źródła energii turbiny wiatrowe magazynowanie energii paliwa energetyczne bloki energetyczne transformatory produkcja i zużycie energii akumulacja energii elektrycznej rynek energii źródła odnawialne zmniejszenie emisji CO2 nadkrytyczne bloki węglowe analiza LCA rewitalizacja bloków 200MW energetyka wiatrowa względna oszczędność energii regulacje unijne
AKTUALNOŚCI
Jak sprawdzić działanie nowego urządzenia w sieci elektroenergetycznej bez konieczności wyłączania całej infrastruktury służącej do wytwarzania, przesyłu i rozdziału energii elektrycznej? Jak przekonać się, czy nie zaburza ono pracy innych urządzeń albo zanadto nie obciąża systemu? Laboratorium LINTE^2, które powstaje przy Politechnice Gdańskiej, będzie miejscem, gdzie – w odpowiednio dobranej skali – takie badania będą możliwe. Powstaną tu i będą testowane innowacyjne urządzenia dla współczesnej energetyki odnawialnej – słonecznej i wiatrowej, a także klasycznej – cieplnej i jądrowej.
W laboratorium LINTE^2 trwa instalowanie licznych urządzeń do badania pracy rzeczywistych układów sieci i systemów elektroenergetycznych. Na dachu budynku, którego charakterystyczna czarno-zielona bryła silnie zaznacza się na terenie kampusu Politechniki Gdańskiej, od kilku miesięcy pracuje elektrownia słoneczna o mocy 33 kW. Obecnie uruchamiane są generatory, które można spotkać w nowoczesnych elektrowniach wiatrowych i cieplnych, w tym generator napędzany mikroturbiną gazową o mocy 65 kW. Do generatorów podłączone zostaną specjalnie w tym celu zbudowane modele fizyczne linii przesyłowych i dystrybucyjnych, oraz odbiorników energii, przy pomocy których naukowcy będą badać różne stany związane z przesyłaniem i pobieraniem energii przez odbiorców. Szczególną rolę wśród odbiorników będą pełniły stacje ładowania samochodów elektrycznych, których 5 stanowisk już pracuje w laboratorium.
Oprócz tego w instalacji badawczej będzie pracowało wiele innych urządzeń, które można spotkać w nowoczesnych systemach elektroenergetycznych, na przykład zasobniki pozwalające na krótkoterminowe „przechowywanie” energii elektrycznej, takie jak baterie akumulatorów i superkondensatorów oraz koło zamachowe, albo urządzenia „pilnujące” dobrej jakości tej energii. Dzięki temu możliwe będzie prowadzenie badań i testów bardzo złożonych podsystemów elektroenergetycznych w skali laboratoryjnej. Rzeczywistych elektrowni czy sieci elektroenergetycznych nie można bowiem po prostu wyłączyć i przeznaczyć do badań. Jest to złożona i ściśle połączona ze sobą infrastruktura, która cały czas pracuje na rzecz odbiorców.
Rzadko, jedynie w trakcie awarii czy planowanych remontów, część urządzeń jest odłączonych od sieci i można z nich skorzystać w celach badawczych. Dlatego do realnych badań uczeni potrzebują modelu fizycznego, z konieczności w odpowiednio zmniejszonej skali.
Drugi powód jest taki, że w rzeczywistości nikt nie dysponuje zestawem (czyli systemem) kilkudziesięciu urządzeń elektroenergetycznych. Elektrownie znajdują się głównie na południu Polski, linie przesyłowe są w całym kraju, podobnie rozproszeni są odbiorcy. Laboratorium, które pozwala modelować różnego rodzaju konfiguracje takich urządzeń w jednym miejscu i czasie to rzecz prawdziwie unikatowa.
BADANIA NA RZECZ ENERGETYKI SŁONECZNEJ, WIATROWEJ, JĄDROWEJ
Zadaniem laboratorium będzie testowanie prototypowych urządzeń elektroenergetycznych we współpracy z przedsiębiorcami, którzy będą wprowadzać je na rynek. Aby przetestować swoje nowe technologie, firmy będą mogły dostarczyć je do gdańskiego laboratorium i podłączyć do tutejszej infrastruktury badawczej. Razem z naukowcami eksperci z firm sprawdzą ich parametry, wpływ na inne urządzenia, czy na jakość energii w sieci. Firma produkująca innowacyjne panele fotowoltaiczne znajdzie na dachu laboratorium LINTE^2 przestrzeń do ustawienia prototypowej instalacji, aby ją przebadać pod względem różnych parametrów osiąganych przez elektrownie słoneczne. Badanie nowych urządzeń i instalacji będzie możliwe w takich konfiguracjach systemu elektroenergetycznego, w których realnie będą one pracować.
Nowa ustawa o odnawialnych źródłach energii zakłada, że do sieci elektroenergetycznej będzie można podłączyć małe instalacje, tzw. instalacje prosumenckie (prosument – producent i konsument zarazem, który produkuje energię na własne potrzeby, a jej nadwyżki sprzedaje do sieci). Doświadczenia krajów Europy Zachodniej, gdzie takie rozwiązania funkcjonują od lat pokazują, że będą to głównie instalacje związane z energetyką wiatrową i słoneczną. Nie wiadomo, w jaki sposób duża liczba takich instalacji wpłynie na pracę naszych sieci elektroenergetycznych i całego systemu. Wkrótce na polskim rynku pojawi się wiele nowych urządzeń dla energetyki prosumenckiej, oferowanych przez różne podmioty gospodarcze. Wiele z tych urządzeń będzie musiało być poddane weryfikacji parametrów, czy testom współdziałania. Część z tych badań będzie można przeprowadzać w laboratorium LINTE^2.
Od kilku lat trwają starania o uruchomienie na Politechnice Gdańskiej symulatora elektrowni jądrowej. Jeśli zostaną uwieńczone sukcesem, uczeni będą starali się wykorzystać taki symulator w nowym laboratorium do badania współpracy elektrowni jądrowej z systemem elektroenergetycznym.
PRZEMYSŁ POMOŻE FINANSOWAĆ DZIAŁALNOŚĆ LABORATORIUM
Model biznesowy funkcjonowania tego typu przedsięwzięć przy uczelniach wyższych dopiero się w Polsce kształtuje. Nowelizacja ustawy o szkolnictwie wyższym stworzyła nowe możliwości w tym zakresie. W ślad za tym wiele uczelni, w tym Politechnika Gdańska, rozwija rozwiązania sprzyjające komercjalizacji badań naukowych. Na uczelniach publicznych powstawało do tej pory niewiele laboratoriów, których celem nie jest kształcenie studentów, a badania proprzemysłowe.
A tak właśnie będzie w laboratorium LINTE^2. Przestrzeń laboratorium została tak zaprojektowana, żeby zespoły naukowe mogły się skupić na pracach rozwojowo-wdrożeniowych. Projekt zakłada wykorzystanie infrastruktury laboratorium na potrzeby prac dyplomowych i doktoratów, ale będą to raczej małe grupy studenckie i zespoły projektowe współpracujące z naukowcami. Celem tego laboratorium w stu procentach jest praca dla gospodarki, bo taki jest cel PO IG, z którego laboratorium zostało sfinansowane.
Projekt uzyskał dofinansowanie z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju - ok. 44 mln złotych. 85 proc. tego dofinansowania pochodzi z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Około 10 mln kosztował sam budynek laboratorium, który został zaprojektowany i zbudowany na terenie kampusu Politechniki Gdańskiej na podstawie konkursu architektonicznego. Ok. 30 mln zł będzie kosztowała instalacja badawcza, która wciąż jest uruchamiana, a pozostała część to koszty zarządzania, promocji i inne. Laboratorium zostało zaprojektowane tak, żeby uczelnia nie ponosiła wysokich kosztów jego eksploatacji. Część tych kosztów będą finansować przedsiębiorcy, którzy będą tutaj prowadzili swoje własne lub wspólne z naukowcami badania.
W LINTE^2 niezależnie może pracować około 10 grup badawczych. Wyodrębnione przestrzenie, zwane sterowniami, umożliwiają kilkuosobowym grupom naukowców pracę nad wybranymi projektami. Przeprowadzanie eksperymentów badawczych, w tym operowanie wszystkimi urządzeniami, będzie się odbywało zdalnie ze sterowni za pomocą nadrzędnego systemu sterowania i komunikacji. Ponadto dostęp do laboratorium będzie możliwy z zewnątrz. Gdyby pojawiła się grupa badaczy, która nie będzie miała możliwości przyjechania do Gdańska na dłużej i zainstalowania się w sterowniach, będą oni mogli pracować zdalnie za pomocą internetu.
Kołem zamachowym laboratorium będą projekty generowane przez sektor nauki. Najpierw pojawią się tu zatem zespoły naukowe uczelni, po pierwsze z Politechniki Gdańskiej, a następnie z innych instytucji naukowych, także zagranicznych. Docelowo laboratorium ma prowadzić jak największą liczbę projektów zgłaszanych przez przedsiębiorców.
NIE BEZ POWODU NA POMORZU...
Laboratoria tworzące złożone modele systemów energetycznych istnieją już w Europie, gdzie tworzą nawet sieć badawczą zajmującą się problematyką rozproszonych systemów energetycznych. Tym, co wyróżnia LINTE^2 na tle innych tego typu laboratoriów, jest elastyczność i duże możliwości rekonfiguracji tutejszych instalacji. Chodzi o to, aby grupy eksperymentatorów mogły dowolnie zestawiać ze sobą badane urządzenia. Jeśli ktoś chciałby przeanalizować współpracę elektrowni wiatrowej z konkretnym typem odbiorcy, to jest w stanie połączyć ze sobą dwa modele – elektrowni oraz odbiorcy - i przeprowadzić odpowiednie testy.
To, że takie laboratorium powstało przy Politechnice Gdańskiej, wpisuje się zarówno w strategię uczelni, jak i województwa pomorskiego, które ma mało klasycznych zasobów energetycznych, większość energii trafia tu z zewnątrz. Przez najbliższych kilkanaście lat rozwój energetyki, w tym jądrowej i wiatrowej, będzie dynamiczny, dlatego wsparcie ze strony nauki dla gospodarki w tym zakresie wydaje się czymś oczywistym.
Projekt „Laboratorium Innowacyjnych Technologii Elektroenergetycznych i Integracji Odnawialnych Źródeł Energii LINTE^2” jest finansowany ze środków Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka. Kierownictwo naukowe nad projektem sprawuje dr hab. inż. Janusz Nieznański.
PAP – Nauka w Polsce, Karolina Olszewska
źródło: naukawpolsce.pap.pl
« powrót do listy aktualności