Dni energii odnawialnej Racjonalne użytkowanie energii elektrycznej i jej wytwarzanie w źródłach odnawialnych dr inż. Zbigniew Wyszogrodzki Brodnica, 29 maja 2009

Zarządzanie energią

Planowa i kontrolowana redukcja Zarządzanie energią Planowa i kontrolowana redukcja zużycia energii Cel nadrzędny: Maksymalizacja zysków lub minimalizacja kosztów poprzez racjonalne użytkowanie energii

Zarządzanie energią Cele cząstkowe: Wzrost sprawności energetycznej lub ograniczenie zużycia energii „Dobre nawyki” i upowszechnianie wiedzy w dziedzinie użytkowania energii Procedury monitoringu, raportowania i planowania

Zarządzanie energią Cele cząstkowe (cd): Podejmowanie inwestycji energooszczędnych Motywacja użytkowników energii Ograniczenie wpływu czynników zewnętrznych na funkcjonowanie obszaru użytkowania energii

Zarządzanie energią Zakres: ciepło (co, cwu, wentylacja) energia elektryczna woda gaz

Zarządzanie energią Jak rozpocząć? Wyznaczyć osobę odpowiedzialną za gospodarowanie energią Określić cele i oczekiwane rezultaty w razie potrzeby: Nawiązać współpracę z konsultantem zewnętrznym

Zarządzanie energią Zadania zarządzającego energią: Kontrola kosztów energii Prognozowanie zużycia energii Opracowanie koncepcji działań energooszczędnych Kreowanie efektów ekonomicznych Określanie strategii użytkowania energii

Zarządzanie energią Główne elementy zarządzania energią: Rejestracja zużycia energii Porównanie miesięcznego zużycia z budżetem Ocena wyników rocznych Określenie rocznego planu energetycznego i jego realizacja

Zarządzanie energią Warunek konieczny sukcesu: Pozytywne nastawienie i osobiste zaangażowanie kierownictwa jednostki eksploatującej zasoby

Energia elektryczna

Energia elektryczna Cechy: wysoko przetworzony nośnik energetyczny łatwość przesyłu łatwość przetwarzania na inne formy energii (mechaniczna, światło, ciepło) oddziaływanie na środowisko

Energia elektryczna Elektroenergetyka w Polsce - wytwarzanie Moc zainstalowana Produkcja energii 33.392 MW 143.144 GWh

Energia elektryczna 34,5% 62%

Energia elektryczna Struktura sprzedaży energii elektrycznej w Polsce (99.275 GWh)

Energia elektryczna Wpływ na środowisko Wytworzeniu 1 kWh energii elektrycznej z węgla (0,42 kg kamiennego lub 1,22 kg brunatnego) towarzyszy emisja: 1 kg CO2 9,1 g SO2 2,3 g NOx 1,5 g pyłów lotnych

Racjonalizacja oświetlenia Udział oświetlenia w zużyciu energii: gospodarstwo domowe - do 25% obiekty użyteczności publicznej – do 50% Możliwe oszczędności do ok. 80% energii

Racjonalizacja oświetlenia Działania oszczędnościowe: Wymiana tradycyjnych źródeł światła (żarówki, świetlówki) na energooszczędne (świetlówki kompaktowe, sodówki) Dobór właściwych do zastosowania źródeł światła Montaż właściwych opraw oświetleniowych

Racjonalizacja oświetlenia Działania oszczędnościowe (cd): Zachowanie czystości opraw Montaż urządzeń do regulacji natężenia oświetlenia Montaż urządzeń automatycznego włączania i wyłączania oświetlenia Zastąpienie oświetlenia ogólnego oświetleniem ogólnym zlokalizowanym Właściwe wykorzystanie światła dziennego

Racjonalizacja oświetlenia Skuteczność świetlna źródeł Źródło Skuteczność świetlna, lm/W żarówki 8 – 15 żarówki halogenowe (nn) 12 – 17 świetlówki f38 mm 40 – 55 świetlówki kompaktowe 45 – 60 świetlówki f26 mm 50 – 80 świetlówki zasilane w.cz. 100

Racjonalizacja oświetlenia Kryteria wyboru źródła światła: skuteczność świetlna czas od włączenia do uzyskania pełnej skuteczności świetlnej wpływ częstości załączeń na trwałość własności barwowe

Racjonalizacja oświetlenia Kryteria wyboru źródła światła (cd): możliwość pulsacji strumienia świetlnego przystosowanie źródeł do wybranych typów opraw oświetleniowych konieczność zastosowania właściwego obwodu zasilania cena

Racjonalizacja oświetlenia Sprawność opraw oświetleniowych Rodzaj oprawy Średnia sprawność, % oprawy do żarówek 54 oprawy do świetlówek (proste konstrukcje) 60 oprawy do świetlówek (z odbłyśnikami) 67 oprawy do rtęciówek i sodówek 77

Racjonalizacja oświetlenia Porównanie parametrów żarówki i świetlówki kompaktowej Źródło Moc znamion. W Moc pobierana W Strumień świetlny lm Trwałość h Cena zł żarówka 60 540 1.000 1 świetlówka 11 12,5 550 8.000 15 - 40

Racjonalizacja oświetlenia Analiza opłacalności wymiany żarówki 60 W na świetlówkę kompaktową 11 W Oszczęd-ność mocy, W Czas użytkowania w roku, h/a Oszczęd-ność energii, kWh/a Cena energii elektrycz., zl/kWh Oszczęd-ność roczna, zł/a Różnica nakładów zł Okres zwrotu nakładów, lat 47,5 500 23,8 0,30 7,13 14 – 39 1,96-5,47 1000 14,25 0,98-2,74 2000 95,0 28,5 0,49-1,37

Racjonalizacja oświetlenia Przykład oszczędności energetycznych w wyniku zastąpienia oświetlenia ogólnego oświetleniem ogólnym zlokalizowanym

Racjonalizacja oświetlenia Zasady racjonalnego projektowania i użytkowania instalacji oświetleniowej Wyłączaj zbędne oświetlenie Dostosuj oświetlenie do wykonywanej pracy Używaj najlepszych źródeł światła, odpowiednich do zastosowań Używaj odpowiednich opraw oświetleniowych Zastosuj instalację o minimalnych stratach

Racjonalizacja oświetlenia Zasady racjonalnego projektowania i użytkowania instalacji oświetleniowej (cd) Dobieraj odpowiedni kolor światła Maksymalnie wykorzystuj światło dzienne Wyłączaj światło, gdy wychodzisz z pomieszczenia Czyść oprawy oświetleniowe i wymieniaj zużyte źródła światła Unikaj rozwiązań tymczasowych i zastępczych

Wytwarzanie energii elektrycznej w źródłach odnawialnych

Energetyka wiatrowa

Energetyka wiatrowa Moc zainstalowana w elektrowniach wiatrowych w Polsce wynosi kilkaset MW (2008 r.) Planuje się jej wzrost do kilku tysięcy MW.

Przykładowa krzywa mocy Energetyka wiatrowa Przykładowa krzywa mocy (ENERCON E70 – 2.300 kW)

Energetyka wiatrowa Zalety: źródło „czystej” energii

Energetyka wiatrowa Wady: nieprzewidywalna wielkość produkcji, wrażliwość na warunki pogodowe, konieczność utrzymywania w gotowości źródeł konwencjonalnych, wysokie nakłady inwestycyjne, wysokie koszty energii, aspekty krajobrazowe i ekologiczne (hałas, zwierzęta).

Energetyka wiatrowa Zagadnienia inwestycyjne: atrakcyjna cena sprzedaży energii (158 zł/MWh) i praw majątkowych (ok. 258 zł/MWh), długotrwała procedura przygotowawcza, problemy lokalizacyjne (średnia prędkość wiatru, infrastruktura elektroenergetyczna), opłaty w okresie eksploatacji (m.in. podatki lokalne).

Energia z biomasy Układ z silnikiem spalinowym zintegrowanym ze zgazowaniem biomasy

Energia z biomasy Gaz z procesów fermentacyjnych oczyszczalnie ścieków, biogazownie rolnicze. lokalne zagospodarowanie ciepła, sprzedaż energii elektrycznej, bardzo tanie paliwo.

Energia z biomasy Schemat elektrociepłowni z silnikiem spalinowym zasilanym biogazem

Energia z biomasy Odpady organiczne

Energia z biomasy Odpady organiczne – Donderen, Holandia Wkład: obornik bydlęcy, dodatek: obornik kurzy, kukurydza itp. Układ wytwórczy energii: 3 x 340 kWe

Energia z biomasy Składowiska odpadów

Energia z biomasy Oczyszczalnie ścieków

Energia słoneczna Ogniwa fotowoltaiczne produkcja energii elektrycznej, wysoki koszt wytwarzania (niska, choć rosnąca sprawność, wysokie nakłady). Kolektory słoneczne produkcja ciepła, szczególnie c.w.u., rosnąca liczba kolektorów.

Energia wody Energia spadku wód Energia falowania i pływów morskich najważniejszy sposób wykorzystania energii odnawialnej, bardzo wysokie jednostkowe nakłady inwestycyjne. Energia falowania i pływów morskich niezwykle wysokie koszty – faza eksperymentów.

Energia wody Schemat elektrowni wodnej przepływowej

Energia wody Generatory w elektrowni wodnej

Elektrownia wodna we Włocławku Energia wody Elektrownie wodne w Polsce elektrownia wodna na Wiśle (we Włocławku) – 160 MW elektrownia wodna Sromowce Wyżne na Dunajcu – 2,5 MW liczne elektrownie szczytowo –pompowe (np. EL Żarnowiec – 800 MW, elektrownia Czorsztyn-Nidzica na Dunajcu) elektrownie interwencyjno-regulacyjne np.w Solinie, w Porąbce elektrownie zbiornikowe (wykorzystuje energię rzek górskich) np. elektrownia w Myczkowcach na Sanie Elektrownia wodna we Włocławku Tama w Nidzicy

Energia wody Elektrownie wodne na świecie Elektrownia na rzece Colorado Elektrownia wodna Bonneville Dam na rzece Kolumbia, USA (Oregon) Sajańsko – Suszeńska elektrownia wodna na Jeniseju w azjatyckiej cz. Rosji – moc 6400 MW Elektrownia na rzece Parana (na granicy Paragwaj- Brazylia) Zapora Hoover Dam na rzece Colorado w USA (232 m wysokości) Zapora Itaipu na rzece Parana (8 km dług.)

Energia wody Zasady działania małych elektrowni wodnych MEW mogą wykorzystywać potencjał niewielkich rzek, rolniczych zbiorników retencyjnych, systemów nawadniających, wodociągowych, kanalizacyjnych, kanałów przerzutowych. Zalety MEW: nie zanieczyszczają środowiska i mogą być instalowane w licznych miejscach na małych ciekach wodnych mogą być zaprojektowane i wybudowane w ciągu 1-2 lat, prostota techniczna powoduje wysoką niezawodność i długą żywotność wymagają nielicznego personelu i mogą być sterowanie zdalnie Zasady działania małych elektrowni wodnych

Energia geotermalna produkcja ciepła użytecznego (c.o. i c.w.u.), wzrost zainteresowania tą formą energii, konieczność powtórnego wtłaczania wykorzystanej wody pod ziemię, rozwój prac nad elektrowniami zasilanymi energią geotermalną specjalne czynniki robocze, bardzo małe sprawności konwersji energii bardzo wysokie koszty wytwarzania energii

Ogniwo paliwowe Paliwa: gaz ziemny, destylaty ropy naftowej, płynny propan, węgiel zgazyfikowany, etanol, metanol, biomasa, gazy ze składowisk odpadów organicznych i oczyszczalni ścieków

Dni energii odnawialnej Racjonalne użytkowanie energii elektrycznej i jej wytwarzanie w źródłach odnawialnych dr inż. Zbigniew Wyszogrodzki Brodnica, 29 maja 2009