Strona dla uczniów technikum

 

Strona główna

Galeria Mapa strony Historia Kontakt PSBiG Filmy  

Technik urządzeń i systemów energetyki odnawialnej

 

     Słownik OZE

 
Ustawy i rozporządzenia

 

   Poniżej prezentuję trudniejsze hasła pojawiające się na olimpiadach OZE. Do utworzenia tego folderu skłoniła mnie tegoroczna (2015) edycja olimpiady i bzdury opowiadane przez jej uczestników. Hasła będą wrzucane zgodnie z porządkiem alfabetycznym.

 

Blackout- stan awarii systemu elektroenergetycznego. Pojęcie „blackout” w przypadku systemu elektroenergetycznego oznacza przerwę w pracy całego systemu lub jego znacznej części powodującą zanik napięcia w sieci elektroenergetycznej na dużym obszarze. Każda katastrofalna awaria systemowa typu blackout ma inne przyczyny i przebieg zjawiska, ale można mówić o pewnym generalnym schemacie rozwoju tego typu awarii.
  W wyniku nałożenia się kilku losowych zdarzeń (np. awarie sieciowe, planowe bądź awaryjne odstawienia bloków elektrowni, ekstremalne zjawiska atmosferyczne) dochodzi do przekroczenia dopuszczalnych wartości podstawowych parametrów technicznych pracy systemu (częstotliwości i napięcia). Prowadzi to następnie do automatycznego odłączania od sieci jednostek wytwórczych i utraty napięcia na całym obszarze objętym zakłóceniem.
  Cechą charakterystyczną awarii systemowych jest ich kaskadowość. Niekiedy charakteryzując tę cechę używa się pojęcia "efektu domina". Po ustabilizowaniu się sytuacji (realizowany jest plan obrony systemu) operator systemu przesyłowego (OSP) przystępuje do odbudowy systemu (realizowany jest plan odbudowy systemu). Odbudowa ta w wielu przypadkach może trwać nawet kilka dni

 

Carbon Capture and Storage (CCS) - Technologia wychwytywania i składowania dwutlenku węgla (CCS) polega na gromadzeniu CO2 powstającego przy produkcji energii elektrycznej w skutek spalania paliw kopalnych, jak również ze źródeł przemysłowych, a następnie jego długoterminowego (tysiące lat) składowania w podziemnych formacjach geologicznych.
Głównym zastosowaniem dla technologii CCS jest redukcja emisji CO2, powstałych w procesie wytwarzania energii elektrycznej z paliw kopalnych, głównie węgla i gazu. Jednakże technologia ta może być stosowana również w wielu gałęziach przemysłu, generujących duże ilości CO2, tj. w przetwórstwie, przemyśle chemicznym, cementowniach, hutach stali, przemyśle petrochemicznym oraz przy przetwarzaniu ropy naftowej i gazu ziemnego i innych.
    Wychwycony dwutlenek węgla musi zostać oczyszczony, a następnie sprężony i przetransportowany do miejsca składowania, gdzie jest on zatłaczany w odpowiednie formacje geologiczne w celu skutecznego i trwałego izolowania go od atmosfery. Czasami możliwe jest składowanie CO2 bezpośrednio w pobliżu źródła emisji. Jeżeli nie ma takiej możliwości, CO2 musi być przetransportowany, głównie za pomocą rurociągów. CO2 może także zostać sprężony do postaci płynnej i przewieziony drogą morską lub lądową (transport kołowy).
    Wykorzystując techniki, stosowane już wcześniej w przemyśle naftowym i gazowniczym, sprężony CO2 może być zatłaczany do głębokich formacji geologicznych, znajdujących się pod powierzchnią Ziemi. Istnieją trzy główne rodzaje składowisk, są nimi: złoża ropy naftowej i gazu ziemnego, nienadające się do eksploatacji pokłady węgla oraz głębokie formacje solankowe. CO2 może być uwięziony pod warstwą skał uszczelniających lub w porach skalnych (na głębokości co najmniej 800 m, dla zapewnienia odpowiednich warunków ciśnienia i temperatury dla składowania CO2). Te same naturalne mechanizmy pułapkowania już od milionów lat umożliwiają gromadzenie się olbrzymich ilości ropy naftowej, gazu ziemnego i dwutlenku węgla pod powierzchnią ziemi.

 

Carbon emission - emisja dwutlenku węgla. W 2015 roku zostanie wyemitowane do atmosfery w wyniku procesów spalania,  oddychania komórkowego, itp. około 36 mld ton tego gazu.

 

Carbon footrint (ślad węglowy) - z definicji jest to całkowita emisja przez daną jednostkę (człowieka, organizację) gazów cieplarnianych (dwutlenku węgla CO2, metanu CH4, podtlenku azotu N2O, fluorowęglowodorów HCF, sześciofluorku siarki SF6), wyrażona w ekwiwalencie dwutlenku węgla, stąd miarą jest tona ekwiwalentu CO2 (tCO2e). Wielkość śladu węglowego da się dość dokładnie wyliczyć, dlatego metodyka wyliczania jest stosowana przez EU.

Przykłady:

Wyprodukowanie 1 kWh energii elektrycznej jest związane z uwolnieniem do atmosfery ok. 1000 g CO2., 8-12 g SO2, 3-4 g NOx

1kg CO2 to:
Podróż publicznymi środkami transportu (pociąg lub autobus) na odległość 12 km. Przejazd samochodem 6 kilometrów (przy spalaniu 7.3 litra na 100 km).  Praca przy komputerze przez 32 godziny (dla 60W komputera) Produkcja 5 plastikowych worków. Produkcja 2 plastikowych butelek. Produkcja 1/3 … cheesburgera (Produkcja każdego cheesburgera powoduje emisję 3.1 kg CO2!). Każdy litr spalonej benzyny w samochodzie powoduje emisję 2.32 kg CO2.
DRZEWA - absorpcja CO2 – średnio w ciągu życia ok. 750 kg CO2 – procesy fotosyntezy i akumulują go w swojej biomasie.

 

Ecological Footprint (ekologiczny ślad) - umowna powierzchnia którą zamieszkuje jeden człowiek. Na wielkość tej  powierzchni wpływa wielkość zużycia energii, produkcji odpadów, zużycia wody, żywności, etc. każdy z tych elementów przeliczany jest na powierzchnię ziemi. W skrócie - jest to "odcisk" jaki każdy z nas robi swoją działalnością na planecie. Największy ślad ekologiczny powodują amerykanie.

 

Efekt cieplarniany (green house effect) - zjawisko podwyższania się średniej temperatury na Ziemi w wyniku emisji gazów cieplarnianych (inna nazwa - efekt szklarniowy). Za gaz o największym udziale w efekcie cieplarnianym uważany jest dwutlenek węgla (CO2), którego stężenie w atmosferze stale rośnie (średnio 2ppm/rok). Obecnie przekracza już w skali globalnej poziom 400 ppm, przy czym wartość ta jest różna w poszczególnych częściach globu.

Kula ziemksa z zaznaczonymi średnimi koncentracjami dwutlenku węgla

Rys. Średnie koncentracje dwutlenku węgla w środkowej troposferze (wysokości 5-9km) na podstawie pomiarów za pomocą przyrządu AIRS (satelita Aqua) w kwietniu 2013. Ilustracja dzięki uprzejmości NASA/JPL-Caltech. Średnia globalna wynosiła 396,86 ppmv.

 

Gaz syntezowy - gaz palny, mieszanina tlenku węgla CO i wodoru H2, powstaje głownie w procesie zgazowania paliw stałych stałych jak węgiel kamienny, torf, lub rozkład węglowodorów (np. metanu) w obecności pary wodnej z użyciem katalizatorów (reforming), można tez stosować proces pirolizy biomasy . Wykorzystywany do produkcji metanolu i etanolu jak też benzyny syntetycznej (synteza Fischera-Tropscha F-S). 

 

GHG (greenhouse gas) - gaz cieplarniany, do gazów cieplarnianych zaliczane są: dwutlenek węgla CO2, metan CH4, podtlenek azotu N2O, fluorowęglowodory HCF, sześciofluorek siarki SF6  Wpływ poszczególnych gazów na efekt cieplarniany jest różny, dlatego wprowadzono ekwiwalent w postaci wpływu jaki niesie ze sobą 1 tona dwutlenku węgla w okresie 100lat (GWP100 Global Warming Potential)

 

Negawaty -  zaoszczędzone jednostki mocy. Głównym źródłem negawatów są technologie energooszczędne, ocieplanie budynków i budowa domów pasywnych, wspólne użytkowanie samochodów, itp.. W praktyce energetycznej negawaty osiągane są głównie poprzez programy i akcje prowadzone pomiędzy spółkami energetycznymi, a konsumentami indywidualnymi lub biznesowymi energii, polegające na dobrowolnym ograniczaniu poboru mocy w określonych godzinach. Zmniejszone w ten sposób zużycie energii w godzinach szczytu pozwala na znaczne oszczędności operatorów. Negawaty w programach partnerskich są płatne, przy czym w odróżnieniu do opłaty taryfowej (za zużycie energii) klient zarabia na jej ograniczeniu. W Polsce pierwszą firma zajmująca się zarabianiem na negawatach jest Enspiron należąca do grupy ENERGA.

 

Net metering - system rozliczania się producenta i jednocześnie konsumenta energii elektrycznej (prosumenta) z zakładem energetycznym. Zgodnie z net meteringiem, energia elektryczna wytwarzana przez prosumenta we własnej instalacji (np. w postaci mikroinstalacji na dachu) i dostarczana do lokalnej sieci dystrybucyjnej rozliczana jest poprzez odejmowanie jej od ilości zużytej energii z sieci elektroenergetycznej. Przykładowo - prosument który w danym roku wyprodukował 5000 kWh energii, a zużył jej w tym czasie na własne potrzeby 5500 kWh, płaci zakładowi energetycznemu tylko za 500 kWh. Jeśli energii wytworzonej jest więcej niż zużytej, to powstała nadwyżka może być:

- sprzedana zakładowi energetycznemu

- przeniesiona na przyszły okres rozliczeniowy

 

Prognozowanie - (predykcja) - racjonalne, naukowe przewidywanie przyszłych zdarzeń
(zazwyczaj wnioskowanie oparte na danych czasowych lub przekrojowych).

Funkcje prognoz
– preparacyjna (prognoza jako działanie przygotowujące zajście innych działań),
– aktywizująca (pobudzanie do podejmowania działań sprzyjających realizacji prognozy, np. poprzez opublikowanie prognozy),
– informacyjna (oswajanie ludzi z nadchodzącymi zmianami, zmniejszanie lęku przed przyszłością).

Klasyfikacje prognoz.
1) ze względu na sposób wyrażania stanu zmiennej:
ilościowa (stan zmiennej jest wyrażony liczbą)
punktowa (podanie określonej wartości zmiennej)
przedziałowa (podanie przedziału liczbowego, w którym znajdzie się wartość
zmiennej),
jakościowa opisana jest słownie jako przewidywany zakres zdarzeń. 

2) ze względu na typ zmian zachodzących w prognozowanym zjawisku:
krótkookresowa   dotyczy zwykle okresu nie dłuższego niż 1 rok
średniookresowa dotyczy okresu 1-5 lat
długookresowa dotyczy okresu >5 lat.

W przypadku energetyki prognozowanie stosowane jest powszechnie (często dla krótszych okresów np.miesiąc, kwartał) i ma na celu określenie np. wielkości przyszłego zapotrzebowania na energię elektryczną, czy moc przyłączeniową. W skali długoterminowej prognozowanie ma wpływ na wybór strategii zasilania całych obszarów, budowy elektrowni, czy linii przesyłowych.

Proces prognozowania jest postępowaniem wieloetapowym, dzielącym się na:
- etap definiowania problemu prognostycznego (określenie zjawiska, celu i okresu prognozy)
- etap zebrania danych i ich analiza (znalezienie czynników mających wpływ na prognozę)
- etap wyboru metody i budowy modelu prognostycznego
- etap postawienia prognozy
- etap oceny jakości prognozy

 

Przesuwnik fazowy - specjalny rodzaj transformatora umożliwiający regulację kąta napięcia w sieci energetycznej, a przez to zmianę rozpływów mocy w sieci. Przesuwniki fazowe instalowane są z reguły w stacjach transformatorowych na granicach dwóch systemów energetycznych (dwóch państw), zabezpieczając w ten sposób lokalny system przed niekontrolowanym przepływem mocy i zjawiskiem blackoutu. W Polsce przesuwniki fazowe instalowane są na granicy z Niemcami (np. Mikułów), chroniąc system przed niekontrolowanym przepływem z niemieckich farm wiatrowych.

 

Repowering - Proces wymiany starszych systemów energetycznych na nowsze o wyższej wydajności lub mocy. W OZE repowering związany jest przede wszystkich z wymianą starych elektrowni wiatrowych o spadającej sprawności i stwarzających zagrożenie awarią, na nowsze rozwiązania o często większej wysokości i mocy. Z punktu widzenia rynku energetycznego i lokalnego, problem repoweringu może mieć też oddziaływanie negatywne, jeśli dochodzi do ponownego montażu wyeksploatowanych turbin w innej miejscowości lub kraju.

Smart grid - (inteligentna sieć) – inteligentne sieci elektroenergetyczne, gdzie istnieje komunikacja między wszystkimi uczestnikami rynku energii mająca na celu dostarczanie usług energetycznych możliwie najniższym kosztem i zwiększenie efektywności oraz zintegrowanie rozproszonych źródeł energii, w tym także energii odnawialnej. Spełnienie powyższych wymagań wiąże się z modernizacją istniejącej sieci elektroenergetycznej i optymalizacji wszystkich elementów sieci. W roku 2010 trwa dopracowywanie standardów, m.in. Komisja Europejska powołała w tym celu specjalny zespół, którego prace przewidziano na lata 2010-2020. Scenariusz z inteligentnymi sieciami opracowany przez Międzynarodową Agencję Energii przewiduje mniejsze zużycie energii o 25%. w 2050 roku. Należy przy tym pamiętać, że sieć inteligentna to także technologie, które mają pozwolić na poprawę ciągłości zasilania, zwiększenie możliwości przyłączania rozproszonych źródeł energii, a także przyczynić się do poprawy efektywności działania przedsiębiorstw sieciowych, czyli pośrednio obniżyć koszty ponoszone przez odbiorców energii. Zgodnie z tym wprowadzenie ISE (inteligentnych sieci elektroenergetycznych) jest najtańszym sposobem na uniknięcie zapaści całego systemu. W Polsce spółka Energa-Operator realizuje pilotażowy projekt sieci inteligentnej na Helu o nazwie „Inteligentny Półwysep". 

Z pojęciem smart grid wiążą się też inne pojęcia i rozwiązania, jak: smart metering - czyli inteligentne systemy pomiarowe, systemy magazynowania energii, AMI (Advanced Metering Infrastructure - – infrastruktura pomiarowa z dwustronną komunikacją), prosument.

Schemat sieci "smart grid".

 

System SCADA – (j.ang. Supervisory Control And Data Acquisition) komputerowy system nadzorujący przebieg pracy i produkcji elektrowni wiatrowej obejmujący zbieranie danych (pomiarów), ich wizualizację, sterowanie procesami, alarmowanie oraz archiwizację.

System YAW – zespół mechanizmów umożliwiający gondoli turbiny wiatrowej samoczynne i automatyczne ustawienie gwarantujące optymalne wykorzystanie siły wiatru istniejącej w danym czasie.

Zrównoważony rozwój

Według tradycyjnej definicji zrównoważony rozwój to rozwój, „w którym potrzeby obecnego pokolenia mogą być zaspokojone bez umniejszania szans przyszłych pokoleń na ich zaspokojenie”. Innymi słowy pozwala on zagwarantować, że dzisiejszy wzrost nie będzie zagrażał możliwościom wzrostu przyszłych pokoleń. Zrównoważony rozwój obejmuje zatem trzy elementy: gospodarczy, społeczny i środowiskowy, które na poziomie politycznym należy rozważać jednakowo. Strategię na rzecz zrównoważonego rozwoju, przyjętą w 2001 r. i zmienioną w 2005 r., uzupełnia między innymi zasada integracji kwestii środowiskowych z europejskimi politykami, mającymi wpływ na środowisko.

Testy
Egzamin zawodowy
Materiały do zajęć
Vademecum energetyki odnawialnej

Ciekawe linki

 

 

 Internetowe liczniki