Paweł TERLIKOWSKI, Martyna KWIATKOWSKA, Józef PASKA, Karol PAWLAK, Jakub KALIŃSKI, Dawid URBANEK
Pakiet zimowy Unii Europejskiej w odbiorze krajowego sektora elektroenergetycznego
Zasadniczą część pakietu „Czysta Energia dla wszystkich Europejczyków” (zwanego również Pakietem Czystej Energii lub pakietem zimowy) stanowi propozycja Komisji Europejskiej dotycząca wprowadzenia (bądź nowelizacji) czterech dyrektyw i czterech rozporządzeń. Proponowane dyrektywy dotyczą wewnętrznego rynku energii elektrycznej, efektywności energetycznej, promowania wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych oraz charakterystyki energetycznej budynków. Projekt rozporządzeń odnosi się do zarządzania Unią Energetyczną, wewnętrznego rynku energii elektrycznej, Agencji Unii Europejskiej ds. Współpracy Organów Regulacji Energetyki oraz gotowości na wypadek zagrożeń w sektorze energii elektrycznej. W artykule opisano ocenę wpływu celów i założeń tych głównych dokumentów pakietu zimowego na polski sektor elektroenergetyczny. Wzięto pod uwagę opinie najważniejszych krajowych i międzynarodowych interesariuszy pakietu. Wśród organizacji krajowych przeanalizowano stanowisko operatora systemu przesyłowego oraz najważniejszej organizacji sektorowej – Polskiego Komitetu Energii Elektrycznej. Spośród organizacji europejskich przeanalizowano stanowiska ENTSO-E i Eurelectric. Wśród szczegółowych propozycji nowych rozwiązań zwrócono uwagę m.in. na ryzyko związane z przeniesieniem odpowiedzialności za bezpieczeństwo operacyjne systemów elektroenergetycznych z poziomu krajowego na poziom regionalny. Oceniono model rynkowy proponujący oddzielenie procesów pozyskiwania energii elektrycznej i rezerw mocy. Przeanalizowano również wpływ wprowadzenia normy emisji CO2 – 550 g/kWh dla elektrowni uczestniczących w europejskich rynkach mocy.
Słowa kluczowe: pakiet zimowy, krajowy sektor elektroenergetyczny, rynek mocy, emisja CO2, regionalne centrum operacyjne
Ryszard BARTNIK, Waldemar SKOMUDEK, Zbigniew BURYN, Anna HNYDIUK-STEFAN, Aleksandra OTAWA, Adam JUSZCZAK
Metodyka i analiza wpływu parametrów techniczno-ekonomicznych na jednostkowy koszt produkcji ciepła w elektrociepłowniach jednopaliwowych
W artykule przedstawiono wpływ parametrów techniczno-ekonomicznych technologii energetycznych na wartość jednostkowego kosztu produkcji ciepła w elektrociepłowniach. Analizę przeprowadzono za pomocą nowatorskiej metodyki z czasem ciągłym. Przedstawione wyniki wielowariantowych obliczeń odpowiadają na pytanie o wysokość tego wpływu, a także, co istotne, w jakim stopniu zmiany wartości tych parametrów pozwalają obniżyć jednostkowy koszt produkcji ciepła. Odpowiadają także na pytanie, jak na ten koszt wpływają zmiany w czasie cen paliw i opłat środowiskowych.
Słowa kluczowe: technologie energetyczne, parametry techniczno-ekonomiczne, jednostkowy koszt produkcji ciepła w elektrociepłowniach
Radosław SZCZERBOWSKI
Strategia zrównoważonego rozwoju a sektor wytwarzania energii w Polsce
Przyszłość i rozwój energetyki to jeden z najważniejszych problemów zarówno w polityce krajowej, jak i światowej. Odpowiedzialność sektora energetycznego za zmiany klimatyczne na Ziemi oraz troska o zapewnienie wystarczających ilości energii w najbliższych latach stanowią główne wyzwania, jakie stoją obecnie przed energetyką. Obecnie trwają prace nad kolejną wersją dokumentu pt. „Polityka energetyczna Polski”. Powstający dokument powinien jasno wskazywać cele na najbliższe lata i pomóc w podejmowaniu decyzji inwestycyjnych w sektorze energetycznym. Obecnie gwarancją ciągłej pracy Krajowego Systemu Elektroenergetycznego jest energia elektryczna wytwarzana w elektrowniach parowych spalających węgiel. Eksploatowane w Polsce elektrownie węglowe są źródłem stabilnych i ciągłych dostaw energii. Idealnie sprawdzają się jako jednostki rezerwowe dla źródeł odnawialnych. W ostatnich latach rozwój energetyki konwencjonalnej znacząco wyhamował narażając kraj na niedostateczną rezerwę mocy. Wobec braku odpowiednich zdolności magazynowania energii, utrzymywanie w gotowości jednostek konwencjonalnych staje się w kontekście utrzymania bezpieczeństwa energetycznego kwestią kluczową. W artykule przedstawiono podstawowe informacje dotyczące strategii zrównoważonego rozwoju sektora energetycznego oraz ich wpływ na przyszły miks energetyczny.
Słowa kluczowe: bezpieczeństwo energetyczne, strategia zrównoważonego rozwoju, polityka energetyczna
Zdobysław FLISOWSKI
Praktyczne i naukowe podstawy dyskwalifikacji „aktywnej ochrony odgromowej”
Rozważaniom artykułu poddano praktyczne i naukowe podstawy dyskwalifikacji „piorunochronów aktywnych”, gdyż chodzi tu nie tylko o błędną zasadę działania „zwodu aktywnego” lub inaczej „zwodu ESE (Early Streamer Emission)”, ale i o błędne rozwiązania całego „urządzenia piorunochronnego”. W artykule starano się uzasadnić teoretycznie i praktycznie, że „zwody ESE” nie mają żadnej przewagi nad zwodami zwykłymi i jeżeli ktoś chce je zastosować, to tylko w taki sposób, jak to przewidziano w serii norm PN-EN 62305. Przestrzenie uznane za chronione nie mogą być w żadnym przypadku większe niż wynika to z metody toczącej się kuli, a płaszczyzną odniesienia dla kąta ochronnego może być tylko powierzchnia przewodząca i uziemiona. Oznacza to, że obiektu nie może chronić jeden „zwód ESE”, lecz tyle zwodów, ile wynika z postanowień aktualnej normy, przywołanej w Rozporządzeniu Ministerialnym. Promotorzy „zwodów ESE” mają swobodę i brną w nieprawidłowości. Wbrew ich deklaracjom nie ma żadnej zgodności „zwodów ESE” z Normą Europejską EN-62305, a zatem i z Normą Polską PN-EN 62305.
Słowa kluczowe: zwody ESE (Early Streamer Emission), urządzenia piorunochronne, Norma Europejska EN-62305
Jarosław WIATER
Ekspercki system oceny ryzyka strat piorunowych jako zalecenia Polskiej Izby Ubezpieczycieli
W artykule zaprezentowano ważniejsze wytyczne, które mają bezpośredni wpływ na zmniejszenie ryzyka strat piorunowych i kosztów ich likwidacji. Omawiane zalecenia zawierają szczegółowe wytyczne w zakresie ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej obiektów budowlanych oraz urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Zaprezentowano praktyczne przykłady błędów mogących powodować zwiększenie ryzyka strat w wyniku doziemnych wyładowań piorunowych. Zdefiniowano wymagania dla projektantów, wykonawców i zarządców obiektów budowlanych. Podkreślono, iż z punktu widzenia ogólnych warunków ubezpieczenia stosowanie urządzeń niebezpiecznych wyłącza odpowiedzialność ubezpieczyciela. Kryterium ceny, które powoduje trwanie patologii w tym zakresie, może w perspektywie czasu powodować wiele dramatycznych sytuacji w przedsiębiorstwach, firmach i u osób prywatnych. Niestety, problem wadliwych urządzeń, szczególnie pochodzenia chińskiego, znacząco zwiększa ryzyko strat piorunowych.
Słowa kluczowe: wyładowania piorunowe, odpowiedzialność ubezpieczyciela, wymagania dla projektantów, wykonawców i zarządców obiektów budowlanych
Grzegorz MASŁOWSKI, Robert ZIEMBA
Analiza zagrożeń przepięciowych powodowanych we wchodzącej do obiektu linii przez pobliskie wyładowania piorunowe
W artykule przedstawiono wyniki symulacji przepięć indukowanych w linii napowietrznej dochodzącej do budynku. Obliczenia wykonano przy użyciu modułu LIOV zaimplementowanego w programie EMTP-RV. Porównano przepięcia odpowiadające składowym prądów piorunowych podanych w normie PN-EN 62305-1. Zbadano wpływ parametrów analizowanego układu linii w sąsiedztwie kanału pioruna na kształty i wartości szczytowe indukowanych przepięć. Na podstawie podanych w artykule wyników stwierdzono, że dla zwiększonej szerokości powierzchni zbierania wynoszącej 2000 m, podanej w nowej edycji normy przepięcia na początku linii, czyli w miejscu przyłączenia obiektu, przekraczają wartość 1,5 kV, która jest podana w normie jako graniczna. Dla szerokości wynoszącej 500 m przepięcia są kilkukrotnie większe.
Słowa kluczowe: zagrożenia przepięciowe, linia napowietrzna dochodząca do budynku, wartości szczytowe indukowanych przepięć
Leszek KOTULSKI
System informatyczny nadzoru i sterowania dużej turbiny wiatrowej na przykładzie innowacyjnej turbiny ANew-S1 z pionową osią obrotu
Każda turbina wiatrowa składa się co najmniej z dwóch systemów – mechanicznego i elektroniczno-elektrycznego. W nowoczesnych turbinach wiatrowych do dwóch powyższych systemów dochodzi dodatkowo system informatyczny. System komputerowy dużej turbiny wiatrowej realizuje kilka zadań. Do najważniejszych należą: sterowanie na poziomie wyższym niż elektroniczny, inteligentny monitoring i wczesne ostrzeganie, zarządzanie danymi, w szczególności ich zbieranie i archiwizacja, diagnostyka (oparta na przebiegu monitoringu i zarchiwizowanych danych), predykcja warunków pracy turbiny, optymalizacja pracy turbiny, co jest ściśle związane ze sterowaniem, wspomaganie decyzji związanych z eksploatacją, m.in. planowaniem remontów. System informatyczny innowacyjnej turbiny wiatrowej z pionową osią obrotu typu ANew-S1 [4,5] jest przykładem systemu informatycznego dedykowanego dla dużej turbiny wiatrowej. Zarówno sama turbina jak i jej system komputerowy zostały stworzone w ramach grantu NCBiR przez konsorcjum, złożone z firmy Stalprodukt, firmy ANew oraz Akademii Górniczo-Hutniczej. Turbina ANew-S1 została zaprojektowana przez firmę ANew i wyprodukowana przez Stalprodukt. Opisany system informatyczny turbiny ANew-S1 został już zaimplementowany i wstępnie przetestowany. Na obecnym etapie testy wykazały prawidłową, zgodną z oczekiwaniami pracę systemu.
Słowa kluczowe: duża turbina wiatrowa, system informatyczny nadzoru i sterowania, turbina ANew-S1 z pionową osią obrotu
Mateusz PŁAWECKI, Edward RÓWIŃSKI, Błażej BZOWSKI, Przemysław Korasiak
Rezystancja statyczna i dynamiczna w modelu dwudiodowym dla ogniwa fotowoltaicznego
W artykule omówiono rezystancję statyczną i dynamiczną w modelu dwudiodowym oraz rozważono dodatkowo współczynnik dyfuzji i czasu relaksacji. Podano również wzory na obliczanie rezystancji statycznej i dynamicznej. W przypadku budowy ogniw z polikrystalicznych materiałów rezystancja dynamiczna zależy również od wielkości ziaren. Wykazano, że krzywa rezystancji statycznej przebiega lawinowo w pobliżu napięcia maksymalnego, a w przypadku krzywej rezystancji dynamicznej zaobserwowano silne oscylacje w pobliżu maksymalnego prądu.
Słowa kluczowe: rezystancja statyczna, rezystancja dynamiczna, model dwudiodowy
Mateusz PŁAWECKI, Edward RÓWIŃSKI, Błażej BZOWSKI
Wpływ energii kwantu i strumienia fotonów na gęstość mocy w ogniwach fotowoltaicznych
W artykule przedstawiono teoretyczne badania wpływu energii kwantu i strumienia fotonów na gęstości mocy dla fotonów padających na powierzchnię ogniwa fotowoltaicznego. Przedmiotem badań są ogniwa fotowoltaiczne zbudowane na bazie germanu, krzemu i arsenku galu. Wykazano, że ogniwa fotowoltaiczne oświetlane monoenergetyczną wiązką fotonów zmieniają się w szerokim zakresie wartości gęstości mocy, która jest proporcjonalna do iloczynu strumienia i energii fotonów oraz jest liniowa względem energii kwantu lub strumienia fotonów. Pokazano, że gęstość mocy odgrywa fundamentalną rolę w poszukiwaniu nowych materiałów do zastosowań w ogniwach fotowoltaicznych.
Słowa kluczowe: monoenergetyczna wiązka fotonów, gęstość mocy, strumień fotonów, ogniwa fotowoltaiczne
Piotr SZPULAK
Metoda przygotowania ciepłej wody użytkowej z wykorzystaniem pompy ciepła wraz z prezentacją kosztów w cyklu rocznym
W artykule przedstawiono metodę przygotowania ciepłej wody użytkowej z wykorzystaniem pompy ciepła z zasobnikiem 300 l., wykorzystującej ciepło skumulowane w powietrzu piwnicznym budynku jednorodzinnego wraz z prezentacją kosztów ogrzania w cyklu rocznym.
Słowa kluczowe: pompa ciepła, koszty ogrzania ciepłej wody