Relacja fotograficzna    Relacje z sesji VI FER
 

26 września 2023 r., w ramach I Kongresu Energetyki Rozproszonej, w obiektach Akademii Górniczo-Hutniczej im. St. Staszica w Krakowie (Centrum Informatyki, aula A-1), odbyła się I Konferencja Naukowa Energetyki Rozproszonej (KNER). Zapraszamy do zapoznania się z relacją tekstową i zdjęciową z obrad dotyczących najważniejszych aspektów szeroko pojętej transformacji energetycznej (TE) i energetyki rozproszonej (ER) w kontekście technicznym i naukowo-badawczym.

I KNER zorganizowana została przez osiem wydziałów Akademii Górniczo-Hutniczej: Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej; Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji; Inżynierii Mechanicznej i Robotyki; Wiertnictwa Nafty i Gazu; Inżynierii Lądowej i Gospodarki Zasobami; Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska; Energetyki i Paliw oraz Matematyki Stosowanej. O randze wydarzenia i jego doniosłości dla rozwijania i popularyzowania wiedzy na temat ER świadczy patronat honorowy dwóch jednostek Polskiej Akademii Nauk: Komitetu Elektrotechniki PAN oraz Komitetu Problemów Energetyki PAN.

W konferencji wzięło udział 110 uczestników, którzy nadesłali 64 prace. 46 referatów przedstawiono w 9 sesjach tematycznych, zaś nad 18 prezentacjami dyskutowano w ramach sesji posterowej.

Sesja 1A. fot. Mateusz Wójtów

Tematem sesji 1A była Współpraca rozproszonych źródeł energii (RZE) z siecią zasilającą. We wprowadzeniu do dyskusji wskazano, że rosnąca popularność RZE negatywnie wpływa na sieć zasilającą, zwiększając poziom dobrze znanych zaburzeń jakości dostawy energii  (takich jak powolne i szybkie zmiany napięcia, wahania, asymetrie i odkształcenia napięcia, przepięcia itp.), a także wprowadzając nowe komplikacje, jak zaburzenia elektromagnetyczne i problemy związane z obecnością źródeł rozproszonych. Prelegenci przedstawiali wyniki analiz wpływu farm fotowoltaicznych na parametry jakości dostawy energii elektrycznej w sieci elektroenergetycznej średniego napięcia oraz rozważali, jak system magazynów energii z wysoką bezwładnością może wpłynąć na stabilizację napięcia i częstotliwości w sieci elektroenergetycznej. W ramach sesji m.in. zaproponowano koncepcję systemu pomiarowo-sterującego w układzie zasilania odbiorcy indywidualnego wyposażonego w źródło fotowoltaiczne oraz przedstawiono wyniki analizy pracy sieci dystrybucyjnej nN z bateryjnym systemem magazynowania energii elektrycznej. Zastanawiano się nad wpływem działań prosumenckich na wybrane parametry pracy sieci dystrybucyjnej nN, przedstawiono rozwiązanie wielopunktowej prognozy mocy elektrowni fotowoltaicznej z wykorzystaniem uczenia maszynowego, a także zaproponowano nowy sposób rozliczeń opłat za energię bierną w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym.

W sesji 1B tematem przewodnim była Geotermia oraz podziemne magazynowanie energii i ciepła. Dyskusja dotyczyła poszukiwania, udostępniania, eksploatacji i wykorzystania ciepła Ziemi. Analizowano metody pozyskiwania ciepła geotermalnego za pośrednictwem wód termalnych przez otwory wiertnicze, które umożliwiają wymianę ciepła bez wymiany masy. Zwrócono uwagę, że geoenergetyka obejmuje także magazynowanie w górotworze ciepła pochodzącego np. z klimatyzacji. W ramach sesji zaprezentowano również wykorzystanie kawern do podziemnego magazynowania dużych ilości energii.

Powyższy temat był rozwijany również w ramach sesji 2B pt. Geotermia płytka i głęboka, podczas której dyskutowano o technicznych możliwościach pozyskiwania energii geotermalnej i o jej wpływie na środowisko. Energia geotermalna była przedstawiana jako ekologiczne i odnawialne źródło dostępne do wykorzystania zarówno w geotermalnych systemach ciepłowniczych (geotermia głęboka), jak i w lokalnych rozproszonych systemach grzewczych przy zastosowaniu pomp ciepła (geotermia płytka). W ramach sesji prelegenci prezentowali prace związane z magazynem energii potencjalnej w otworze wiertniczym zlokalizowanym na terenie AGH w Krakowie, przedstawiono też możliwość wykorzystania w Polsce kawern solnych jako magazynów energii, dyskutowano o budowie otworów geotermalnych skojarzonych z otworowymi wymiennikami ciepła (tzw. dubletami) i parametrach takich wymienników, rozważano aktualne oraz przyszłe możliwości użycia mieszanin kwasujących w celu poprawienia przepuszczalności skał zbiornikowych ujmujących wody termalne, a także analizowano specyficzne wymagania stawiane materiałom uszczelniającym otwory wiertnicze w geoenergetyce. Tematem obrad było też porównywanie płynów roboczych stosowanych obecnie w tzw. wspomaganych systemach geotermalnych. Zastanawiano się nad problemami skalowalności systemów geotermalnych i możliwością modelowania takich procesów, analizowano możliwość wykorzystania płytkich systemów geotermalnych na potrzeby ogrzewania i chłodzenia, a także zwiększania efektywności dostępnych aktualnie pomp ciepła.

Sesja 1C. fot. Mateusz Wójtów

W sesji 1C pt. Metan z pokładów węgla zauważono, że choć podstawowym celem wykorzystywania tego surowca jest zapewnienie bezpieczeństwa robót górniczych, to jednocześnie można je potraktować jako pozyskiwanie gazu z niekonwencjonalnych źródeł. Jest to możliwe ze względu na formę występowania metanu, która wymaga zastosowania specjalnych, desorpcyjnych technologii odzysku. Wskazano, że udokumentowane zasoby bilansowe wydobywalne metanu z pokładów węgla (CBM) w Polsce w 2022 r. wyniosły około  106,3 mld m3. Ważnym punktem dyskusji były rozwiązania techniczne mające na celu ograniczenie emisji metanu z pokładów węgla oraz jego efektywne wykorzystanie. Prelegenci przedstawiali aktualne problemy związane z występowaniem metanu w kopalniach węgla kamiennego, również w kontekście regulacji UE dotyczących likwidacji kopalń w Polsce. Podczas obrad zaprezentowano Międzynarodowe Centrum Doskonałości, którego celem jest wsparcie działań związanych z redukcją emisji metanu do atmosfery, efektywne wykorzystanie tego gazu oraz zmniejszenie zagrożeń związanych z jego wybuchami w kopalniach węgla kamiennego w Polsce. Przedstawiono także proces pozyskiwania energii z metanu jako główny cel strategii środowiskowej JSW SA, dyskutowano o problemie odmetanowania jako istotnym elemencie strategii PGG w kontekście walki ze zmianami klimatycznymi oraz spełnienia wymogów zrównoważonego rozwoju.

W sesjach 2C i 3C analizowano najnowsze osiągnięcia w zakresie rozwoju technologii magazynowania i konwersji energii – jako dwóch filarów transformacji energetycznej. Postawiono tezę, że wraz z rosnącym udziałem OZE magazynowanie staje się niezbędne do stabilizacji sieci oraz zapewnienia ciągłości dostaw. Z kolei odpowiednio dobrane systemy konwersji energii pozwalają na optymalizację jej użycia w różnych sektorach gospodarki. Przedstawiono aktualne wyniki badań naukowych oraz istniejące innowacyjne rozwiązania technologiczne, które umożliwiają optymalizację wykorzystania energii poprzez zwiększenie funkcjonalności, elastyczności i niezawodności tego procesu.

W dyskusjach zwracano uwagę, że problemy ER dotyczą nie tylko systemów dużych mocy, ale również chociażby tzw. energii odpadowej, która pojawia się w niemal każdym procesie technologicznym. Jej wykorzystanie wymaga zastosowania autonomicznych węzłów sieci czujnikowych, elementów systemów pomiarowych oraz monitorujących stan rozległych obiektów i procesów. W sesjach 2A pt. Odzyskiwanie energii z otoczenia (energy harvesting) oraz 3B pt. Paliwa z odpadów i ciepło odpadowe przedstawiono wyniki prac badawczych dotyczących pozyskiwania energii m.in. z ciepła odpadowego w procesie sterylizacji narzędzi chirurgicznych (energia ta może służyć do zasilania urządzeń nadzorujących ten proces i weryfikujących poprawność procesu sterylizacji oraz do zliczania, ile razy dane narzędzie było już sterylizowane), a także z fal elektromagnetycznych (przez zastosowanie układów przetwarzających energię RF na prąd stały) czy ze sprężonego powietrza będącego elementem odpadowym w maszynach i systemach pneumatycznych wykorzystywanych do automatyzacji i mechanizacji linii produkcyjnych w wielu obszarach przemysłu. W czasie tej sesji przedstawiono również nowe trendy oraz modele procesu zamiany ciepła na prąd elektryczny w układach termoelektrycznych oraz wykorzystania fal dźwiękowych (np. hałasu).

Doskonałym uzupełnieniem sesji technicznych były wystąpienia związane z wyceną energetycznych projektów inwestycyjnych oraz ich opłacalnością i ryzykiem (3A). W czasie tej sesji dyskutowano między innymi o modelowaniu i prognozowaniu cen energii elektrycznej oraz zapotrzebowania na energię elektryczną, a także o bilansowaniu przepływów energii w klastrach czy o problemach wyceny instalacji fotowoltaicznej z magazynem energii.

Dyskusje nad wyżej wymienionymi zagadnieniami okazały się niezwykle owocne, a jednocześnie uczestnicy konferencji mieli poczucie, że w toku rozmów pojawiło się jeszcze wiele tematów, które wymagałyby głębszej analizy. W związku z tym podjęto decyzję o organizacji kolejnej edycji Konferencji Naukowej Energetyki Rozproszonej. II KNER odbędzie się 26 czerwca 2024 r. jako wydarzenie towarzyszące II Kongresowi Energetyki Rozproszonej. Wszelkie informacje wraz ze ścieżką rejestracji na KNER można znaleźć na stronie: http://kner2024.agh.edu.pl.