Nowe technologie Innowacyjne projekty uczestników Klastra 3x20

Ogniwo paliwowe

W ramach realizacji projektu badawczego zamawianego Bezpieczeństwo elektroenergetyczne kraju planuje się w celach badawczych budowę wysoko sprawnego układu skojarzonego wytwarzana energii elektrycznej i ciepła opartego na ogniwie paliwowym. Planuje się zainstalowanie układu na terenie Wydziału Elektrycznego Politechniki Śląskiej w Gliwicach. Układ CHP z ogniwem paliwowym mógłby zostać włączony w struktury elektrowni wirtualnej budowanej przez ESP S.A., w związku z czym planuje się zakup ogniwa zasilanego gazem ziemnym.

Istnieje możliwość zlokalizowania układu w bezpośrednim sąsiedztwie budynku Wydziału Elektrycznego, od strony ul. Akademickiej jako obiektu wolno stojącego, z przeszklonymi ścianami zewnętrznymi. Proponowana lokalizacja umożliwia przyłączenie układu do sieci gazu ziemnego, węzła ciepłowniczego oraz sieci elektroenergetycznej Politechniki Śląskiej.

Prace badawcze planowane do wykonania obejmują: pracę wyspową, w szczególności zachowanie się w stanach dynamicznych przy zwiększaniu i zmniejszaniu obciążenia skokowo i stopniowo, pracę na sieć - wpływ włączania lokalnych i zewnętrznych odbiorów na pracę źródła, rozpływ prądów wyższych harmonicznych, wpływ na jakość napięcia zasilania, stany przejściowe związane z synchronizacją - przejścia z pracy wyspowej do sieci, z sieci na wyspę i rozruchy źródła na wyspę i na sieć.

Po zakończeniu prac badawczych układ mógłby nadal pracować jako element struktury elektrowni wirtualnej oraz, jako instalacja demonstracyjna (modelowa), byłby wykorzystywany do zajęć dydaktycznych.

Elektrownia wirtualna

Elektrownia Wirtualna (EW) jest to wzajemne powiązanie ze sobą źródeł generacji rozproszonej, sieci teleinformatycznej, systemu zarządzania oraz mechanizmów rynkowych.

Wykorzystanie źródeł generacji rozproszonej pozwala na zainstalowanie źródła energii w pobliżu odbiorcy końcowego. Budowa elektrowni wirtualnej z wykorzystaniem takich źródeł jest istotna ze względu na poprawienie bezpieczeństwa elektroenergetycznego przez zmniejszenie zależności od paliw kopalnych takich jak: węgiel kamienny i brunatny, ropa naftowa, gaz ziemny oraz możliwości kształtowania zachowań odbiorców końcowych. Pozytywnych skutków takiej instalacji należy doszukiwać się także w redukcji gazów cieplarnianych powstających w procesie spalania paliw kopalnych.

Zmniejszenie emisji CO2 przy jednoczesnym zwiększeniu produkcji energii jest możliwe dzięki wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii. Zmniejszenie dystansu pomiędzy wytwórcą i odbiorcą umożliwia wykorzystanie energii cieplnej powstającej w procesie wytwarzania energii elektrycznej w układach kogeneracyjnych (CHP).

Instalowanie źródeł generacji rozproszonej w miejscu zapotrzebowania na energię elektryczną powoduje zmniejszenie strat sieciowych, a także poprawia niezawodność zasilania. Dostawca energii uzyskuje również możliwość zmniejszenia obciążenia szczytowego, co niejednokrotnie może go uchronić przed płaceniem kar za przekroczenie dopuszczalnego limitu [Projekt badawczy zamawiany Nr PBZ-MEiN-1/2/2006 „Bezpieczeństwo elektroenergetyczne kraju”].

Prace nad modelem matematycznym elektrowni wirtualnej prowadzone są obecnie na Wydziale Elektrycznym Politechniki Śląskiej w ramach projektu badawczego zamawianego Bezpieczeństwo elektroenergetyczne kraju. Budowa modelowej elektrowni wirtualnej jest natomiast przedmiotem prac prowadzonych przez ESP S.A.