Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Using the LSTM network to forecast the demand for hard coal

100%

Manowska A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2020

|

tom T. 36, z. 4

33--48

EN

Securing the certainty of supplies of the necessary minimum energy in each country is a basic condition for the energy security of the state and its citizens. The concept of energy security combines several aspects at the same time, as it can be considered in terms of the availability of own energy resources, it concerns technical aspects related to technical infrastructure, as well as political aspects related to the management and diversification of energy supplies. Another aspect of the issue of energy security is the environmental perspective, which is now becoming a priority in the light of the adopted objectives of the European Union’s energy policy. The restrictive requirements for reducing greenhouse gas emissions and increasing the required level of renewable energy sources in the energy balance of the Member States is becoming a challenge for economies that use fossil fuels to a large extent in the raw material structure, including Poland. Poland is the largest producer of hard coal in the European Union and hard coal is a strategic raw material as it satisfies about 50% of the country’s energy demand. In this context, the main goal of the article was to determine the future sale of hard coal by 2030 in relation to environmental regulations introduced in the energy sector. For this purpose, a mathematical model with a 95% confidence interval was developed using artificial LSTM neural networks, which belong to deep learning machine learning techniques, which reflects the key relationships between hard coal mining and the assumptions adopted in the National Energy and Climate Plan for the years 2021–2030 (NECP).

PL

Zabezpieczenie pewności dostaw niezbędnego minimum energii w każdym kraju jest podstawowym warunkiem bezpieczeństwa energetycznego państwa i jego obywateli. Pojęcie bezpieczeństwa energetycznego łączy kilka aspektów jednocześnie, gdyż można je rozpatrywać na płaszczyźnie dostępności własnych surowców energetycznych; dotyczy aspektów technicznych związanych z infrastrukturą techniczną, a także aspektów politycznych, które związane są z zarządzaniem oraz dywersyfikacją dostaw surowców energetycznych. Kolejnym elementem zagadnienia bezpieczeństwa energetycznego jest perspektywa środowiskowa, która nabiera obecnie priorytetowej ważności w świetle przyjętych celów polityki energetycznej Unii Europejskiej. Restrykcyjne wymagania w zakresie redukcji poziomów emisji gazów cieplarnianych oraz wzrostu wymaganego poziomu odnawialnych źródeł energii w bilansie energetycznym krajów członkowskich stają się wyzwaniem dla gospodarek wykorzystujących w dużej mierze paliwa kopalne w strukturze surowcowej, do których należy również Polska. Polska jest największym producentem węgla kamiennego w Unii Europejskiej i jest to surowiec strategiczny, gdyż zaspokaja około 50% zapotrzebowania energetycznego kraju. W tym kontekście głównym celem artykułu było określenie przyszłej sprzedaży węgla kamiennego w perspektywie do 2030 roku, w odniesieniu do regulacji środowiskowych wprowadzanych w energetyce. W tym celu opracowano model matematyczny z 95-procentowym przedziałem ufności z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych LSTM, które należą do technik uczenia maszynowego – deep learning, który odzwierciedla kluczowe relacje między górnictwem węgla kamiennego a przyjętymi założeniami w Krajowym planie na rzecz energii i klimatu na lata 2021–2030 (KPEiK).

2

Analysis and Forecasting of the Primary Energy Consumption in Poland Using Deep Learning

100%

Manowska A.

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

tom no. 1, vol. 1

217--222

EN

Consumption of fossil energy resources were increased dramatically, due to the economic and population growth. In turn, the consumption of fossil resources causes depletion of resources and contributes to environmental pollution. The European Union's "climate neutrality" initiative requires effective energy management from the member states. By this is meant a resource-efficient and competitive economy in which there is no greenhouse gas emission and where economic growth is decoupled from resource consumption. The article analyzes the level of primary energy consumption in Poland. It was examined whether a 23% drop in energy consumption could be achieved in 2030 compared to the base year and according with energy efficiency assumptions. A methodology for forecasting primary energy consumption based on deep neural networks, in particular on Long Short Term Memory (LSTM) algorithms was also presented.

PL

Zużycie kopalnych surowców energetycznych wzrasta, a wzrost ten jest skorelowany ze wzrostem ludności i rozwojem gospodarczym. Z kolei zużycie kopalnych surowców energetycznych powoduje wyczerpywanie się zasobów i przyczynia się do zanieczyszczenia środowiska. Inicjatywa Unii Europejskiej "neutralność klimatyczna" wymaga od państw członkowskich efektywnego zarządzania energią. Przez co rozumie się zasobooszczędną i konkurencyjną gospodarką, w której nie ma emisji netto gazów cieplarnianych i gdzie wzrost gospodarczy jest oddzielony od zużycia zasobów. W artykule przeanalizowano poziom zużycia energii pierwotnej w Polsce. Zbadano, czy w roku 2030 uda się osiągnąć 23% spadek konsumpcji energii w odniesieniu do roku bazowego, zgodnie z przyjętymi założeniami o efektywności energetycznej. Przedstawiono również metodologię prognozowania zużycia energii pierwotnej opartą na głębokich sieciach neuronowych, w szczególności na algorytmach Long Short Term Memory (LSTM).

3

Odnawialne źródła energii w krajowym miksie energetycznym

100%

Manowska A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2019

|

tom nr 109

111-122

PL

Przyszłość irozwój energetyki to jeden z najistotniejszych problemów zarówno w krajowej polityce, jak i światowej. Ograniczenie wykorzystania paliw kopalnych w energetyce wynika z nowych uwarunkowań prawnych związanych z ochroną środowiska przyrodniczego. Zmiany te wymagają opracowania nowej strategii energetycznej, uwzględniającej limity emisji gazów cieplarnianych w krajach Unii Europejskiej oraz wymagania wspólnotowej polityki energetycznej. Jednym z dokumentów wpływającym na strukturę miksu energetycznego Polski jest dyrektywa w sprawie odnawialnych źródeł energii (2009/28/WE). Polska zobowiązała się do realizacji celu 15% udziału energii ze źródeł odnawialnych (OZE) w końcowym zużyciu energii brutto do roku 2020. Aktualnie obowiązujące zmiany w polskich systemach wsparcia OZE –w szczególności przejście z systemu zielonych certyfikatów na aukcje na zieloną energię –mogą zagrozić realizacji wspomnianego celu. W artykule przeanalizowano, czy Polska przy aktualnych warunkach zrealizuje zobowiązania dotyczące OZE do roku 2020. Ponadto w artykule przedstawiono obecne zużycie energii na świecie i w kraju, uwarunkowania prawne uwzględnione podczas tworzenia miksu energetycznego kraju oraz prognozy zapotrzebowania na energię odnawialną.

EN

The future and developmentof energy is one of the most important problems in both domestic and global politics. Limiting the use of fossil fuels in the energy sector results from new legal conditions related to the protection of the natural environment. These changes require the development of a new energy strategy, taking the limits of greenhouse gas emissions in the European Union and the requirements of the Community energy policy into account. One of the documents affecting the structure of Poland’s energy mix is the Directive on renewable energy sources (2009/28/EC). Poland has committed to achieving the goal of a 15% share of energy from renewable sources (RES) in gross final energy consumption by 2020. Current changes in Polish RES support systems –in particular the transition from the system of green certificates to auctions for green energy – may threaten the achievement of the above-mentioned goal. The article analyzes whether Poland will meet renewable energy obligations by 2020 under the current conditions. In addition, the article presents current energy consumption in the world and in the country, legal conditions taken into account when creating the country’s energy mix and forecasts of renewable energy demand.

4

The forecast of coal sales taking the factors influencing the demand for hard coal into account

63%

Rybak A. , Manowska A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2019

|

tom T. 35, z. 1

129--140

EN

In order to prepare a coal company for the development of future events, it is important to predict how can evolve the key environmental factors. This article presents the most important factors influencing the hard coal demand in Poland. They have been used as explanatory variables during the creation of a mathematical model of coal sales. In order to build the coal sales forecast, the authors used the ARMAX model. Its validation was performed based on such accuracy measures as: RMSE, MAPE and Theil’s index. The conducted studies have allowed the statistically significant factors out of all factors taken into account to be identified. They also enabled the creation of the forecast of coal sales volume in Poland in the coming years. To maintain the predictability of the forecast, the mining company should continually control the macro environment. The proper demand forecast allows for the flexible and dynamic adjustment of production or stock levels to market changes. It also makes it possible to adapt the product range to the customer’s requirements and expectations, which, in turn, translates into increased sales, the release of funds, reduced operating costs and increased financial liquidity of the coal company. Creating a forecast is the first step in planning a hard coal mining strategy. Knowing the future needs, we are able to plan the necessary level of production factors in advance. The right strategy, tailored to the environment, will allow the company to eliminate unnecessary costs and to optimize employment. It will also help the company to fully use machines and equipment and production capacity. Thanks to these efforts, the company will be able to reduce production costs and increase operating profit, thus survive in a turbulent environment.

PL

Aby przygotować się na rozwój przyszłych wydarzeń z niezbędnym wyprzedzeniem, należy wiedzieć, w jakim kierunku mogą podążać trendy rozwoju kluczowych czynników otoczenia wpływających na spółkę węglową. Artykuł prezentuje najistotniejsze czynniki wpływające na popyt na węgiel kamienny w Polsce. Zostały one wykorzystane jako zmienne objaśniające przy utworzeniu modelu matematycznego wielkości sprzedaży węgla w Polsce. W celu jego zbudowania posłużono się modelem ARMAX. Walidacja modelu została przeprowadzona w oparciu o takie miary dokładności jak: RMSE, MAPE i współczynnik Theila. Badania te umożliwiły na wyznaczenie spośród wszystkich branych pod uwagę czynników statystycznie istotnych oraz na utworzenie prognozy wielkości sprzedaży tego paliwa w Polsce w najbliższych latach. Aby trafność prognozy mogła zostać utrzymana, przedsiębiorstwo powinno kontrolować makrootoczenie. Właściwa prognoza popytu pozwala na elastyczne oraz dynamiczne dostosowanie poziomu produkcji czy zapasów do zmian zachodzących na rynku. Umożliwia ona także dostosowanie produkowanego asortymentu do wymagań i oczekiwań odbiorców, co z kolei przekłada się na zwiększenie sprzedaży, uwolnienie środków finansowych, zmniejszenie kosztów działalności przedsiębiorstwa oraz wzrost płynności finansowej kopalń. Stworzenie prognozy to pierwszy krok w planowaniu strategii wydobycia węgla kamiennego. Znając przyszłe potrzeby, jesteśmy w stanie z wyprzedzeniem zaplanować niezbędny poziom czynników produkcji. Odpowiednia strategia to taka, która jest dostosowana do otoczenia, pozwoli przedsiębiorstwu wyeliminować niepotrzebne koszty i zoptymalizować zatrudnienie. Pomoże to również firmie w pełni korzystać z maszyn i urządzeń oraz zdolności produkcyjnych. Dzięki tym staraniom firma będzie mogła obniżyć koszty produkcji i zwiększyć zysk operacyjny, dzięki czemu przetrwa w niespokojnym oraz zmiennym otoczeniu.

5

Research on the Dependence of the Level of Economic Growth on the Consumption of Materials and Energy in Selected European Union Countries

63%

Bluszcz A. , Manowska A.

Inżynieria Mineralna

|

2019

|

tom R. 21, nr 1/2

239--244

EN

The article investigates the problem of decoupling the economic growth from the level of materials consumption DMC (Domestic Material Consumption) and from the level of FEC (Final Energy Consumption [million tonnes of oil equivalent TOE]). The research on the problem of decoupling the economic growth from the level of consumption of DMC materials and from the level of FEC and import was carried out using panel data techniques. The analysis was carried out for selected countries, i.e. Germany, France, the Czech Republic and Poland in the years 2006–2015 and the data were collected from the Eurostat database. The data from 2006 were assumed in the analysis as the base year and subsequent years are a reference to the base year. Reducing consumption of raw materials and energy while maintaining a stable level of economic growth is a strategic priority of the European Union, because in this way it is possible to lower the costs of functioning of the future economy, but it also lowers the pressure on the natural environment. The aim of the article is to examine the dependencies that occur between the GDP growth rate and the growth rate of imports of goods and services, while reducing energy consumption and a steady increase in the consumption of materials. The study of the relationship between the above-mentioned macroeconomic indicators is based on determining whether one variable is the cause of the other variable in Granger's sense. The study was based on data concerning the economies of Germany, France, the Czech Republic and Poland. The influence of foreign trade on economic growth can take place on many levels – indirect impact using scientific and technical knowledge, transfer of modern technologies and finally with the help of foreign direct investment. This work will describe the mechanism of impact of imports on GDP, while analyzing energy and materials consumption.

PL

W artykule podjęto badania nad problemem zjawiska rozdzielenia wzrostu gospodarczego od poziomu zużycia materiałów i energii przy wykorzystaniu analizy panelowej. Analiza została przeprowadzona dla wybranych państw Unii Europejskiej tj. Niemiec, Francji Czech oraz Polski w latach 2006–2015, dane pobrano z bazy Eurostat. Dane z roku 2006 zostały w analizie założone jako rok bazowy, lata następne stanowią odniesienie do roku bazowego. Ograniczenie zużycia surowców i energii przy zachowaniu stabilnego poziomu wzrostu gospodarczego stanowi priorytet strategiczny Unii Europejskiej, gdyż w ten sposób możliwe jest zmniejszenie kosztów funkcjonowania gospodarki w przyszłości, ale również skutkuje zmniejszeniem presji na środowisko naturalne. Celem artykułu jest zbadanie zależności, jakie zachodzą między stopą wzrostu PKB a stopą wzrostu importu dóbr i usług, przy jednoczesnym zmniejszeniu zużycia energii i stabilnym wzroście zużycia materiałów. Badanie zależności pomiędzy wyżej wymienionymi wskaźnikami makroekonomicznymi opierać się ma na ustaleniu, czy jedna zmienna jest przyczyną drugiej zmiennej w rozumieniu Grangera. Badanie zostało oparte na danych dotyczących gospodarek Niemiec, Francji, Czech i Polski. Wpływ handlu zagranicznego na wzrost gospodarczy może odbywać się na wielu płaszczyznach – oddziaływanie pośrednie za pomocą wiedzy naukowo-technicznej, przenoszenia nowoczesnych technologii czy wreszcie za pomocą bezpośrednich inwestycji zagranicznych. W pracy opisano mechanizm wpływu importu na PKB, analizując zużycie energii i materiałów.

6

New way of producing useful energy from biomass in countries decommissioning coal-fired power plants

51%

Manowska A. , Nowrot A. , Pielot J.

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

tom no. 2, vol. 2

221--230

EN

This paper describes a new way of processing biomass using micro-CHPU devices (Micro Combined Heat and Power Unit). The micro- -CHPU device is a new idea that allows to convert chemical energy in biomass into electricity for charging batteries in small electric vehicles and into useful heat for households. To make the device readily available and inexpensive, commercial Peltier modules were used, in which their operation was inversed to create the Seebeck effect. !e presented research results show that the commercial Peltier module works very well as a thermoelectric generator. The proposed devices may turn out to be very useful in the times of the revolution that has begun on the energy market in most developing countries. Nowadays, many of these countries are intensively beginning to phase out energetics based on fossil fuels. A very popular and effective method of using biomass is mixing it with coal (in the proportion of 10% to 90%) and burning it in a coal-fired power plant or CHP plant. After closing these power plants, biomass will no longer be burned there. !en, the unused biomass could be burned in micro-CHPU devices. This will prevent biomass waste in agriculture.

PL

W artykule opisano nowy sposób przetwarzania biomasy przy użyciu urządzeń mikro-CHPU (Micro Combined Heat and Power Unit). Urządzenie mikro-CHPU to nowy pomysł, który pozwala na zamianę energii chemicznej zawartej w biomasie na energię elektryczną do ładowania akumulatorów w małych pojazdach elektrycznych oraz w ciepło użytkowe dla gospodarstw domowych. Do budowy zastosowano komercyjne moduły Peltiera, w których działanie ich zostało odwrócone w celu uzyskania efektu Seebecka. Z przedstawionych wyników badań wynika, że komercyjny moduł Peltiera bardzo dobrze sprawdza się jako generator termoelektryczny. Proponowane urządzenia może okazać się bardzo przydatne w dobie rewolucji, która rozpoczęła się na rynku energii w większości krajów rozwijających się. Obecnie wiele z tych krajów intensywnie zaczyna odchodzić od energetyki opartej na paliwach kopalnych. Bardzo popularną i efektywną metodą wykorzystania biomasy jest mieszanie jej z węglem (w proporcji od 10% do 90%) i spalanie w elektrowni węglowej lub elektrociepłowni. Po zamknięciu tych elektrowni niewykorzystana biomasa mogłaby zostać spalona w urządzeniach mikro-CHPU.

7

Możliwości zastosowania systemów RFID w kopalniach podziemnych

51%

Wojaczek A. , Miśkiewicz K. , Manowska A. , Nowrot A.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2020

|

tom Vol.9, iss. 2

60--70

PL

Trudne warunki środowiskowe kopalń podziemnych wymagają stosowania systemów identyfikacji osób i lokalizacji wybranych maszyn znajdujących się w rozległych wyrobiskach podziemnych. Do tego celu w niektórych kopalniach, w ograniczonym zakresie, stosuje się lokalizację strefową RFID. Lokalizacja w czasie rzeczywistym RTLS jak na razie nie jest stosowana. Artykuł omawia wybrane problemy związane z zastosowaniem systemów RFID w kopalniach podziemnych.

EN

Difficult, environmental conditions of underground mines require the used identification systems and the location of selected machines, which are in extensive underground excavations. In this purpose, zone location with RFID technology is used in some mines, but this used is limited. RTLS real-time localization has not applied yet. The article discusses selected problems related to the used of RFID systems in underground mines.

8

Low cost solar thermoelectric water floating device to supply measurement platform

45%

Nowrot A. , Mikołajczyk M. , Manowska A. , Pielot J. , Wojaczek A.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2019

|

tom T. 9, nr 4

78--82

EN

This work presents the prototype of the solar – thermoelectric device, which can float on water surface. It produces electrical energy as a result of the Seebeck effect in a commercial, low-cost Peltier module. The main application of the device will be an autonomous and a floating measurement platform. An important advantage of the presented solution is the possibility to work alike at day, when a solar light heats the surface of the absorber, and at night, when the different of temperatures between air and water causes the heat flux and in an effect the electricity. The device is capable of working for many cloudy days and also in winter on very short days. The presented device is based on low-cost and widely available components.

PL

W pracy zaprezentowano prototypowe solarne urządzenie termoelektryczne pływające po powierzchni wody. Wytwarza ono w niedrogim, komercyjnym module Peltiera energię elektryczną w wyniku zachodzącego w nim zjawiska Seebecka. Docelowo głównym obszarem aplikacyjnym urządzenia będzie zasilanie autonomicznej, pływającej platformy pomiarowa do monitorowania parametrów środowiskowych. Istotną zaletą przedstawionego rozwiązania jest możliwość pracy zarówno w dzień, gdy światło słoneczne ogrzewa powierzchnię absorbera, jak również w nocy, gdy różnica temperatur między powietrzem a wodą powoduje powstawanie strumienia ciepła w module Peltiera. Urządzenie może pracować przez wiele pochmurnych lub krótkich dni, także w zimie. Do konstrukcji układu zastosowano relatywnie tanie i łatwo dostępne w handlu komponenty.