Odnawialne źródła energii

(1)

11

POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI

00-662 Warszawa, ul Koszykowa 75 tel. (0-22) 629-49-85 fax: 825-94-44

prof. dr hab. inż. Antoni Dmowski prof. dr hab. inż. Antoni Dmowski

mgr inż. Łukasz Rosłaniec mgr inż. Łukasz Rosłaniec

--możliwości i ograniczenia w

możliwości i ograniczenia w

warunkach polskich

(2)

Plan wykładu

1.

1. WstępWstęp 2.

2. Małe elektrownie wodneMałe elektrownie wodne 3.

3. Elektrownie fotowoltaiczneElektrownie fotowoltaiczne 4.

4. Elektrownie wiatroweElektrownie wiatrowe 5.

5. Elektrownie hybrydowe (dobowe i sezonowe Elektrownie hybrydowe (dobowe i sezonowe

uzupełnianie energetyczne w/w elektrowni) uzupełnianie energetyczne w/w elektrowni)

6.

6. Źródła alternatywne (ogniwa paliwowe)Źródła alternatywne (ogniwa paliwowe) 7.

7. Przykładowa sieć energetyczna ze źródłami Przykładowa sieć energetyczna ze źródłami

odnawialnymi odnawialnymi

8.

(3)

33

Zmiany temperatury powietrza

atmosferycznego w

(4)

(5)

55

Przewidywany rozwój energetyki odnawialnej w UE Przewidywany rozwój energetyki odnawialnej w UE

do roku 2020 do roku 2020

Źródło: Communication from the Commission to the Council and the European Parliament: Renewable Energy Road Map Renewable energies in the 21st century: building a more sustainable future - COM(2006) 848

(6)

(7)

77

Źródła klasyczne w porównaniu ze Źródła klasyczne w porównaniu ze

źródłami odnawialnymi źródłami odnawialnymi

1. Zasoby naturalne (kopaliny)

a) węgiel kamienny, brunatny b) ropa naftowa

c) gaz ziemny

d) energia atomowa ?

e) energia z odpadów (spalanie śmieci, itp..) 2. Energia ze źródeł odnawialnych

a) energia wody b) energia wiatru

c) energia promieniowania słonecznego – fotowoltaika

d) geotermia

(8)

(9)

99

Udział różnych źródeł energii pierwotnej w światowej produkcji energii elektrycznej.

(10)

Pod względem struktury wykorzystania surowców energetycznych Polska jest krajem nietypowym, bowiem aż 97% energii wytwarza się z paliw stałych, w tym 63% z węgla kamiennego. Prognozy w tym zakresie są zmienne w zależności od sposobu szacowania zasobów bilansowych surowców. Obecnie można przyjąć niżej podane wielkości.

Węgiel kamienny: zasoby przemysłowe – 3117 mln t;

wystarczalność zasobów:

• udostępnionych w czynnych kopalniach – 28 lat,

• możliwych do udostępnienia w czynnych kopalniach – 38 lat;

• bilansowych złóż niezagospodarowanych – do 72 lat.

Węgiel brunatny:

zasoby bilansowe: 14 mld t w złożach czynnych, 8 mld t w złożach perspektywicznych;

Wykorzystanie węgla w Polsce Wykorzystanie węgla w Polsce

(11)

11 11

Małe elektrownie wodne

(12)

(13)

13 13

(14)

(15)

15 15

(16)

Elektrownie fotowoltaiczne

(17)

17 17

Sprawność przetwornika światło – prąd elektryczny

Warunki:

- Natężenie strumienia energii słonecznej 1000W/m2

(18)

Charakterystyki przedstawiające p

Charakterystyki przedstawiające parametry bateriiarametry baterii słonecznej

(19)

Schemat blokowy elektrowni Schemat blokowy elektrowni

fotowoltaicznej współpracującej z siecią fotowoltaicznej współpracującej z siecią

energetyczną energetyczną

(20)

Roczna produkcja energii z elektrowni Roczna produkcja energii z elektrowni

fotowoltaicznej fotowoltaicznej

(21)

21 21

Dzienne ilości energii dostarczane przez baterię słoneczną

(22)

Schemat blokowy elektrowni Schemat blokowy elektrowni

fotowoltaicznej fotowoltaicznej

(23)

23 23

Feed in Tariff

Feed in Tariff –– The influence of FiT The influence of FiT introduction on new installed PV power’s introduction on new installed PV power’s

growth growth 2004 2004 20052005 20062006 20072007 20082008 France France 5,25,2 77 10,910,9 31,331,3 4646 Italy Italy 4,74,7 6,86,8 12,512,5 70,270,2 258258 Spain Spain 1111 2424 9898 512512 25112511 Germany Germany 600600 850850 850850 11001100 15001500 Czech Republic Czech Republic 00 00 00 33 5151 Great

Great BritainBritain 2,32,3 2,72,7 3,23,2 44 66 Poland

Poland 0,1270,127 0,0570,057 0,1970,197 0,2020,202 0,40,4

• Growth of installed power • Values in table given in MW

(24)

Structures of Photovoltaic Power

Plants

• Conventional PV system technology • String/Multi-String PV system technology • Integrated PV system technology

(25)

25 25

Moduł EKO 1000LV

Moduł EKO 1000LV--II

Moduł EKO 1000LV

(26)

Przykłady zastosowań Przykłady zastosowań

(27)

27 27

Elektrownie wiatrowe

(28)

(29)

29 29

(30)

Przykładowy prąd z turbiny

wiatrowej

(31)

31 31

Różne topologie elektrowni

wiatrowych

(32)

Różne topologie elektrowni

wiatrowych c.d.

(33)

33 33

Przetwornica 2 MW 50 Hz / 60 Hz

(34)

Farmy wiatrowe z przetwornicami Farmy wiatrowe z przetwornicami

tyrystorowymi i tranzystorowymi tyrystorowymi i tranzystorowymi

(35)

35 35

Różne rodzaje połączeń farm wiatrowych z SEE Różne rodzaje połączeń farm wiatrowych z SEE

(36)

Prądy generatora elektrowni wiatrowej w Prądy generatora elektrowni wiatrowej w

zależności od siły wiatru zależności od siły wiatru

(37)

37 37

Koncepcja nowego układu z elektrowni Koncepcja nowego układu z elektrowni

wiatrowych z zasobnikami energii wiatrowych z zasobnikami energii

(38)

Koncepcja elektrowni wiatrowej Koncepcja elektrowni wiatrowej

z zasobnikiem energii z zasobnikiem energii

(tyrystorowa przetwornica DC/AC + filtr aktywny) (tyrystorowa przetwornica DC/AC + filtr aktywny)

(39)

39 39

(40)

Samochody elektryczne kompensujące zmiany mocy Samochody elektryczne kompensujące zmiany mocy

produkowanej przez elektrownie wiatrowe produkowanej przez elektrownie wiatrowe

(41)

41 41

Pośrednie odnawialne

źródła energii

(42)

Schemat instalacji, w której do produkcji energii Schemat instalacji, w której do produkcji energii

elektrycznej używany jest biogaz elektrycznej używany jest biogaz

1-zamknięte komory fermentacyjne, 2-izobaryczny zbiornik gazu, 3-kotłownia gazowa, 4-wymiennik ciepła woda technolog.-osad, 5-centralne ogrzewanie budynków, 6-silnik gazowy zespołu prądotwórczego, 7-wymiennik ciepła płyn chłodzący-woda technolog., 8 –wymiennik ciepła spaliny-woda technolog.,

(43)

9-43 43

Elektrownie hybrydowe ze

źródłami odnawialnymi

(44)

Hybrydowa elektrownia fotowoltaiczno

(45)

45 45 Prąd ze źródła Prąd ze źródła fotowoltaicznego i fotowoltaicznego i turbiny wiatrowej turbiny wiatrowej

(46)

(47)

47 47

Zaopatrzenie w energię domu mieszkalnego Zaopatrzenie w energię domu mieszkalnego

(48)

Elektrownia wiatrowa z magazynem Elektrownia wiatrowa z magazynem

wodorowym wodorowym

(49)

Porównanie sprawności różnych przetworników Porównanie sprawności różnych przetworników

energii energii

(50)

Schemat blokowy elektrowni słonecznej Schemat blokowy elektrowni słonecznej

(51)

51 51

(52)

(53)

53 53

Wysokotemperaturowe ogniwo paliwowe z turbiną gazową

(54)

Schemat blokowy układu przyłączającego Schemat blokowy układu przyłączającego

ogniwo paliwowe do sieci ogniwo paliwowe do sieci

(55)

55 55

Ogniwa paliwowe w systemach zasilania telekomunikacji

(56)

(57)

57 57

Ogniwa paliwowe

(58)

Porównanie elektrociepłowni i ogniwa

paliwowego

(59)

59 59

(60)

(61)

61 61

System nadzoru i sterowania w układach System nadzoru i sterowania w układach

OZE i ogniwem paliwowym OZE i ogniwem paliwowym

Baterie chemiczne Mikroprocesorowy System Nadzoru Linia telefoniczna / GSM Przetwornice Baterie słoneczne Ogniwo paliwowe i elektrolizer System dystrybucji wodoru Generator wiatrowy

(62)

(63)

63 63

(64)

(65)

65 65