczne przeprowadzono metodą obliczeniowej dynamiki płynów (CFD). Z przeprowadzonych badań wynika, że zakrzywiony dyfuzor z kołnierzem 10° generuje najsilniejszy przyrost prędkości wiatru w porównaniu z innymi konfiguracjami. Maksymalna prędkość wewnątrz dyfuzora wzrasta do 115,14%. Stwierdzono, że prędkość wiatru w osi dyfuzora nie jest w stanie przedstawić całkowitej prędkości każdej sekcji. Zakrzywiony dyfuzor z kołnierzem 10° wykazuje największy przyrost średniej prędkości wiatru wzdłuż dyfuzora z największym przyrostem 102,4% przy x/L = 0,36, a największy przyrost prędkości wiatru w środkowej części nawiewnika przy x/L = 0,18 to 115,14%.

18

Realizacja celów polityki energetycznej poprzez odnawialne źródła energii

Czepło Filip

Przegląd Budowlany

|

2022

|

R. 93, nr 9-10

48--52

PL

W artykule została przedstawiona charakterystyka wybranych odnawialnych źródeł energii - energii słońca i wiatru. Opisano istotną rolę OZE, w tym fotowoltaiki w bezpieczeństwie energetycznym kraju. Zwrócono uwagę na korelację polityki energetycznej kraju z polityką Unii Europejskiej. Przybliżony został sposób działania ogniw fotowoltaicznych. Dokonano porównania opłacalności ekonomicznej, stopy zwrotu oraz współczynnika wykorzystania mocy w elektrowni wiatrowej i słonecznej. Nakreślono przyszłość OZE, w tym fotowoltaiki w Polsce zgodnie z założeniami polityki energetycznej do 2040 r.

EN

The article presents the characteristics of selected renewable energy sources - solar and wind energy. The important role of renewable energy sources, including photovoltaics, in the country’s energy security is described. Attention was paid to the correlation between the country’s energy policy and the policy of the European Union. The method of operation of photovoltaic cells was introduced. The economic profitability, rate of return and power utilization ratio in wind and solar power plants were compared. The future of renewable energy sources, including photovoltaics in Poland, is outlined in accordance with the assumptions of the energy policy until 2040.

19

Anty-atomowe podejście obecnego pokolenia rządzących w Niemczech – próba wyjaśnienia

Strupczewski Andrzej

Postępy Techniki Jądrowej

|

2022

|

z. 1

5--19

PL

Geneza nastawienia antynuklearnego w Niemczech sięga lat 70., gdy przez środek Niemiec przebiegała granica obstawiona z obu stron bronią jądrową, a dzieci słuchały bajek o strasznych skutkach skażeń radioaktywnych i awarii jądrowych. Dorastająca młodzież w Niemczech uczyła się strachu wobec energii jądrowej z antynuklearnej propagandy wspieranej przez wielki przemysł paliw kopalnych w USA i w Niemczech. Walka polityczna między partiami w Niemczech o bardzo wyrównanej liczbie głosów doprowadziła do tego, że w skład rządu weszła partia Zielonych, zwalczająca energetykę jądrową, a media nagłaśniające awarię w Fukushimie przeważyły szalę na korzyść partii antynuklearnych. Odnawialne źródła energii miały być tanie i czyste – w rzeczywistości dane z całej Europy pokazują, że nie dają one stabilnego zasilania w energię elektryczną, wymagają ogromnych subsydiów, mają niskie współczynniki wykorzystania mocy zainstalowanej, a luki podażowe wymagają wsparcia ze strony sterowalnych źródeł energii. Zużycie materiału na wiatraki i zapotrzebowanie terenu jest wielokrotnie większe niż na elektrownie jądrowe, ceny prądu w Niemczech są najwyższe w Europie, a emisje CO2 są dużo większe niż we Francji, opierającej swoją energetykę na elektrowniach jądrowych. Specjaliści niemieccy krytykują Energiewende – ale rząd nie zmienia swojej polityki.

EN

The roots of present antinuclear attitude in Germany were created in the seventies, when the boundary full of nuclear weapons ran through the middle of Germany and German children were listening to the tales of fearful hazards of radioactive contamination. Teenagers learned to hate nuclear power reading antinuclear books and papers financed in the USA and in Germany by big fossil companies. Then the political competition between two great parties of the same number of supporters resulted in introduction into the government of small minority party of Greens, basing their program on fight against nuclear power. The catastrophe in Fukushima presented by the media as the result of nuclear accident turned the public opinion against nuclear power. Renewable energy sources were claimed to be as clean and cheap. In reality the data from all Europe show that wind and sun cannot provide stable electrical power supply, require very large subsidies, have low coefficients of utilization of installed power, and require support from dispatchable energy sources to cover periods of no electricity generation from wind and sun installations. The needs of materials and terrain are many time larger than for nuclear power, the electricity prices are the highest in Europe and the emissions of CO2 are many times higher than in France, which has based its power industry on nuclear sources. German experts criticize Energiewende policy – but the government does not change its strategy.

20

The performance potential of wind energy in Ukraine and prospects for its recovery after the war

Antoniuk Nataliia, Baldzhy Maryna, Perkhach Оksana

Polityka Energetyczna

|

2022

|

T. 25, z. 3

91--104

EN

The potential of wind energy in Ukraine is examined in this article. Possibilities of its use are analyzed, an analytical assessment of the potential for its use is performed, and prospects for the use of energy resources for the development of the wind energy market is substantiated. Reasons are provided for the advantages and disadvantages of wind energy, which should be combined into the following components. The natural resource potential of Ukraine for the development of wind energy is analyzed. It has been confirmed that the wind energy potential of different territories of Ukraine is characterized by average annual wind speeds at the level of 7.0–8.5 m/s (on the continent – at heights of about 100 m, in water areas – about 50 m), which allows using megawatt-class wind turbines with annual coefficients of capacity utilization at the level of 0.3–0.4, which is quite efficient. The specific energy potential of wind energy in Ukraine is established, according to which, the territories of the country were grouped. It has been specified that the best places for locating wind power plants are areas with strong and constant winds, which can be found on the coast of the seas and in mountainous areas.

PL

W artykule omówiono potencjał energetyki wiatrowej w Ukrainie. Analizuje się możliwości jego wykorzystania, przeprowadza analityczną ocenę wykorzystania tego potencjału oraz uzasadnia perspektywy wykorzystania zasobów energetycznych dla rozwoju rynku energetyki wiatrowej. Ponadto omówiono także zalety i wady energetyki wiatrowej. Analizowany jest potencjał zasobów naturalnych Ukrainy dla rozwoju energetyki wiatrowej. Stwierdzono, że potencjał energetyki wiatrowej różnych terytoriów Ukrainy charakteryzuje się średnimi rocznymi prędkościami wiatru na poziomie 7,0–8,5 m/s (na kontynencie – na wysokości ok. 100 m, a na obszarach wodnych ok. 50 m), co pozwala na zastosowanie dość efektywnych turbin wiatrowych klasy megawatowej o rocznym współczynniku wykorzystania mocy na poziomie 0,3–0,4. Ustalono konkretny potencjał energetyczny energetyki wiatrowej, według którego pogrupowano terytoria kraju. Stwierdzono, że najlepszymi miejscami do lokalizacji elektrowni wiatrowych są tereny o silnych i stałych wiatrach, które występują na wybrzeżach mórz oraz na terenach górskich. Przeanalizowano produkcję energii elektrycznej przed wojną. Przedstawiono zalety rozwoju energetyki wiatrowej, która może się rozwijać, jeśli zostaną poprawione ramy prawne i promocja produkcji sprzętu do eksploatacji elektrowni wiatrowych. Ukazano potencjał rynku energetyki wiatrowej oraz wskazano głównych odbiorców energii wiatrowej w Ukrainie. Rozwój energetyki wiatrowej jest uważany za drogę do niezależności energetycznej gospodarki narodowej kraju.