Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Charakterystyki dynamiczne przebiegu procesu elektrolizy

Kotowicz J., Jurczyk M., Ogulewicz W., Węcel D.

Rynek Energii

|

2017

|

Nr 1

50--55

PL

Ciągły wzrost znaczenia odnawialnych źródeł energii (OZE), działających w oparciu o energię wiatru lub słońca prowadzi do potrzeby równoczesnego rozwoju różnych technologii magazynowania energii. Jedną z możliwości magazynowania energii jest jej przechowywanie w formie wodoru. W artykule przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w Instytucie Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej na stanowisku pomiarowym wyposażonym w elektrolizery alkaliczne typu AEM. Zaprezentowano wpływ skokowej zmiany wartości prądu zasilającego na parametry badanego układu oraz przedstawiono wybrane charakterystyki.

EN

The increase of the importance of renewable energy sources, working on the basis of the energy of wind or sun leads to the need for the simultaneous development of energy storage technologies. One of the possibilities for energy storage is storage it in form of hydrogen. The article describes the process of water electrolysis and the results of research conducted at the Institute of Power Engineering and Turbomachinery at Silesian University of Technology using the bench equipped with alkaline electrolyzers AEM type, capable of producing hydrogen by electrolysis of water. The influence of rapid changes in the value of the supply current on the parameters of the test system is shown and selected characteristics of electrolyzers are presented.

2

Dynamika pracy elektrolizerów produkujących wodór

Węcel D., Ogulewicz W., Kotowicz J., Jurczyk M.

Rynek Energii

|

2016

|

Nr 1

59--65

PL

W ostatnich latach w wielu krajach na całym świecie, daje się zaobserwować tendencja do budowy coraz większej ilości elektrowni, które bazują na niestabilnych źródłach energii odnawialnej takich jak wiatr czy promieniowanie słoneczne. Większość tych instalacji jest bezpośrednio przyłączona do sieci elektroenergetycznej. Ze względu na „ekolo-giczne pierwszeństwo” energii z OZE, właściwie cała możliwa do wyprodukowania energia tych elektrowni jest wprowa-dzana do systemu elektroenergetycznego, nawet niezależnie od zapotrzebowania. Wpływa to niekorzystnie na pracę sieci elektroenergetycznej i wymusza stosowanie dodatkowych mechanizmów regulacyjnych przyczyniających się do stabilizacji systemu. Jednym z możliwych rozwiązań jest zastosowanie układów magazynujących nadmiarową energię w wodorze. Podstawowym elementem takiej instalacji jest elektrolizer, który umożliwia płynne obciążenie elektrowni wiatrowej lub słonecznej w zależności od warunków pogodowych, a niezależnie od zapotrzebowania systemu. W artykule zaprezentowano problemy związane z wykorzystaniem elektrolizerów jako odbiornika energii elektrycznej przy niestabilnym źródle zasilania. Przedstawiono również wyniki badań elektrolizera typu PEM małej mocy, przy skokowej zmianie prądu zasilającego.

EN

In recent years in many countries around the world, can be observed a tendency to build more and more power plants that rely on unstable sources of renewable energy such as wind and solar radiation. Most of these plants are directly connected to the electricity network. Because of the "ecological preference" of energy from renewable sources, virtually all energy possible to produce from these power plants is fed into the electricity system, even independently of demand. This has a negative impact on the work of the electricity network and requires the use additional regulation mechanisms that contribute to stability of the system. One possible solution is to use the storage systems which converting excess energy in hydrogen. The main element of this system is the electrolyser, which enables smooth load the wind or solar power plants, depending on weather conditions, and independently of the system demand. The article presents problems associated with use electrolytic cells as an electric energy receiver at unstable power source. It also presents the research results of small PEM type electrolyser, obtained after step change of the supply current.

3

Analysis of hydrogen production in alkaline electrolyzers

Kotowicz J., Jurczyk M., Węcel D., Ogulewicz W.

Journal of Power Technologies

|

2016

|

Vol. 96, nr 3

149--156

EN

Increasing the share of renewables in the energy mix at the expense of non-renewable sources, which account for a major part of base load power generation units, adversely affects the stability of power systems. In order to maintain stability, there is a need to develop electric energy storage. One solution is to store surplus energy in the form of hydrogen. At present hydrogen is mainly obtained in the processes of using non-renewable fuels. However, it may also be obtained through an electrolysis process, powered by electricity produced from renewable energy sources. This article presents the principle of operation of various types of electrolyzers and presents selected characteristics for alkaline electrolyzers.

4

Elektrownia oxy z jonową membraną separacyjną - analiza techniczno-ekonomiczna z oszacowaniem ryzyka inwestycyjnego

Kotowicz J., Michalski S., Węcel D., Ogulewicz W.

Rynek Energii

|

2015

|

Nr 3

72--79

PL

W pracy analizowano elektrownię złożoną z: tlenowego kotła pyłowego zasilanego węglem kamiennym, układu turbiny parowej, instalacji wychwytu i sprężania CO2 oraz tlenowni wyposażonej w: jonową membranę separacyjną typu four-end. W elektrowni tej założono nadkrytyczne parametry pary (para świeża - 650 °C/30 MPa; para wtórnie przegrzana - 670 °C/6 MPa). Moc elektryczna generatora sprzężonego z turbiną parową wynosi 600 MW. W artykule przedstawiono sumaryczne wyniki analizy termodynamicznej, ekonomicznej oraz ryzyka dla elektrowni oxy bez oraz z wykorzystaniem ciepła odpadowego. Pierwszą z metod wykorzystania tego ciepła jest całkowite lub częściowe zastąpienie wysokoprężnych oraz niskoprężnych regeneracyjnych podgrzewaczy wody. Dzięki takiemu rozwiązaniu likwidowane są upusty pary z turbiny parowej, a tym samym rośnie moc elektryczna generatora sprzężonego z tą turbiną. Drugą analizowaną metodą wykorzystania ciepła odpadowego jest zastosowanie organicznego obiegu Rankine`a (ORC). W artykule dla wszystkich analizowanych przypadków przedstawiono wykresy izoliniowe sprawności wytwarzania energii elektrycznej netto oraz granicznej ceny sprzedaży energii elektrycznej w funkcji stopnia odzysku tlenu oraz sprężu sprężarki powietrza w tlenowni. Optymalne wartości tych wielkości porównano z analogicznie wyznaczonymi wielkościami dla bloku referencyjnego, który to składa się z klasycznego kotła pyłowego (powietrze jako utleniacz) oraz układu turbiny parowej. Ostatecznie zestawiono ze sobą wyniki analizy ryzyka dla bloku oxy i referencyjnego pod postacią wykresów prawdopodobieństwa skumulowanego w funkcji granicznej ceny sprzedaży energii elektrycznej.

EN

The power plant that contains: a hard coal-fired oxy-type pulverized fuel boiler, a steam turbine unit, a carbon dioxide capture unit and an air separation unit with a four-end type ion transport membrane was analyzed in this paper. The supercritical parameters were assumed for this power plant (live steam at 650 °C/30 MPa; reheated steam at 670 °C/6 MPa). Gross electric power of the generator driven by steam turbine is equal to 600 MW. The main results of thermodynamic, economic and risk analysis for the oxy type power plant with and without the use of waste heat are presented. First method of the use of this heat is the total or partial replacement of high and low pressure regenerative water heaters. The steam bleeds from steam turbine are eliminated and the power of the generator driven by this turbine increases. Second method of use of waste heat is implementation of an Organic Rankine Cycle (ORC). For all analyzed cases the isolines diagrams of the net efficiency of electricity generation and break-even price of electricity as a function of oxygen recovery rate and air compressor pressure ratio were presented in this paper. Optimal values of this quantities were compared with analogous quantities calculated for the reference power plant. The reference power plant contains: a classical pulverized fuel boiler (air as oxidant) and a steam turbine unit. Finally, the results of risk analysis for the oxy type and the reference power plant were presented as a diagram of a cumulative distribution as a function of break-even price of electricity.

5

Dobór optymalnych pod względem ekonomicznym parametrów pracy membranowej tlenowni zintegrowanej z nadkrytycznym blokiem węglowym

Kotowicz J., Michalski S., Ogulewicz W., Węcel D.

Rynek Energii

|

2015

|

Nr 2

91--98

PL

W pracy analizowano dwa warianty elektrowni (W1 i W2) składające się z następujących instalacji: kotła pyłowego typu oxy zasilanego węglem kamiennym, układu turbiny parowej, instalacji wychwytu i sprężania CO2 oraz tlenowni wyposażonej w: wysokotemperaturową membranę separacyjną typu four-end. Dla obydwu wariantów parametry pary świeżej to 650 °C/30 MPa, a pary wtórnie przegrzanej to 670 °C/6 MPa. Moc brutto wariantu W1 elektrowni oxy jest równa 600 MW. Wariant W2 różni się od wariantu W1 bloku oxy tym, że zastosowano w nim wymienniki zasilane ciepłem ze spalin oraz gazu pozostałego po separacji tlenu do podgrzania wody obiegowej w układzie turbiny parowej, a tym samym zastąpiono całkowicie lub częściowo niektóre z wymienników regeneracyjnych. W efekcie moc elektryczna brutto tego wariantu jest wyższa. W artykule przeprowadzono analizę ekonomiczną dla obydwu wariantów bloku oxy oraz bloku referencyjnego, który jest złożony z obiegu turbiny parowej (jak w wariancie W1 bloku oxy) oraz klasycznego kotła pyłowego. Wyznaczono nakłady inwestycyjne na budowę poszczególnych elementów tego bloku, które wraz z wielkościami termodynamicznymi takimi jak sprawność elektryczna bloku netto wykorzystano jako dane wejściowe dla przeprowadzonej analizy ekonomicznej. Jako miernik ekonomiczny wykorzystano graniczną cenę sprzedaży energii elektrycznej. Na podstawie wyników obliczeń dobrano optymalne spręże sprężarki powietrza oraz stopienie odzysku tlenu w tlenowni. Dodatkowo wyznaczone graniczne ceny sprzedaży energii elektrycznej w optymalnych punktach pracy i porównano z analogiczną ceną wyznaczoną dla bloku referencyjnego.

EN

Two variants of an oxy type power plant (W1 and W2) that contains steam turbine, hard coal-fired oxy-type pulverized fuel boiler, carbon dioxide capture unit and an air separation unit with a four-end type high-temperature membrane were analyzed in this paper. For both variants the live steam thermodynamic parameters are 650 °C/30 MPa and the reheated steam parameters are 670 °C/6 MPa. Gross electric power of the W1 variant of the oxy type power plant is equal to 600 MW. The second variant (W1) differs from the first one in that heat exchangers, supplied by heat from the flue gas and the gas remaining after the separation of oxygen in the air separation unit, were added. These heat exchangers were raising the temperature of the feed water in the steam turbine unit and thereby partially or completely were replacing the regenerative water heaters. The economic analysis of both variants of the oxy type power plant and the reference power plant (which contains the same steam turbine as in variant W1 of the oxy type power plant and a classical pulverized fuel boiler) were carried out in this paper. The investment costs of individual elements of the power plant were determined. These investment costs and thermodynamic indicators such as the net efficiency of electricity generation were used as inputs for economic analysis. The break-even price of electricity was used as an economic indicator. The optimal air compressor pressure ratio and optimal oxygen recovery rate were determined. Additionally the break-even price of electricity in optimal working points for both variants of oxy type power plant were compared with the break-even price of electricity for the reference power plant.

6

Charakterystyki ekonomiczne nadkrytycznego bloku typu oxy zintegrowanego z modułami ORC

Kotowicz J., Brzęczek M., Job M., Ogulewicz W., Węcel D.

Rynek Energii

|

2015

|

Nr 1

57--63

PL

W artykule przedstawiono charakterystyki ekonomiczne bloku oxy o mocy 600 MW zintegrowanego z tlenownią wykorzystującą wysokotemperaturową membranę HTM. Zidentyfikowano i wykorzystano źródła ciepła odpadowego w analizowanej elektrowni poprzez nadbudowę bloku o układy ORC. Analiza modułów ORC obejmowała pracę siłowni ORC na trzech czynnikach: benzen, R245ca oraz toluen. Analizie ekonomicznej zostały poddane układy: referencyjny blok oxy (REF), w którym ciepło odpadowe nie jest wykorzystywane, blok z zastąpioną sekcją wymienników niskoprężnych (REG) dzięki wykorzystaniu ciepła odpadowego oraz blok zintegrowany z siłowniami ORC w dwóch wariantach: z optymalnym (ORC_O) i nieodpowiednim (ORC_P) doborem czynników roboczych. Przedstawiono metodologię ekonomicznej oceny rozpatrywanych bloków wraz z głównymi założeniami potrzebnymi do jej wykonania. Dla każdego bloku wyznaczono graniczną cenę sprzedaży energii elektrycznej oraz jej składowe. Zbadano wpływ wybranych czynników ekonomicznych takich jak: ceny węgla kamiennego, nakładów inwestycyjnych oraz ceny uprawnień do emisji CO2 na zmianę granicznej ceny sprzedaży energii elektrycznej.

EN

The article presents an economic characteristic of the oxy-type unit 600 MW integrated with the membrane oxygen plant. The waste heat sources in the analyzed power plant were identified and used by the inte-gration with an ORC modules. The analysis of the ORC modules contain the work on three fluids: benzene, R245ca and toluene. The economic analysis was made for: reference oxy – type unit (REF), in which the waste heat is not used, unit with the low pressure exchangers section (REG) replaced through the use of waste heat and unit integrated with the ORC modules in two variants: with optimal (ORC_O) and improper (ORC_P) choice of operating factors. The methodology of economic evaluation of the analyzed units with the main assumptions were presented. For each variant the break-even price of electricity was determined. The influence of selected economic factors such as: fuel price, investment costs and the price of CO2 allowances to change of the break-even price of electricity was analyzed.

7

Analiza efektywności ekonomicznej nadkrytycznej elektrowni oxy z kotłem cfb i instalacją separacji powietrza z membraną wysokotemperaturową

Kotowicz J., Balicki A., Węcel D., Ogulewicz W.

Rynek Energii

|

2015

|

Nr 2

85--90

PL

W artykule przedstawiono analizę ekonomiczną układu elektrowni pracującej w technologii spalania tlenowego z kotłem CFB zasilanym węglem brunatnym zintegrowanym z instalacją separacji powietrza opartą o technologię membran wysokotemperaturowych typu three-end. W trakcie prowadzenia analizy wyznaczono graniczną cenę sprzedaży energii elektrycznej przy założeniu, że wartość zaktualizowana netto inwestycji (NPV) jest równa zero dla punktu pracy układu, który charakteryzuje się najniższymi jednostkowymi nakładami inwestycyjnymi (R=0,47). Kolejnym etapem była analiza wrażliwości ceny granicznej na zmianę czterech wybranych wielkości: czasu pracy bloku w ciągu roku, jednostkowych nakładów inwestycyjnych, ceny paliwa oraz ceny zakupu uprawnień do emisji dwutlenku węgla. Następnie porównano otrzymane wyniki z analogicznymi uzyskanymi dla układu odniesienia jakim była elektrownia klasyczna (spalanie powietrzne). Sprawdzono również przy jakiej cenie uprawnień do emisji CO2 elektrownia pracująca w technologii OXY będzie bardziej opłacalna niż układ klasyczny.

EN

The article presents an economic analysis of power plant operating in oxy-combustion technology with CFB boiler fed with lignite integrated with air separation unit based on three-end type high-temperature membranes. During the analysis break-even electricity price under the assumption that the net present value of investment (NPV) is equal to 0 for the plant operating point characterized by the lowest unit investment costs (oxygen recovery rate R=0,42) was determined. The next step was the sensitivity analysis of the break-even price of electricity on a changes of selected parameters: time of operation of the power unit within a year, capital expenditures, fuel price and the price of carbon dioxide emission allowances. Then these results were compared with those obtained for the analogous reference system which was a classic power unit (combustion in air). It was also examined at which price of the CO2 emission allowances power plant operating in oxy-combustion technology will be more profitable than the classical system.

8

Badania identyfikacyjne autonomicznego układu sterowania pracą ogniwa paliwowego FC-42/HLC-720W

Ogulewicz W.

Rynek Energii

|

2012

|

Nr 2

131--137

PL

Wytwarzanie energii elektrycznej przez stosy ogniw paliwowych FC-42/HLC byłoby niemożliwe bez auto-nomicznego układu sterowania pracą urządzeń pomocniczych. Autonomiczny układ sterowania składa się z zespołu pomiaru napięcia i natężenia prądu ogniwa wraz z zabezpieczeniem podnapięciowym i nadprądowym, zespołu „przepłukiwania” anody, zespołu sterującego pracą kompresora regulującego ilość powietrza dostarczanego do katody ogniwa oraz zespołu pomiaru i regulacji temperatury wodnego układu chłodzącego ogniwo i sterującego wentylatorami chłodnicy. W artykule przedstawiono sposób działania i wyniki badań wszystkich czterech zespołów autonomicznego układu sterowania pracą ogniwa paliwowego.

EN

Electricity production by the FC-42/HLC fuel cell stacks would be impossible without autonomic system that controls auxiliary devices. Autonomic control system consists of fuel cell’s voltage and current measuring unit with undervoltage and overcurrent protection, anode purge unit, compressor’s control unit supplying air to cathode, measuring and regulating system unit which control coolant temperature and cooler ventilators. The article presents research results and operating mode of all four above mentioned subassemblies of automatic control system for FC-42/HLC-720W.

9

The possibilities of the use of waste heat from low temperature PEM fuel cells

Ogulewicz W., Węcel D.

Journal of Energy Science

|

2012

|

Vol. 1, nr 2

59--69

EN

Low temperature PEM fuel cells generate electricity with an efficiency of the order of 50%. The remaining chemical energy of the fuel is converted into heat with a relatively low temperature. The working temperatures of PEM fuel cells usually do not exceed 80-90°C to prevent damage to the membrane material. This requires the cooling of the fuel cells, and the heat with a temperature of about 70°C obtained in the process may generally be used only for heating purposes. In order to improve the electricity generation efficiency of the PEM fuel cells (PEMFC), it is proposed that Peltier semiconductor thermoelectric modules should be used as thermogenerators. This solution allows a conversion of heat into electricity from a low temperature source. This process is completed in a direct energy conversion device. Water-cooled PEMFC stacks are used in the conducted studies. This solution makes it possible to use the waste heat in a specially designed heat exchanger beyond the fuel cell. For the research purposes, a device is constructed which is composed of two thermally insulated water chambers with Peltier modules in between. One of the chambers is fed with hot liquid from the PEMFC cooling cycle. The other chamber, fed with a cold liquid, makes it possible for the heat to flow through Peltier thermoelectric modules, converting heat into electricity. In such systems it is very difficult to obtain an effective heat flow in the exchanger and to ensure a relatively large temperature difference between the upper and the lower heat source. This problem may be solved by using the concept proposed in this paper, i.e. by placing Peltier modules inside individual fuel cells. As a result, a compact structure is obtained, which allows a minimization of possible energy losses and a reduction in the device weight. This, however, requires appropriate cooling (maintaining a low temperature) on what is referred to as the Peltier cell cold side. Additionally, owing to the fact that Peltier cells may operate as a "heat pump" or as a thermogenerator, extra assistance is obtained in the fuel cell for the generation of either electricity or heat, depending on the needs.

10

Badania półprzewodnikowego generatora termoelektrycznego

Ogulewicz W.

Rynek Energii

|

2011

|

nr 4

71-75

PL

Wytwarzanie energii elektrycznej przez niskotemperaturowe ogniwa paliwowe typu PEM powoduje jednoczesną generację ciepła, tym większą im większa jest moc obciążenia ogniwa. Stosy ogniwa paliwowego chłodzone są wodą w obiegu zamkniętym. Ciepło odpadowe wynikające z konieczności chłodzenia ogniw paliwowych konwertowane jest w energię elektryczną z użyciem półprzewodnikowych modułów Peltiera. Zarówno ogniwa Peltiera jak i ogniwa paliwowe są urzą-dzeniami bezpośredniej przemiany i nie mają części ruchomych, a ich wzajemna współpraca umożliwia wzrost sprawności generowanej energii elektrycznej. W artykule przedstawiono stanowisko badawcze i wyniki badań generatora termoelek-trycznego składającego się z dwukomorowego wymiennika ciepła i półprzewodnikowych modułów Peltiera. Przedstawiono także koncepcję budowy hybrydowego systemu wytwórczego ogniwa paliwowo-termoelektrycznego.

EN

Electricity production by the low-temperature PEM type fuel cells coincides with heat generation, the higher the greater power load of fuel cell is. Stacks of fuel cells are closed circuit water-cooled. Waste-heat resulting from fuel cells cooling necessity is converted into electricity with the use of solid-state Peltier's modules. Both Peltier's modules and fuel cells are direct conversion units that don't have any moveable parts and co-operation between them enables increase of generated electricity efficiency. The article presents the investigative installation and results of research on thermoelectric generator composed of double-chamber heat exchanger and solid-state Peltier's modules. The idea of hybrid fuel-thermoelectric generative system has been described.

11

Badania membranowego ogniwa paliwowego chłodzonego cieczą

Ogulewicz W.

Rynek Energii

|

2011

|

nr 1

123-126

PL

W artykule zaprezentowano wybrane zagadnienia procesu konwersji paliwa wodorowego w energię elektryczną i ciepło. Ilość energii elektrycznej wytwarzanej przez niskotemperaturowe membranowe ogniwo paliwowe typu PEM chłodzone cieczą zależy między innymi od wartości temperatury wody chłodzącej ogniwo i współczynnika nadmiaru powietrza zasilającego katodę ogniwa. W artykule przedstawiono instalację badawczą dwóch stosów paliwowych FC-42/HLC o mocy 360 W każdy, sposób współpracy ogniwa z autonomicznym układem sterowania oraz wyniki badań wpływu wyżej wymienionych parametrów na pracę ogniwa.

EN

The research work presents the main issues of conversion of hydrogen fuel into electricity and heat. The amount of electricity produced by PEM type low-temperature membrane liquid-cooled fuel cell depends inter alia on cooling water temperature and excess air coefficient supplying cell's cathode. The article characterizes the investigative installation of two fuel cell stacks FC-42/HLC with the electric power of 360 W each, describes fuel cell with automatic control system co-operation and presents research results of influence presented parameters on the fuel cell work.

12

Instalacja badawcza: ogniwo fotowoltaiczne – generator wodoru – ogniwo paliwowe

Ogulewicz W., Węcel D., Wiciak G., Łukowicz H.

Energetyka

|

2011

|

nr 2-3

117-119

PL

Przedstawiono, na podstawie zdobytych doświadczeń, instalację badawczą zespołu: ogniwo fotowoltaiczne – generator wodoru – ogniwo paliwowe. Głównym zadaniem projektu jest budowa i optymalizacja instalacji demonstracyjnej składającej się z niskotemperaturowych ogniw paliwowych PEMFC, ogniw fotowoltaicznych i elektrolizerów. Zakłada się, że uzyskane rezultaty badań będą podstawą przeniesienia wyników na instalacje o większych wartościach mocy. Badania będące przedmiotem projektu tworzą nowatorskie rozwiązania szczególnie w obszarze energetyki rozproszonej. Uzyskanie rzetelnych informacji o obiekcie będzie osiągnięciem zamierzonego celu z uwagi na rozpoznanie rzeczywistych charakterystyki oraz możliwości współpracy ogniw paliwowych, elektrolizerów i ogniw fotowoltaicznych.

EN

Presented is, on the basis of experince gained, a research installation prepared by the team of authors: PV cell - hydrogen generator - fuel cell. The main task of the project is building and optimization of demonstrative installation consisting of low-temperature fuel cells PEMFC, PV cells and electrolysis cells. Assumption is made that the obtained research results will be the basis of possible transferring them onto installations of bigger power values. The research, being the object of the project, creates innovatory solutions especially in the field of distributed power generation. Obtaining reliable informations about the object will be the practical reaching of the aim because of possibility to recognize real characteristics and cooperation ability of fuel cells, electrolysers and PV cells.

13

Study on the possibility of use of photovoltaic cells for the supply of electrolysers

Węcel D., Ogulewicz W.

Archives of Thermodynamics

|

2011

|

Vol. 32, no. 4

33-53

EN

Photovoltaic cells have been used for a long time to supply the electrical devices of small power in areas without access to the electricity networks (or other sources of electric energy). The ecological aspect of the use of the renewable energy sources, together with the technology development and increasingly lower costs of production the photovoltaic cells, cause the increase of their application. The solar power plants are built in several places in the world, not necessarily in the areas of high light intensity. Nowadays, such developments mostly depend on the wealth of a particular country. The largest photovoltaic power stations have power of a several dozen of MW. The major disadvantage of the photovoltaic cells is that the energy production is possible only during the day. This causes a necessity of energy accumulation in large photovoltaic systems. One possibility of storing large amounts of energy gives a hydrogen fuel, generated in the electrolysers powered directly from photovoltaic cells. Hydrogen, stored in pressure tanks or in tanks with synthetic porous materials, can be again used to produce electricity in fuel cells. This paper introduces selected issues and test results associated with the use of photovoltaic cells to power the hydrogen generators. The possible connections of photovoltaic modules integrated with electrolysers were analyzed. In this article the results of the electricity daily production by polycrystalline photovoltaic cells, collected in the course of the entire year were also presented.

14

Instalacja badawcza: ogniwo fotowoltaiczne - generator wodoru - ogniwo paliwowe

Ogulewicz W., Węcel D., Wiciak G.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Opolska

|

2010

|

z. 64

101-102

PL

We współczesnej energetyce zastosowania ogniw paliwowych dotyczą jednostek małych i średnich mocy jako źródeł rozproszonych energii elektrycznej i ciepła. Zastosowania te w istotny sposób uwarunkowane są ograniczeniami ekonomicznymi. Już w 2002 roku Unia Europejska postanowiła zintensyfikować prace nad zastosowaniem technologii wodorowych w energetyce. Planuje się, aby w 2010 roku na obszarze UE z odnawialnych źródeł pochodziło około 12% energii. Cel ten zostanie osiągnięty, jeżeli uda się zrealizować projekty badawcze dotyczące tanich i wydajnych ogniw paliwowych.

EN

Selected problems connected to the use of fuel cells in energy-system with solar renewable energy are introduced in the paper. Electric energy from photovoltaic cells supply electrolysers in hydrogen generators. Solar generated hydrogen fuel is oxidized in fuel cells and produce electric energy according to the electrical power requirement of the receivers. During oxidation process in fuel cells also heat is generated. The method of waste heat conversion from fuel cells cooling system to electric power was proposed using semiconductor thermoelectric Peltier cells. In this article was specified guiding principles of research and development project of PEM fuel cell and conception of research system made in Institute of Power Engineering and Turbomachinery was discussed. It was presented suggestions and conclusions related to potential application of that technology in power industry, take into account the advanced research level.

15

Koncepcja stanowiska badawczego: ogniwo fotowoltaiczne - generator wodoru - ogniwo paliwowe

Ogulewicz W., Węcel D., Wiciak G., Łukowicz H.

Rynek Energii

|

2010

|

nr 2

108-112

PL

W pracy zaprezentowano wybrane zagadnienia zastosowania ogniw paliwowych w układach wykorzystujących słoneczną energię odnawialną. Energia elektryczna ogniw fotowoltaicznych zasila elektrolizery generatorów wodoru. Uzyskane paliwo wodorowe utleniane w ogniwach paliwowych wytwarza energię elektryczną zgodnie z profilem zapotrzebowania odbiorców. W procesie utleniania wodoru w ogniwach paliwowych powstaje również ciepło. Zaproponowano sposób konwersji ciepła odpadowego z chłodzenia ogniw paliwowych w energię elektryczną z użyciem półprzewodnikowych modułów termoelektrycznych Peltiera. W artykule wyszczególniono założenia projektu badawczo-rozwojowego ogniwa paliwowego typu PEM oraz omówiono koncepcje instalacji badawczych realizowanych w Instytucie Maszyn i Urządzeń Energetycznych. Przedstawiono sugestie i wnioski dotyczące potencjalnych zastosowań tej technologii w energetyce uwzględniające obecny poziomu za-awansowania badań.

EN

Selected problems connected to the use of fuel cells in energy-system with solar renewable energy are introduced in the paper. Electric energy from photovoltaic cells supply electrolysers in hydrogen generators. Solar generated hydrogen fuel is oxidized in fuel cells and produce electric energy according to the electrical power requirement of the receivers. During oxidation process in fuel cells also heat is generated. The method of waste heat conversion from fuel cells cooling system to electric power was proposed using semiconductor thermoelectric Peltier cells. In this article were specified guiding principles of research and development project of PEM fuel cell and conception of research system made in Institute of Power Engineering and Turbomachinery was discussed. There were presented suggestions and conclusions related to potential application of that technology in power industry, take into account the advanced research level.

16

Identyfikacja wpływu sposobu zasilania elektrolizera na efektywność produkcji paliwa wodorowego

Węcel D., Ogulewicz W.

Rynek Energii

|

2010

|

nr 4

77-82

PL

Odnawialne źródła energii stosowane do produkcji energii elektrycznej są jednym ze sposobów ograniczenia emitowanego CO2 przez człowieka do atmosfery. Ze względu na niestabilność dopływu energii z takich źródeł, np. energii promieniowania słonecznego, konieczne jest odpowiednie zmagazynowanie pozyskanej energii. Jedną z możliwości jest produkcja i magazynowanie wodoru, który w zależności od zapotrzebowania będzie utleniany w ogniwach paliwowych. W artykule przedstawiono zagadnienia związane z produkcją wodoru do ogniw paliwowych typu PEM. Jednym z podstawowych sposobów produkcji wodoru, wykorzystującym odnawialne źródła energii, jest proces elektrolizy wody. Zastosowanie urządzeń bezpośredniej przemiany takich jak ogniwa fotowoltaiczne pozwala na stworzenie stosunkowo sprawnych i nieskomplikowanych w eksploatacji układów wykorzystujących energię Słońca do produkcji wodoru w elektrolizerach. W artykule zaprezentowano wyniki badań małych generatorów wodoru zasilanych ze stabilizowanego zasilacza prądu stałego, a następnie z ogniw fotowoltaicznych. Celem pracy było określenie optymalnego sposobu połączeń układu ogniwo fotowoltaiczne - elektrolizer, pozwalającego uzyskać maksymalną wydajność.

EN

Renewable energy sources, used to power generation, are one of way to reduce emission of CO2 to the atmosphere by people. In respect of unstable energy inflow from such sources, e.g. solar radiation, the appropriate storage of energy is necessary. One of the way is to produce and storage hydrogen, which allows to generate power in fuel cells, adapted to current demand. In this paper are presented problems of hydrogen production for PEM type fuel cells. One of the basic methods of hydrogen production, using renewable energy sources, is water electrolysis. The use of direct conversion devices such as photovoltaic cells, allows to make devices producing hydrogen in electrolyser. This device is relatively efficient and uncomplicated in working and using solar energy. In the paper are presented the results of experimental investigations of small hydrogen generators which are supplied by regulated DC power supply and next by photovoltaic panels. The goal of investigations was determining the optimal connections between photovoltaic panels and electrolysers, which allow to obtain maximum hydrogen production.

17

Rozwój i badania ogniw paliwowych na potrzeby techniki i energetyki

Wiciak G., Ogulewicz W., Węcel D., Łukowicz H.

Napędy i Sterowanie

|

2010

|

R. 12, nr 4

104-107

PL

W artykule omówiono wybrane zagadnienia dotyczące rozwoju technologii ogniw paliwowych na potrzeby układów energetycznych. Przedstawiono w pracy założenia badawcze dotyczące projektu badawczo-rozwojowego z zastosowaniem ogniwa paliwowego typu PEMFC oraz potencjalny obszar zastosowań badań prowadzonych w Instytucie Maszyn i Urządzeń Energetycznych. Przedstawiono sugestie i wnioski dotyczące potencjalnych zastosowań tej technologii w energetyce z uwzględnieniem współczesnego poziomu zaawansowania badań.

EN

In the article one discussed chosen concerning problems of the evolution of the technology of fuel cells on requirements of energy- system. One introduced on the job investigative concerning assumptions of the project searchingly-development with the use fuel cell type PEMFC and the potential area of uses of research guided in the Institute of Machines and Energy Devices. One introduced suggestions and concerning motions of potential uses of this technology in the energetic with the regard of present level beings promoted of research.

18

Ogniwa paliwowe PEMFC chłodzone cieczą – koncepcja wykorzystania ciepła odpadowego

Ogulewicz W., Wiciak G.

Napędy i Sterowanie

|

2010

|

R. 12, nr 4

117-119

PL

Zaproponowano sposób konwersji ciepła odpadowego z chłodzenia ogniw paliwowych w energię elektryczną z użyciem półprzewodnikowych modułów termoelektrycznych Peltiera. W artykule wyszczególniono założenia koncepcji instalacji badawczej związanej z wykorzystaniem ciepła generowanego przez obciążone ogniwo paliwowe realizowanej w instytucie Maszyn i Urządzeń Energetycznych, w ramach projektu badawczo-rozwojowego ogniwa paliwowego typu PEMFC.

EN

The article shows the way of waste heat conversion from fuel cell cooling process into electric energy with the use of Peltier thermoelectric semiconductor modules. It specifies the basis of testing installation concept related to utilization of heat generated by the loaded fuel cells realised by the Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych (Institute of Power Generation Machines and Equipment) within the frame of PEM fuel cell R&D project.

19

Odnawialne źródła energii a ogniwo paliwowe PEM - wybrane zagadnienia

Wiciak G., Węcel D., Ogulewicz W., Łukowicz H.

Napędy i Sterowanie

|

2010

|

R. 12, nr 9

169-171

PL

Odnawialne źródła energii stosowane do produkcji energii elektrycznej są jednym ze sposobów ograniczenia emitowanego CO2 przez człowieka do atmosfery. Ze względu na niestabilność dopływu energii z takich źródeł, np. energii promieniowania słonecznego, konieczne jest odpowiednie zmagazynowanie pozyskanej energii. Jedną z możliwości jest produkcja i magazynowanie wodoru, który w zależności od zapotrzebowania będzie utleniany w ogniwach paliwowych. W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia związane z produkcją wodoru do ogniw paliwowych typu PEM, Zastosowanie urządzeń bezpośredniej przemiany takich jak ogniwa fotowoltaiczne pozwala na stworzenie stosunkowo sprawnych i nieskomplikowanych w eksploatacji układów wykorzystujących energię Słońca do produkcji wodoru w elektrolizerach.

EN

Renewable in use energy sources to production the electrical energy are one from way of the reduction emitted CO2 through man to the atmosphere. In view of the instability of the flow of the energy from such sources, eg. the energy of the solar radiation, is necessary suitable storing of gained over energy. One from the possibility is the production and the storage of hydrogen which in the dependence from the application will be oxidized in fuel cells. In the article one introduced chosen connected problems with the production of hydrogen to fuel cells of the type PEM, the Use of de vices of the direct transformation such how photo voltaic cells lets on the creation of relatively efficient and simple in operation of system using the energy of the Sun to production hydrogen in electrolysers.

20

Badania ogniwa paliwowego PEMFC w układzie z ogniwem fotowoltaicznym i generatorem wodoru

Węcel D., Ogulewicz W., Wiciak G., Łukowicz H.

Napędy i Sterowanie

|

2010

|

R. 12, nr 4

112-116

PL

W pracy zaprezentowano wybrane wyniki badań z zastosowaniem ogniw paliwowych chłodzonych cieczą w układzie wykorzystującym słoneczną energię odnawialną. W artykule wyszczególniono założenia projektu badawczo-rozwojowego ogniwa paliwowego typu PEMFC oraz omówiono koncepcje instalacji badawczej i wybrane wyniki badań realizowanych w Instytucie Maszyn i Urządzeń Energetycznych. Przedstawiono sugestie i wnioski dotyczące potencjalnych zastosowań tej technologii w energetyce, uwzględniające obecny poziomu zaawansowania badań.

EN

The article presents selected results of research on liquid-cooled fuel cells applied in systems exploiting solar renewable energy. It specifies the basis of PEM fuell cell R&D project and discuss testing installation concepts and selected test results obtained by the Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych (Institute of Power Generation Machines and Equipment). Suggestions and conclusions are given on potential application of this technology in power generation industry taking into consideration current advancement of research work.