Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Charakterystyka wybranych technologii produkcji energii z biomasy w energetyce rozproszonej

Mirowski T., Mokrzycki E., Filipowicz M., Sornek K.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2018

|

nr 105

63--73

PL

Zmiany, które dokonują się na krajowym rynku paliw stałych, w szczególności prognozy dotyczące wzrostu cen, a także rosnące wymagania związane z przestrzeganiem obowiązujących norm ochrony środowiska, powodują wzrost zainteresowania odnawialnymi źródłami energii, zwłaszcza biomasą, wiatrem i promieniowaniem słonecznym. Źródła te umożliwiają osiągnięcie redukcji emisji CO2, a tym samym uniknięcie kosztów środowiskowych po 2020 roku. Dlatego też istotne znaczenie w tym zakresie będzie miał rozwój energetyki rozproszonej, która wyposażona w kotły biomasowe, kotły gazowe i wysokosprawne CHP, umożliwi spełnienie obowiązujących norm w zakresie efektywności energetycznej oraz emisji zanieczyszczeń do powietrza. Trzeba podkreślić, że podejmowane działania związane z ograniczeniem emisji (ustawa antysmogowa) będą przyczyniać się do zmniejszenia zużycia węgla w sektorze drobnych odbiorców (gospodarstwa domowe, rolnictwo oraz pozostali odbiorcy) na korzyść biomasy bądź innych źródeł odnawialnych. W artykule dokonano przeglądu wybranych technologii biomasowych: - kotły opalane biomasą rozdrobnioną (fluidalne, pyłowe oraz rusztowe), - kotły do spalania słomy, - układy kogeneracyjne zasilane biomasą, - toryfikacja i karbonizacja biomasy. W wymienionych technologiach biomasowych pokłada się nadzieję na ich dynamiczny rozwój i praktyczne zastosowanie w najbliższych latach, a tym samym na poprawę trudnej sytuacji w sektorze energetyki rozproszonej w zakresie mocy do 50 MW.

EN

The changes in the domestic solid fuel market (including forecasted increases in the fuel prices) and the growing requirements related to actual environmental standards, result in increased interest in renewable energy sources, such as biomass, wind and solar energy. These sources will allow to achieve reduction in the CO2 emission, and consequently – avoid environmental costs after 2020. Therefore, the development of distributed energy systems, based on the use of biomass boilers, gas boilers and high efficiency combined heat and power units, will enable the fulfillment of current standards in the field of energy efficiency and emission of pollutants to the atmosphere. It should be emphasized that the actions taken to reduce emissions (e.g. anti-smog act) will contribute to reducing coal consumption in the municipal and housing sector (households, agriculture and other customers) in favor of biomass and other renewable energy sources. The article reviews selected biomass technologies: - fluidized, dust and grate boilers, - straw-fired boilers, - cogeneration systems powered by biomass, - torrefaction and biomass carbonisation. The mentioned technologies are characterized by a high potential of in the field of dynamic development and practical application in the coming years. Thus, they can improve difficult situation in the distributed energy sector with a capacity up to 50 MW.

2

Analiza wybranych parametrów pracy turbiny wiatrowej zintegrowanej z budynkiem w zróżnicowanych warunkach pogodowych na przykładzie Centrum Energetyki AGH

Żołądek M., Goryl W., Sornek K., Augustyn A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2018

|

nr 102

101--110

PL

Wzrost zużycia energii w sektorze budownictwa wpływa na poszukiwanie rozwiązań dążących do poprawy efektywności energetycznej w tym zakresie lub uzyskania samowystarczalności energetycznej. Dotowanymi rozwiązaniami są podejścia bazujące na odnawialnych źródłach energii. W celu produkowania energii elektrycznej, na potrzeby własne budynku, wykorzystywane są przede wszystkim panele fotowoltaiczne oraz turbiny wiatrowe. Niniejszy artykuł skupia się na analizie pracy turbiny wiatrowej o poziomej osi obrotu zintegrowanej z budynkiem. Przedmiotowa instalacja zlokalizowana jest na fasadzie budynku Centrum Energetyki AGH oraz skierowana w kierunku północno-zachodnim. W związku z tym turbina pracuje najbardziej efektywnie, gdy wiatr wieje z tego kierunku. Prędkość startowa instalacji wynosi 2,3 m/s, natomiast moc zainstalowana 1,5 kW. Analizowana instalacja posiada możliwość zmiany zarówno kąta łopat, jak i położenia gondoli turbiny względem kierunku wiatru, co poprawia jej wydajność. W artykule omówiono parametry pracy turbiny w zależności od panujących warunków pogodowych. Dla porównania przyjęto okres, w którym nie występowały anomalie pogodowe oraz okres, w którym miał miejsce orkan Grzegorz. Dla tych dwóch przedziałów czasowych (od północy 27.10.2017 do południa 28.10.2017 oraz od północy 29.10.2017 do południa 30.10.2017) zmierzona i porównana została prędkość wiatru, prędkość obrotowa turbiny, moc generowana przez turbinę, a także takie parametry jak: wytwarzany hałas i drgania. Otrzymane wyniki pokazują znaczący wpływ orkanu Grzegorz na parametry pracy instalacji – w tym znaczący wzrost prędkości obrotowej wirnika, a co za tym idzie – siedmiokrotny wzrost średniej mocy generowanej przez turbinę. Z drugiej strony zaobserwowany został również wzrost poziomu hałasu oraz drgań.

EN

The rapidly growing energy consumption in the building sector has a significant impact on the efforts to find solutions aimed at improving energy efficiency in this area or even achieving self-sufficiency. One of approaches that can be used is electricity production from renewable energy sources. In order to produce electricity used for the own needs of the building, mainly photovoltaic panels and wind turbines are used. The presented article focuses on the analysis of building an integrated wind turbine with a horizontal axis. The analyzed installation is located on the facade of the AGH Center of Energy building. The installation is oriented in a northwest direction. Therefore, the work of the wind turbine is most efficient when the wind blows from this direction. The installed wind turbine is characterized by the following parameters: the installed capacity amounts to 1.5 kW and the cut-in speed amounts to 2.3 m/s. The user can change the position of the turbine nacelle and set the optimal attack angles to achieve more efficiency. The main purpose of the article is to show the impact of the atmospheric conditions on the work of the installation. The following parameters were analyzed: wind speed and power generation, rotation per minute, vibrations and noise level. The reference period was from October 27–28, 2017, when the atmospheric conditions were normal. The analyzed parameters were compared with the results achieved in the period from October 29–30, 2017, when the wind speed was very high. The aim of presented paper is to show how the wind turbine works in different weather conditions. As it can be expected, the work of the wind turbine is most effective when the wind speed amounts to 5–10 m/s. However, such atmospheric condition are very rare in Poland, thus the wind turbine does not work optimally. It can therefore be stated that the wind turbines integrated with buildings are not a good technical solution in Polish conditions.

3

Analiza parametrów pracy systemu mikrokogeneracyjnego z generatorem termoelektrycznym i kominkiem opalanym drewnem pod kątem zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego odbiorców końcowych

Sornek K., Filipowicz M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2018

|

nr 103

159--170

PL

Wdrażanie rozwiązań w zakresie skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej w systemach mikroskalowych stanowi jeden ze sposobów na zwiększenie bezpieczeństwa dostaw energii do odbiorców końcowych. Na rynku dominują rozwiązania średniej i dużej skali zasilane paliwami kopalnymi, dlatego też istotne jest opracowanie systemów dedykowanych do zastosowania w budynkach mieszkalnych, gospodarstwach rolnych, szkołach itp. Niniejsza praca przedstawia koncepcję rozwinięcia funkcjonalności typowego kominka opalanego drewnem o wytwarzanie energii elektrycznej. Energia elektryczna wytwarzana w generatorach termoelektrycznych (badane były zarówno jednostki dostępne na rynku, jak i jednostka własnej konstrukcji) może zapewnić pokrycie potrzeb własnych systemu mikrokogeneracyjnego (zasilanie sterownika, siłownika przepustnicy powietrznej, wentylatora, pompy itp.). Z kolei naddatek energii może zostać zmagazynowany w akumulatorach, a następnie wykorzystany do zasilania innych urządzeń (oświetlenie, drobne urządzenia RTV i AGD itp.). Należy przy tym zwrócić uwagę, że dostępne na rynku generatory termoelektryczne nie są zwykle zaprojektowane do współpracy z domowymi urządzeniami grzewczymi – występuje problem m.in. z zapewnieniem wystarczająco dużego strumienia ciepła przekazywanego do strony gorącej generatora, jak również z jego efektywnym chłodzeniem. Dla zapewnienia wysokiej efektywności systemu mikrokogeneracyjnego konieczne jest więc opracowanie dedykowanej konstrukcji zarówno generatora, jak i źródła ciepła.

EN

The implementation of micro scale combined heat and power systems is one of the ways to improve the energy security of consumers. In fact, there are many available large and medium scale cogeneration units, which operate according to the Rankine Cycle. Due to European Union demands in the field of using renewable energy sources and increasing energy efficiency result in the importance of additionally developing systems dedicated for use in residential buildings, farms, schools and other facilities. This paper shows the concept of introducing thermoelectric generators into typical wood stoves: steel plate wood stoves and accumulative wood stoves. Electricity generated in thermoelectric generators (there were studies on both three market available units and a prototypical unit developed by the authors) may be firstly consumed by the system (to power controller, actuators, fans, pumps, etc.). Additional power (if available) may be stored in batteries and then used to power home appliances (light, small electronics and others). It should be noted that commercially available thermoelectric generators are not matched for domestic heating devices – the main problems are connected with an insufficient heat flux transmitted from the stove to the hot side of the generator (caused e.g. by the non -homogeneous temperature distribution of the surface and bad contact between the stove and the generator) and inefficient cooling. To ensure the high efficiency of micro cogeneration systems, developing a dedicated construction both of the generator and the heat source is necessary.

4

Analiza możliwości spalania biomasowych paliw energetyki zawodowej w domowych kominkach

Pawełek K., Papis K., Żołądek M., Sornek K., Filipowicz M.

Rynek Instalacyjny

|

2018

|

Nr 11

26--29

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących parametrów procesu spalania dla czterech paliw: peletów ze słomy, peletów z łusek słonecznika, brykietu ze słomy oraz zrębek drzewnych, które pobrano z placów składowych elektrowni konwencjonalnej. Analizowano udział CO2, O2, emisje CO, NOx i SO2 oraz rozkład temperatury w komorze spalania i ciągu spalinowym przy regulowanym dopływie powietrza do kominka.

EN

The paper presents results obtained during study of the pararmeters of the combustion process of four biomass fiiels: straw pellets and sunflower husks, straw briquettes and wood chips which were taken from conventional power plants storage yards. CO2, O2, content, CO, NOx, SO2 emissions and also temperatures in the combustion chamber and exhaust system were annalysed.

5

Experimental and Numerical Analysis of Photovoltaics System Improvements in Urban Area

Żołądek M., Sornek K., Papis K., Figaj R., Filipowicz M.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2018

|

Vol. 28, no. 4

13--24

EN

Nowadays, photovoltaic systems installed in urban areas have to be an essential part of distributed generation systems, and lead to improve energy efficiency of buildings. The paper describes the operation aspects of the 7,5 kWp photovoltaic installation located on the roof of the didactic building of AGH University of Science and Technology. The significant part of the roof Is occupied by HVAC installation, so the periodic shading is occurring. It makes, that a level of energy generated in the PV system is lower than expected. The first part of the test was focused on the validating model of the installation and determine its impact on the CO2 emissions. Then, modifications in the arrangement of the panels were considered (redirecting of additional light stream). Moreover, an economic and environmental analysis of proposed improvements were conducted.

PL

Obecnie instalacje fotowoltaiczne zainstalowane na obszarach miejskich muszą stanowić istotną część rozproszonych systemów wytwarzania energii i prowadzić do poprawy efektywności energetycznej budynków. Najpopularniejszym sposobem montażu paneli fotowoltaicznych na dachach budynku jest zamontowanie ich pod optymalnym kątem względem słońca. Niestety w wielu miejskich przypadkach niemożliwe jest umieszczenie fotowoltaiki na najlepszej dostępnej pozycji ze względu na efekt cieniowania lub specjalne warunki budowlane. W artykule opisano aspekty eksploatacyjne instalacji fotowoltaicznej o mocy 7,5 kWp zlokalizowanej na dachu budynku dydaktycznego Akademii Górniczo-Hutniczej. Znaczna część dachu jest zajęta przez instalację HVAC, więc występuje okresowe zacienienie. To sprawia, że poziom energii generowanej w systemie PV jest niższy niż oczekiwano. Przedstawiono analizę możliwości zwiększenia wydajności instalacji za pomocą narzędzia Transient System Simulation (TRNSYS). Pierwsza część badania koncentrowała się na walidacji modelu instalacji i określeniu jej wpływu na emisję CO2. Następnie rozważono modyfikacje układu paneli (przekierowanie dodatkowego strumienia świetlnego). Ponadto przeprowadzono analizę ekonomiczną i środowiskową proponowanych ulepszeń.

6

The use of IR thermography for testing operation parameters of plate steel and accumulative wood stoves

Żołądek M., Sornek K., Boroń A., Nabożna S., Filipowicz M.

Measurement Automation Monitoring

|

2017

|

Vol. 63, No. 4

162--165

EN

This paper shows the possibility of the use of IR thermography for testing the operational parameters of wood stoves. The study showed differences in the operation parameters of the plate steel wood stove, plate steel wood stove with accumulation and accumulative wood stove. There were compared temperature distribution on the external surfaces of tested units and the amount of energy transferred to heated rooms. Moreover, there were also tested two types of units dedicated to heat recovery from flue gas: flue gas to air steel heat exchanger and accumulative ceramic heat exchanger. The use of IR thermography allowed to simplify measurements and gave approximate results in comparison to more detailed tests.

7

Symulacje dynamiczne systemów oze z wykorzystaniem oprogramowania TRNSYS

Sornek K., Filipowicz M.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2017

|

z. 64, nr 4/II

387--394

PL

Prawidłowe planowanie i projektowanie instalacji opartych na wykorzystaniu energii ze źródeł odnawialnych ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia ich prawidłowej i efektywnej pracy. Aktualnie coraz większą popularność zyskują metody symulacji dynamicznych, które uzupełniają lub zastępują stosowane dotąd obliczenia statyczne. W niniejszym artykule przedstawione zostały wyniki symulacji dynamicznych przeprowadzonych z wykorzystaniem oprogramowania TRNSYS (Transient System Simulation Tool). Symulacje wykonane zostały dla dwóch przykładowych instalacji wykorzystujących energię promieniowania słonecznego: instalacji solarnej z kolektorami słonecznymi (fototermicznej) oraz instalacji fotowoltaicznej. Parametry obu systemów dostosowane zostały do typowych budynków jednorodzinnych. Przeprowadzone symulacje pozwoliły na określenie parametrów pracy badanych systemów, w tym ilości wytwarzanego ciepła, ilości generowanej energii elektrycznej, a także stopnia zmienności produkcji energii w rozważanym przedziale czasowym (365 dni) i wybranej lokalizacji (Kraków). Wyniki porównane zostały z wynikami obliczeń statycznych przeprowadzonymi z wykorzystaniem ogólnodostępnych narzędzi do projektowania instalacji solarnych i fotowoltaicznych. Analiza otrzymanych wyników pozwala wnioskować, że wykorzystanie symulacji dynamicznych na etapie projektowania instalacji OZE może istotnie pomóc w eliminacji wielu potencjalnych problemów eksploatacyjnych (w przypadku instalacji wykorzystujących energię promieniowania słonecznego jest to np. niska wydajność, przegrzewanie się elementów systemu itp.), a także zapewnić długotrwałą, bezpieczną eksploatację projektowanych instalacji.

EN

The proper design of renewable energy based systems is really important to provide their efficient and safe operation. Nowadays, more and more popular are dynamic simulations which are characterized by many advantages in comparison to typical, static calculations. During described study, the simulations of solar thermal and photovoltaic installations designed for a typical residential building were conducted in the TRNSYS software. Carried out calculations allowed to determine the heat and power generation in the discussed systems in each case as well as to estimate the efficiency of considered installations. Obtained results were compared with the results from other available tool based on the static calculations. It may be concluded, that using dynamic simulations at the designing stage of renewable energy based systems may help to avoid many exploitation problems (including low efficiency, overheating etc.) and allows to provide safe exploitation of such installations.

8

Analiza pracy wymiennika akumulacyjnego jako elementu wspomagającego system grzewczy z kominkiem

Żołądek M., Boroń A., Nabożna S., Markuś M., Sornek K., Filipowicz M.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2017

|

T. 48, nr 10

395--398

PL

W ostatnim czasie obserwowany jest wzrost zainteresowania ogrzewaniem pomieszczeń za pomocą urządzeń energetyki odnawialnej (w tym urządzeń opalanych biomasą) wyposażonych w różnego typu systemy akumulacji ciepła. Praca ta podejmuje zagadnienia związane z zastosowaniem wymiennika ceramicznego do magazynowania ciepła wytwarzanego przy spalaniu drewna w kominku akumulacyjnym, a następnie do oddawania go do ogrzewanych pomieszczeń. Celem badań było uzyskanie wiedzy umożliwiającej konstruowanie domowych układów grzewczych opartych o spalanie drewna oraz opracowanie efektywnego systemu ogrzewania będącego połączeniem źródła ciepła i modułu akumulującego ciepło. Na potrzeby prowadzonych badań wykorzystane zostało stanowisko laboratoryjne Wydziału Energetyki i Paliw, AGH w Krakowie, wyposażone w palenisko akumulacyjne z wymiennikiem akumulacyjnym, zaawansowany system kontrolno-pomiarowy ze sterownikiem PLC oraz czujnikami temperatury typu PTTK i Pt100, kamerę termowizyjną NEC Thermo Tracer H2640 oraz oprogramowanie WAGO e!Cockpit i Radiometric Termography Studio Complete. Otrzymane wyniki pokazują, że zastosowanie wymiennika akumulacyjnego pozwala istotnie ograniczyć stratę kominową (poprawa o ok. 20 punktów procentowych w odniesieniu do układu bez wymiennika), a z drugiej – zapewnić ciepło na potrzeby ogrzewania pomieszczeń w dość długim okresie (od 10–16 godzin w zależności od wielkości wsadu).

EN

Nowadays, we can observe increasing popularity of using renewable energy based systems (including biomass-fired devices) equipped with heat accumulation modules to heating rooms. This work shows the possibility of the use of a ceramic exchanger incorporated with the wood-fired stove, which allows to store heat and then dissipate it to the heating spaces. The main goal of this study was to obtain knowledge about designing domestic heating systems based on the wood combustion and developing efficient heating system equipped with heat source and accumulation modules. The tests have been conducted using dedicated experimental rig of the Faculty of Energy and Fuels, AGH UST in Krakow. The rig was equipped with wood-fired stove with accumulation heat exchanger, advanced control and measurement system with PLC controller, Pt100 and PTTK temperature sensors, infrared camera NEC Thermo Tracer H2640 and software WAGO e!Cockpit and Radiometric Termography Studio Complete. The results show that the use of a heat exchanger significantly reduces the chimney losses (it was observed an improvement of about 20 percentage points in comparison with a system without a heat exchanger) and provides longer time of room heating (10-16 hours after fire died out, depending on the fuel input).

9

The Impact of Micro Scale Combustion of Biomass Fuels on Environment

Sornek K.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2016

|

Vol. 23, nr 2

239--248

EN

This paper shows the results of works aimed to determine the impact of biomass combustion in micro scale devices on the environment. The impact of burning conditions on the level of CO, CO2, SO2 and NOx emissions were determined using the stove-fireplace with accumulation. Based on the analysis of its typical operation (when incomplete combustion of CO has occurred), the air distribution system was modified and new control system, based on the PLC controller, was introduced. These modifications allowed to obtain a level of CO emission required by the Ecodesign Directive.

PL

W artykule przedstawione zostały wyniki badań, których celem było określenie wpływu spalania biomasy (drewna) w jednostkach mikroskalowych na środowisko naturalne. Badania przeprowadzone zostały na stanowisku badawczym wyposażonym w piec ceramiczny z wymiennikiem akumulacyjnym – urządzenie stanowiące połączenie typowego kominka z tradycyjnym piecem akumulacyjnym. Bazując na analizie typowej pracy piecokominka, podczas której następowało niezupełne spalanie węgla zawartego w biomasie i powstawanie tlenku węgla, opracowany został dodatkowy układ doprowadzania powietrza, który zlokalizowano na tylnej ścianie paleniska. W kolejnym kroku opracowano system kontrolno-pomiarowy, oparty na zastosowaniu sterownika PLC oraz własnego algorytmu sterującego, który rozwija możliwości standardowych regulatorów procesu spalania. Otrzymane wyniki obejmujące emisję CO, CO2, O2, SO2 i NOx pokazują, że wprowadzenie opisanych zmian pozwala na znaczącą redukcję wpływu spalania biomasy na środowisko naturalne (szczególnie w aspekcie emisji tlenku węgla).

10

Power generation in small heat sources using thermoelectric generators

Sornek K.

Czasopismo Techniczne. Budownictwo

|

2016

|

Y. 113, iss. 1-B

101--107

EN

This paper presents the results of studies conducted to determine the possibility of generating power using stove-fireplace with accumulation. During studies described in the paper, thermoelectric generator with the nominal power of 10 W and maximum operation temperature of 150°C was tested. Obtained results allowed to define real performance of the used generators. However, further tests are still needed to obtain better energy efficiency of the tested micro-scale cogeneration system.

PL

Artykuł prezentuje wyniki badań przeprowadzonych na potrzeby określenia możliwości wytwarzania energii elektrycznej z wykorzystaniem piecokominka. W czasie prowadzonych badań wykorzystany został moduł termoelektryczny o mocy 10 W, który charakteryzował się maksymalną temperaturą pracy równą 150°C. Otrzymane wyniki pozwoliły ocenić rzeczywistą wydajność zastosowanego generatora, a także wyciągnąć wniosek, że konieczne są dalsze testy dla uzyskania lepszej wydajności energetycznej stworzonego układu.

11

A study of the applicability of a straw-fired batch boiler as a heat source for a small-scale cogeneration unit

Sornek K., Filipowicz M.

Chemical and Process Engineering

|

2016

|

Vol. 37, nr 4

503--515

EN

Straw-fired batch boilers, due to their relatively simple structure and low operating costs, are an excellent source of heat for a wide range of applications. A concept prototype of a cogeneration system with a straw-fired batch boiler was developed. The basic assumptions were based on the principles of the Rankine Cycle and the Organic Rankine Cycle systems with certain design modifications. Using the prototype design of a system that collects high-temperature heat from the boiler, studies were performed. The studies involved an analysis of the flue gas temperature distribution in the area of the oil exchanger, a comparison of the instantaneous power of the boiler’s water and oil circuits for different modes of operation, as well as an analysis of the flue gas. In the proposed system configuration where the electricity production supplements heat generation, the power in the oil circuit may be maintained at a constant level of approx. 20-30 kW. This is possible provided that an automatic fuel supply system is applied. Assuming that the efficiency of the electricity generation system is not less than 10%, it will be possible to generate 2-3 kW of electricity. This value will be sufficient, for an on-site operation of the boiler.

12

Uwarunkowania środowiskowe projektowania budynków energooszczędnych i pasywnych. Aktywne i pasywne systemy słoneczne.

Sornek K., Rzepka K., Mirowski T.

Rynek Instalacyjny

|

2015

|

Nr 3

47--52

PL

W artykule przedstawiono uwarunkowania środowiskowe projektowania budynków energooszczędnych, pasywnych oraz o niemal zerowym zużyciu energii. Autorzy skoncentrowali się na omówieniu aspektów związanych z właściwym wyborem lokalizacji budynku, a także możliwościami wykorzystania energii promieniowania słonecznego. Opisane zostały aktywne systemy słoneczne (w tym kolektory słoneczne i panele fotowoltaiczne) oraz bezpośrednie i pośrednie systemy pasywne (ściany magazynujące, np. ściana Michela-Trombe’a). Przeprowadzone analizy pozwoliły ocenić możliwości zwiększenia niezależności energetycznej oraz komfortu użytkowania nowoczesnych budynków.

EN

The article describes the environmental aspects of designing a low-energy, passive and almost zero energy buildings. The authors have focused on a proper selection of a building location and a possibility of the use of the active and passive solar systems. The analyses include different types of a sun collectors and a photovoltaic modules as well as a passive solar systems and a thermal storage walls (e.g. Trombe-Michel). The data presented in the article confirms a high potential of the use of a renewable energy sources in modern buildings.

13

Uwarunkowania środowiskowe projektowania budynków energooszczędnych i pasywnych - wybór lokalizacji inwestycji oraz możliwość wykorzystania energii wiatru

Sornek K., Rzepka K., Mirowski T.

Rynek Instalacyjny

|

2015

|

Nr 4

50--53

PL

W artykule przedstawiono uwarunkowania środowiskowe projektowania budynków energooszczędnych, pasywnych oraz o niemal zerowym zużyciu energii. Zaprezentowane zostały możliwości wykorzystania energii wiatru oraz właściwego wyboru projektu budynku, z uwzględnieniem kształtowania elementów działki budowlanej. Przeprowadzone analizy pozwoliły ocenić możliwości zwiększenia niezależności energetycznej oraz komfortu użytkowania nowoczesnych budynków.

EN

The article describes the environmental aspects of designing a low-energy, passive and almost zero energy buildings. The authors have focused on a possibility of the use of a wind power and a proper selection of a building project. The analyses include both the architectural design of a building and the arrangement of the elements of the building environment. The data presented in the article confirms a high potential of the use of a renewable energy sources in modern buildings.

14

Potencjał energetyki prosumenckiej w Polsce na przykładzie mikroinstalacji fotowoltaicznych w budownictwie indywidualnym

Mirowski T., Sornek K.

Polityka Energetyczna

|

2015

|

T. 18, z. 2

73--84

PL

Rozwój fotowoltaiki na świecie w ostatnich latach i związany z tym spadek cen modułów fotowoltaicznych spowodował, że wzrosło zainteresowanie wielu państw, w tym Polski, w zakresię zwiększenia udziału instalacji PV w krajowym bilansie OZE. Na szczególną uwagę zasługują mikroinstalacje prosumeckie o mocy do 10 kWp. Dzięki takim instalacjom idea smart grid będzie mogła stać się realna, a w przyszłości niezbędna dla poprawnego funkcjonowania systemu elektroenergetycznego. W artykule przedstawiono obecną sytuację na światowym rynku PV, ceny, technologie oraz analizę przypadku wzrostu liczby instalacji prosumenckich PV w nowo powstających budynkach jednorodzinnych w latach 2016–2020 w związku z realizacją programu „Prosument”.

EN

The development of photovoltaics in the world in recent years and decreased the prices of photovoltaic modules caused the increased the attention of many countries, including Polish, in terms of increasing the share of PV installations in the national balance of Renewable Energy Sources (RES). Particularly noteworthy are prosumer micro installations with the power to 10 kWp. The idea of the smart grid will be able to become a reality due to these installations, and will be necessary for the proper working of the power system. The article presents the current situation in the global PV market, prices, technologies and case study of prosumer PV installations in their newly established single-family houses in the years 2016–2020 in connection with the implementation of the „Prosumer” Programme.

15

The use of IR thermography for testing the operation parameters of water radiant ceiling systems for heating

Sornek K., Gradzik I., Rzepka K., Filipowicz M.

Measurement Automation Monitoring

|

2015

|

Vol. 61, No. 6

228--232

EN

This paper shows the possibility of the use of IR thermography for testing the operational parameters of water radiant ceiling systems for heating. The study showed positive results regarding the efficiency of different types of ceiling panels in a function of the level of homogeneous surface temperature distribution. Experimental results were supplemented by theoretical calculations performed with the use of a special equation originally dedicated to sun collector calculations.

16

Sterowanie pracą piecokominka a emisja tlenku węgla do atmosfery

Sornek K., Filipowicz M., Kurcz L., Szubel M., Rosół M., Rzepka K., Ręka J.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2015

|

T. 18, nr 4

497--512

PL

W artykule omówiono praktyczne aspekty sterowania pracą urządzeń grzewczych małej mocy - piecokominków - pod kątem zapewnienia odpowiednio niskiej emisji tlenku węgla do atmosfery. Na podstawie przeprowadzonych badań opracowana została pierwsza wersja automatycznego systemu kontrolno-pomiarowego ze sterownikiem PLC, oparta na wykorzystaniu dwóch sygnałów sterujących pracą przepustnic: stężenia tlenku węgla i tlenu w spalinach. Otrzymane w rezultacie średnie wartości emisji CO do atmosfery pokazują, iż dalszy rozwój opracowanego systemu przyczyni się do spełnienia wysokich wymagań norm BImSchV 2 i Ecodesign.

EN

This paper presents practical aspects controlling of operation of small-scale heating devices - stove-fireplaces with accumulation - in order to achieve as low as possible CO emission in atmosphere. Based on the previous results, the authors propose the starting version of the new measurement and control s ystem with PLC controller, using two signals to control the air supply to the furnace area: the volumes of O2 and CO emissions. The mean value of CO emissions to atmosphere confirms the possibility of meet the high requirements of the Ecodesign and BImSchV 2 standards.

17

Badanie wybranych parametrów pracy prototypowego systemu CHP małej skali z kotłem na biomasę

Sornek K., Filipowicz M., Izdebski K.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2015

|

z. 62, nr 2

409--418

PL

Niniejszy artykuł przedstawia możliwości wykorzystania kotłów na biomasę do budowy systemów skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej w rozwiązaniach małej i mikro skali. Podstawowym celem prowadzonych badań jest konstrukcja prototypowej jednostki kogeneracyjnej, mogącej współpracować z kotłami na słomę i inną biomasę o mocy cieplnej z zakresu 35-500 kWth, stworzenie algorytmu sterowania, a także opracowanie wytycznych do wykonania dedykowanej konstrukcji kotła. W tym celu prowadzone są pomiary wybranych parametrów pracy pierwszej wersji systemu kogeneracyjnego, w tym pomiary wielkości ciepła wysokotemperaturowego, możliwego do uzyskania przy użyciu specjalnie zaprojektowanego wymiennika olejowego umieszczonego w komorze dopalania kotła, a także pomiary wielkości ciepła możliwego do odebrania przez obieg czynnika niskowrzącego. W pierwszym etapie badań rozruchowych instalacji, zamiast czynnika niskowrzącego, stosowana jest woda oraz prostej konstrukcji silnik parowy, napędzany parą wodną, wytworzoną w płaszczu wymiennika płaszczowo-rurowego, wskutek odebrania ciepła od gorącego oleju. W dalszym etapie prac zastosowany zostanie specjalnie zmodyfikowany silnik, który pozwoli zastąpić drogą mikroturbinę parową o stosunkowo niskiej sprawności. Wyniki wstępnych badań pozwalają określić charakter pracy instalacji w zależności od jej konkretnej konfiguracji, a jednocześnie potwierdzają zasadność prowadzenia dalszych prac badawczo-rozwojowych, które pozwolą na uzyskanie finalnego produktu, dedykowanego do szerokiego spektrum zastosować w małej i mikro skali.

EN

This article presents possibilities of using small scale biomass boilers to construction combined heat and power systems dedicated to small and micro-scale solutions. Main goal of the research is to construct prototype installation using varied types of biomass with thermal capacity from 35 to 500 kW. Experience gained during operation of this installation will be used to construct boiler dedicated to ORC system and to develop suitable control system for it. A proper operating of this system can indicate that biomass based CHP systems are good solution for small and micro CHP in distributed generation. The main goal of research was to test the system in varied conditions: different amount of fuel, different controls and usage with few selected configurations of heat exchangers: single heat exchanger, two heat exchangers connected series and two heat exchangers connected parallel. The aim of such modification was to find optimal configuration of this installation. Research was performed in initial phase-water system instead ORC medium was used. Performed research shows that the highest power is obtained when only one heat exchanger is used, but the system is working more stable when two exchangers connected parallel are used. Moreover the research shows that oil temperatures is sufficient to generate steam in future ORC system. This initial research shows also that this project should be continued and further developed.

18

Badania energetycznych i ekologicznych parametrów pracy domowych urządzeń grzewczych typu piecokominki

Filipowicz M., Szubel M., Sornek K., Bożek E., Kurcz L., Figórski A., Wesołowski W., Ręka J.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2015

|

z. 62, nr 2

71--80

PL

W ostatnich latach obserwujemy dynamiczny rozwój systemów grzewczych opartych na różnorodnych rozwiązaniach technicznych (paliwa, układach wytwarzania i oddawania ciepła, systemy sterowania). Systemy te jednak nie wyparły tradycyjnych urządzeń grzewczych, których historia sięga czasów Imperium Rzymskiego i wcześniej. Te systemy to tradycyjne paleniska reprezentowane obecnie przez piece kaflowe, kominki, czy ich kombinacje – piecokominki. Można wręcz stwierdzić, że obecnie obserwujemy renesans tych urządzeń, łączących elementy ozdobne oraz użytkowe. Nie bez znaczenia jest fakt, że można zaliczyć je do odnawialnych źródeł energii zasilanych biomasą. Względy ekologiczne są o tyle istotne bowiem coraz większą popularność zyskują hasła zakazania spalania paliw współpracy z przedstawicielem rzemiosła podjęto prace nad tymi urządzeniami mając na uwadze dokładne zobrazowanie ich parametrów, możliwości opracowania systemów sterowania czy wreszcie wprowadzenie szeregu innowacji do ich pracy. Niniejszy artykuł prezentuje przykłady i uwagi na temat wyników otrzymanych podczas pierwszego etapu badań w ramach realizowanego projektu. Przedstawiono opis stanowiska badawczego oraz wyniki wybranych pomiarów. Wykonano pomiary temperatury w komorze spalania i ciągu spalinowym układu, analizę podstawowych składników spalin w zależności od regulacji dopływu powietrza do komory spalania. Szybkość ubytku paliwa w komorze spalania w trakcie spalania i widmo płomienia uzupełniły zbiór otrzymanych danych. Wyniki te, poddane odpowiedniej analizie, mają pozwolić na opracowanie efektywnego sterowania pracą urządzenia w celu uzyskania maksymalizacji sprawności i minimalizacji emisji z paleniska.

EN

In recent years one can see rapid development of heating systems based on a variety of fuels, different production systems and heat transmission and control systems. These systems, however, have not supplanted the traditional heating devices, represented by stoves, fireplaces, or combinations thereof. Currently, we are witnessing a renaissance of these devices, combining decorative and functional elements, and that can be included to renewable energy biomass-powered. The attention is paid to the best energy parameters and the minimization of harmful factors associated with the combustion of biomass, because more and more popularity gain slogans to prohibit the burning of solid fuels (including biomass). An example might be Kraków. Therefore, AGH, in cooperation with industry, have been working on these devices whereas accurate presentation of their parameters, development of the control systems and, finally, introduce a number of innovations to the work of such traditional sources of energy. Article describes the test bench and presents the results of the first phase of the research. Temperature measurements in the combustion chamber and the exhaust gas system, an analysis of the basic components of the exhaust gases depending on the regulation of the air supply to the combustion chamber were executed. Measurements have been supplemented with the intensity of fuel consumption and the flame spectrum. A collection of results, subjected to appropriate analysis, will allow the development of device’s effective control system for maximizing efficiency and minimizing emissions from the furnace.

19

Źródła ciepła małej mocy w systemach ogrzewania. Cz. 1. Piecokominki - aspekty techniczne, ekonomiczne, ekologiczne i estetyczne

Kurcz L., Filipowicz M., Sornek K., Szubel M., Rzepka K., Ręka J.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2015

|

T. 46, nr 3

104--111

PL

Źródła ciepła wykorzystywane w życiu codziennym towarzyszą człowiekowi już od czasu zwykłego ogniska aż do pieców wyposażonych w przewód spalinowy i komin. W artykule przedstawiono charakterystykę domowych źródeł ciepła, szczególnie piecokominków, obejmującą aspekty techniczne i eksploatacyjne, prawne i normatywne, ekologiczne oraz estetyczne wskazując na możliwość wykorzystania biomasy drewna jako paliwa, także w przyszłości. Podano także przykładowe wyniki badań parametrów eksploatacyjnych wybranych wariantów konstrukcyjnych piecokominków.

EN

Heat sources used in everyday life have accompanied mankind ever since the application of ordinary campfire until furnaces equipped with a flue pipe and chimney. The paper presents characteristics of domestic heat sources, particularly stove-fireplaces, including technical, operational, legal, regulatory, environmental and aesthetic aspects, pointing to the possibility of using wood as a biomass fuel in the future. Exemplary results of the operational parameters concerning selected structural variants of stove- fireplaces are also presented.

20

Możliwość pozyskiwania i wykorzystania energii z biomasy

Sornek K., Szubel M., Goryl W., Bożek E., Filipowicz M.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 12

2071-2076

PL

Przedstawiono możliwości pozyskiwania ciepła z biomasy oraz jego wykorzystania na przykładzie układu wytwarzania energii elektrycznej w zmodyfikowanym organicznym cyklu Rankine’a (ORC). Jednostką, w której dokonywano konwersji energii chemicznej paliwa był kocioł o mocy 180 kW, zasilany paliwem stałym - biomasą, zlokalizowany na Wydziale Energetyki i Paliw AGH. Przedstawiono wyniki suszenia biomasy, spalania wraz z emisjami zanieczyszczeń oraz możliwości generacji ciepła wysokotemperaturowego na potrzeby układów parowych i ORC. Stwierdzono, że istnieją duże możliwości wykorzystywania biomasy. Wiąże się to z potrzebą prowadzenia zadań, m.in. w zakresie opracowania układów sterowania suszeniem, podawaniem paliwa oraz optymalizacji konstrukcji komory zgazowania i spalania.

EN

A review, with 9 refs., of biomass-fired boilers used for heat prodn. Computational fluid dynamics model was used for optimization of the boiler operation.