Laboratorium Przemian Energetycznych w Energetyce

Laboratorium Przemian Energetycznych w
Energetyce
Pawilon C-6, lokal 201
W skład laboratorium wchodzi:
Laboratorium Przemian Energetycznych w Energetyce Konwencjonalnej (PE)
Przedmiot badawczy:
Przedmiotem badawczym będzie badanie procesów i zjawisk stanowiących podstawę stosowanych obecnie
rozwiązań w tzw. klasycznych systemach energetycznych. Badane będą zjawiska poczynając od przemian
termodynamicznych w wybranych układach silników cieplnych, wytwarzających energię mechaniczną a w
rezultacie jej konwersji – energię elektryczną. Zostaną przeanalizowane poszczególne stopnie tych
konwersji i ich wpływ na końcową wydajność. W przeciwieństwie do tych układów zostaną zbadane
układy, gdzie liczba przemian energetycznych jest mniejsza, tj. układy konwertujące bezpośrednio ciepło na
energię elektryczną poprzez wykorzystanie zjawisk kontaktowych, termoemisji elektronowej czy
wykorzystania promieniowania podczerwonego. Za pomocą dedykowanych układów
pomiarowo-sterujących zbierane będą charakterystyki takich procesów i analizowane pod kątem
rozlicznych aplikacji. Specjalnego znaczenia w rozpatrywanym laboratorium nabiera układ magazynowania
energii, dedykowany pod kątem współpracy z różnym układami realizującymi wybrane przemiany
energetyczne.
Opis sposobu wykorzystania sprzętu w kontekście planowanych do wykonania badań oraz realizacji
założonych projektów badawczych.
Opisane stanowiska badawcze będą mogły być wykorzystane do realizacji szeregu prac badawczych.
Układy zbierania danych oraz programowania przebiegu eksperymentu pozwolą na wykonywanie
zakładanych pomiarów, zebranie danych i ich odpowiednią analizę.
Lista projektów badawczych, które mogą być realizowane w danym laboratorium (projekty twarde, wyniki,
możliwość wdrożeń, ewentualne zlecenia przemysłu)
1.Optymalizacja pracy wybranych typów silników cieplnych pod kątem ich zastosowania w
rozpatrywanych układach i systemach energetycznych
2.Badanie różnych paliw pod kątem ich stosowania w układach wytwarzania energii
3.Opracowywanie i wdrażanie metod bezpośredniej konwersji ciepła w w energię elektryczna dla
potrzeb realizacji określonych procesów energetycznych, w tym Kogeneracji i zwiększenia
efektywności
4.Badanie nowatorskich rozwiązań generatorów elektrycznych
5.Badanie współpracy układów wytwarzania i magazynowania różnych form energii pod katem
rozproszonej energetyki, opracowanie fektywnych systemów sterowania
Projekty przewidywane do realizacji w laboratoriach
Opracowanie i budowa prototypowych układów generacji i magazynowania energii elektrycznej dla
potrzeb urządzeń grzewczych różnej skali
W szeregu przypadków istotne jest zapewnienie nieprzerwanej dostawy energii elektrycznej systemów
grzewczych (np. kotły, instalacje, elektronika pomiarowa, …). Brak dostawy energii może skutkować
poważnymi konsekwencjami związanymi z brakiem sterowania wytwarzaniem ciepła (np. przegrzania
płaszcza wodnego kotła, braki w dostawie ciepła, itp.). Newralgicznym miejscem jest elektronika
pomiarowo-sterująca oraz pompy obiegowe, wentylatory itp. W tym wypadku użytkownik jest uzależniony
od dostaw energii z sieci ciepłowniczej, pomimo, że istnieje możliwość jej wytworzenia na potrzeby własne
systemu ciepłowniczego.
Celem projektu będzie opracowanie niewielkich i względnie tanich układów generacji i magazynowania
energii elektrycznej na własne potrzeby instalacji ciepłowniczych. W tym celu opracowane zostaną
hybrydowe układy generatorów korzystające z ciepła wytwarzanego przez jednostkę grzewczą i ulokowane
w różnych jej punktach. W zależności od miejsca usytuowania i dostępnej temperatury rozważone zostaną
generatory termoelektryczne , termofotowoltaiczne i termoemisyjne. Opracowana zostanie konstrukcja
takich generatorów pod kątem specyficznych warunków pracy, zbadane procesy fizyczne zachodzące przy
rozważanych temperaturach, możliwość konwersji ciepła i efektywność wytwarzania energii elektrycznej.
W drugim etapie projektu zostaną opracowane układy magazynujące energię elektryczną i współpracujące z
jednostką ciepłowniczą . Rozważone zostaną różne rozwiązania pod kątem zapewnienia optymalnej
współpracy z układami generatorów, m.in. supekondensatory, układy akumulatorów układy z wirującą masą
i inne. Pod uwagę będzie brana możliwość magazynowania i oddawania określonych ilości energii w
dostępnych dla systemu przedziałach czasowych. Zbadany zostanie szereg procesów związanych z cyklem
magazynowania, w tym sprawność, powtarzalność, obciążalność i możliwość pracy dla nietypowych
układów generacji, itp. Ponadto zostanie opracowany algorytm sterowania takiego systemu realizujący
optymalne przepływy energii.
Użytkownicy laboratorium
prof. dr hab. inż. Mariusz Filipowicz
tel. 12 617 51-92
e-mail: [email protected]
Miejsce pracy:
WEiP, Katedra Zrównoważonego Rozwoju Energetycznego, D- 9, ul: Kawiory 40, I, 105