Nauki Techniczne

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi Polskiej Akademii Nauk

Zawartość

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi Polskiej Akademii Nauk | 2018 | Nr 103 |

Abstrakt

W artykule przedstawiono sposób klasyfikacji stanów eksploatacyjnych w procesie użytkowania wozideł technologicznych w górnictwie odkrywkowym. Zdefiniowano klasyfikację stanów technicznych i eksploatacyjnych w procesie użytkowania i obsługiwania maszyn. Za podstawę typologii przyjęto czasy trwania wyspecyfikowanych stanów eksploatacyjnych. Dla stanu zdatności i niezdatności pojazdów określono odpowiednie zbiory stanów eksploatacyjnych. Dla najważniejszych składowych czasowych stanów eksploatacyjnych wykonano analizy na przykładzie parku użytkowanych wozideł w kopalni wapienia. Stany eksploatacyjne zdefiniowano jako opisowy atrybut określający fazę procesu eksploatacji, czyli fazę użytkowania lub obsługiwania maszyny. Wyspecyfikowanie stanów technicznych i eksploatacyjnych w procesie użytkowania parku wozideł technologicznych w górnictwie odkrywkowym pozwala na miarodajną ocenę eksploatacyjną wozideł technologicznych. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu systemów telemetryczno-diagnostycznych w użytkowanych masznych.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W sytuacji gdy eksploatacja złóż rud miedzi w Polsce prowadzona jest w coraz trudniejszych warunkach geologiczno-górniczych, jednym z priorytetowych zadań do rozwiązania jest zapewnienie efektywnej i bezpiecznej eksploatacji, głównie w zakresie systemów obudów wyrobisk, adekwatnych dla nowych warunków geologiczno-górniczych. Warunki te, jak można się spodziewać, będą się charakteryzować większymi wartościami składowych tensora naprężeń pierwotnych, a także mniejszą odkształcalnością i większą wytrzymałością skał otaczających złoże rud miedzi. Oznacza to, że w niedalekiej przyszłości problem wyrzutów skał stanie się jednym z zagadnień, które zadecydują o ekonomice i bezpieczeństwie eksploatacji w nowych obszarach górniczych. W tym aspekcie znaczenia nabiera opracowanie takich systemów obudowy, które byłyby zdolne do kontrolowania dynamicznych przejawów ciśnienia górotworu poprzez absorpcję energii kinetycznej przemieszczających się odspojonych bloków skalnych. Podstawowym elementem tego rodzaju systemów są różnego typu kotwy podatne, rozpraszające energię kinetyczną gwałtownie odspojonych fragmentów otoczenia skalnego, pozwalające znacząco spowolnić lub nawet całkowicie wyhamować ich przemieszczanie się w głąb wyrobiska. W ramach niniejszego artykułu przedstawiono koncepcję ekonomicznie uzasadnionej i efektywnej w zastosowaniach dołowych nowej konstrukcji podatnej kotwy spoiwowej, której gładka, o przekroju prostokątnym żerdź, została uformowana w postaci spirali o zmiennej charakterystyce geometrycznej. Wykonane prototypy kotew skręconych zostały przetestowane w warunkach kopalnianych w oddziale G-11 zlokalizowanym w zachodniej części kopalni Rudna. Próby wyrywania kotew z otworu wiertniczego wykazały, że ich skuteczność zależy przede wszystkim od ich kształtu oraz rodzaju substancji izolująco-poślizgowej, którą została pokryta.

Przejdź do artykułu
Słowa kluczowe: metan wybuch badania

Abstrakt

Wybuchy metanu są jednym z największych zagrożeń w polskim górnictwie węglowym i niestety ciągle przyczyną wielu katastrof. Stały wzrost głębokości eksploatacji węgla w warunkach wysokiej koncentracji wydobycia powoduje zwiększenie metanonośności bezwzględnej i ciśnienia złożowego metanu z wybieranych pokładów. Sytuacja ta przekłada się bezpośrednio na wzrost poziomu zagrożeń wynikających z obecności metanu w podziemnym środowisku pracy. Oczywiste wydaje się zatem podjęcie wzmożonych prac badawczych, które pozwolą na opracowanie odpowiednich rozwiązań wykluczających ryzyko wystąpienia katastrof górniczych, wynikających z zapalenia i/lub wybuchu metanu. Nieodzownym elementem takiego podejścia jest, oprócz rozwoju metod profilaktyki zagrożenia metanowego, bardzo dokładne rozpoznanie mechanizmów samego przebiegu spalania i wybuchu tego gazu. W artykule przedstawiono sposób przeprowadzania i przykładowe wyniki badań wybuchów metanu w chodniku doświadczalnym 400 m Kopalni Doświadczalnej Barbara Głównego Instytutu Górnictwa. Badano dwa różne mechanizmy wydzielania się metanu do wyrobiska górniczego: gwałtowne uwolnienie znacznej objętości metanu i ciągły, stosunkowo wolny wypływ określonej ilości gazu do wyrobiska. Dokonano analizy wpływu sposobu wydzielania się metanu na rozkład stężeń gazu oraz, w zależności od tego rozkładu, na przebieg jego wybuchu lub spalania. Zgromadzone dane charakteryzują zjawiska termodynamiczne, które określają poziom zagrożenia związanego z wybuchem. Przeprowadzone na dużą skalę badania umożliwiły również oszacowanie ryzyka powstania warunków wystarczających do wybuchu pyłu węglowego, zapoczątkowanego wybuchem metanu. Duża skala doświadczeń i zastosowany system ciągłej rejestracji przebiegu wybuchu pozwoliły na identyfikację i wyodrębnienie specyficznych cech propagacji frontu płomienia i fali ciśnienia w podziemnych wyrobiskach górniczych. Po raz pierwszy przebiegi doświadczeń były rejestrowanie za pomocą systemu kamer rozmieszczonych w chodniku doświadczalnym.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W ostatnich latach w górnictwie węgla kamiennego coraz częściej praktykuje się zlecanie firmom zewnętrznym wykonywanie różnego rodzaju prac/usług. Wiąże się to z zatrudnianiem pracowników przez firmy zewnętrzne. Praktyki te nie zawsze są dobrze postrzegane przez pracowników kopalń, gdyż mogą wpływać w sposób zarówno pośredni, jak i bezpośredni na ich wynagrodzenie i warunki bezpieczeństwa. Po pierwsze bardzo często pracownikami firm zewnętrznych są osoby, które traktują prace w górnictwie jako możliwość szybkiego lecz krótkotrwałego (czasowego) sposobu na szybki zarobek. W związku z tym firmy zewnętrzne bardzo często wynagrodzenie swoich pracowników obliczają nie na podstawie czasu pracy (tj. liczby przepracowanych godzin), lecz w zależności od konkretnie wykonanej pracy. Takie zatrudnienie nazywane jest pracą na akord, zatem pracownicy akordowi, by uzyskać wyższe zarobki, pracują szybciej i wydajniej. To z kolei może wpływać na podnoszenie norm pracownikom zatrudnionym przez przedsiębiorstwo górnicze. Ponadto pracownikami firm zewnętrznych są bardzo często emerytowani górnicy i w związku z tym koszty, jakie ponoszą zatrudniający ich pracodawcy, są zdecydowanie niższe niż przedsiębiorstw górniczych. Dodatkowo tacy pracownicy, aby nie stracić świadczenia emerytalnego, pracują za dużo niższą stawkę. Praca zlecona na zewnątrz wykonywana zazwyczaj w pośpiechu (na akord) nie sprzyja przestrzeganiu przepisów bhp, co może wpływać na bezpieczeństwo pracy wszystkich zatrudnionych. W artykule pokazano, w jaki sposób pracownicy kopalni oceniają outsourcing prac podziemnych. Dla realizacji celu przeprowadzono badanie ankietowe wśród pracowników kopalń jednej ze spółek węglowych na Śląsku. W badaniu tym udział wzięli losowo wybrani pracownicy dołowi przedsiębiorstwa górniczego. Ankieta była anonimowa, co niewątpliwie mogło mieć wpływ na szczerość respondentów. Badanie przeprowadzane było w kilku kopalniach wybranej spółki. Część ankiet była prowadzona w wersji elektronicznej, a część w wersji papierowej. Analiza ankiet pozwoliła zrozumieć powody niechęci pracowników spółek węglowych do zlecania prac dołowych firmom zewnętrznym. To z kolei można wykorzystać do lepszego zarządzania zasobami ludzkimi, w tym w szczególności planowania motywacyjnego systemu wynagradzania.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Ocena zachowania się górotworu wokół wyrobisk i skuteczności ich wzmacniania w podziemnych kopalniach rud jest uzależniona od efektywności współpracy obudowy kotwowej z górotworem, którą można oceniać na podstawie odpowiednio zaprojektowanych pomiarów. Na tle opisanych w literaturze kilku rozwiązań dotyczących sposobów monitorowania obciążenia obudów kotwowych autorzy zaproponowali nowe, oryginalne urządzenie umożliwiające masowe pomiary w warunkach kopalnianych. Po przeanalizowaniu zalet i wad istniejących konstrukcji w artykule przedstawiono istotę, zasadę działania oraz metodę pomiaru obciążenia kotwy w wyrobisku podziemnym za pomocą nowego przyrządu. Wykonany prototyp WK-2/8 został wycechowany oraz przetestowany z powodzeniem w warunkach laboratoryjnych w pełnym zakresie pomiarowym. Przyrząd ten, nazwany również wskaźnikiem lub podkładką dynamometryczną, nie wymaga zasilania elektrycznego i umożliwia, stosunkowo precyzyjne (z rozdzielczością 10–14 kN, w zakresie do około 90 kN) i zdalne odczytanie wartości siły osiowej obciążającej kotew (patent AGH) przez każdą osobę znajdującą się w określonym rejonie. Przyrząd może być instalowany w wyrobiskach górniczych w warunkach istniejących obciążeń. Stosunkowo niski koszt wykonania przyrządu pomiarowego, stanowiącego dodatkową podkładkę, jak również łatwy sposób montażu, umożliwiają jego powszechne zastosowanie w kopalniach, gdzie stosuje się kotwienie jako sposób wzmacniania górotworu.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Poziom sprzedaży danego dobra uzależniony jest w dużej mierze od sieci dystrybucji. Przestrzenna analiza dystrybucji umożliwia racjonalizację sieci sprzedaży, co podnosi efektywność i wydajność sprzedaży przedsiębiorstwa z bezpośrednim przełożeniem na wzrost zysków. Z pomocą przychodzą tu tak zwane analizy przestrzenne. W artykule przedstawiono analizę sieci autoryzowanych sprzedawców Polskiej Grupy Górniczej dla województwa opolskiego. Analiza została wykonana z wykorzystaniem narzędzi GIS (SIP). Celem przeprowadzonej analizy było zaprezentowanie możliwych do zastosowania narzędzi weryfikacji już istniejącej sieci dystrybucji, jej racjonalizacji, bądź też tworzenia nowych punktów sprzedaży. Przedstawione narzędzia należą do operacji GIS stosowanych do przetwarzania danych przechowywanych w zasobach Systemów Informacji Przestrzennej. Są to tak zwane narzędzia geoprocessingu, czyli geoprzetwarzania. W artykule zaprezentowano kilka analiz przestrzennych, których rezultatem jest wybór najlepszej lokalizacji punktu dystrybucji pod względem określonych kryteriów. Stosowane narzędzia to między innymi zapytanie przestrzenne intersect (iloczyn), suma. Posłużono się także geokodowaniem, utworzono tak zwany kartodiagram. Przedstawiona przykładowa analiza może zostać wykonana dla sieci autoryzowanych sprzedawców zarówno w skali jednego województwa, miasta, jak też obszaru całego kraju. Użyte narzędzia dają możliwość sprecyzowania grupy docelowych odbiorców, obszarów na jakich się oni znajdują, obszarów koncentracji potencjalnych odbiorców. Pozwalają tym samym na ulokowanie punktów sprzedaży na obszarach charakteryzujących się wysokim prawdopodobieństwem znalezienia nowych klientów, umożliwiają wybór lokalizacji, np. zapewniającej dostęp do dróg, transportu kolejowego, lokalizacji o odpowiedniej powierzchni, sąsiedztwie.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Spośród parametrów detonacyjnych materiału wybuchowego (MW) z punktu widzenia użytkownika najbardziej istotnym jest jego „siła”, czyli zdolność do wykonania przez niego pracy. Działanie MW po detonacji w otworze strzałowym jest procesem szybkim i skomplikowanym: najpierw występuje ciśnienie detonacji powodujące zmiażdżenie skały w sąsiedztwie MW oraz powstanie spękań, następnie ciśnienie produktów detonacji powoduje rozszczelnienie spękań i urobienie skały. W artykule przedstawiono metody oznaczania zdolności do wykonania pracy przez materiały wybuchowe do użytku cywilnego (dynamit i saletrol) stosowane w akredytowanym w Laboratorium Badań Materiałów Wybuchowych i Zapalników Elektrycznych Kopalni Doświadczalnej Barbara Głównego Instytutu Górnictwa, tj. metodę bloku ołowianego i metodę wahadła balistycznego. Celem badań było stwierdzenie istnienia zależności między wartościami zdolności do wykonania pracy przez MW oznaczonymi przy użyciu wahadła balistycznego oraz bloku ołowianego. W rezultacie przeprowadzonych badań oraz analizy wyników wyznaczono współczynnik α-Pb, który służy do przeliczania wartości zdolności do wykonania pracy przez MW oznaczonej na wahadle balistycznym na odpowiadające jej wartości wydęcia bloku ołowianego. Główny Instytut Górnictwa jest jedyną Jednostką Notyfikowaną Unii Europejskiej w zakresie Dyrektywy 2014/28/UE, która posiada stanowisko do wytapiania bloków ołowianych oraz aparaturę i środki do oznaczania zdolności do wykonania pracy przez MW w blokach ołowianych – metoda ta została bowiem zaniechana w innych jednostkach badawczych na rzecz badania z użyciem wahadła balistycznego i/lub testu podwodnego.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Współczesna podziemna eksploatacja złóż surowców mineralnych coraz częściej związana jest z pakietami oprogramowania geologiczno-górniczego, które wspierają prace projektantów od momentu poszukiwania złoża, określenia wielkości jego zasobów, jakości kopaliny, warunków geologicznych, hydrogeologicznych, tektonicznych poprzez planowanie udostępnienia i rozcięcia złoża. P lanowanie produkcji jest jedną z najważniejszych czynności wykonywanych w trakcie prowadzenia projektu górniczego, ponieważ pozwala na założenie konkretnych wyników produkcyjnych kopalni w odniesieniu do jednostki czasu, a następnie umożliwia weryfikację stopnia realizacji zamierzonego planu. Obecnie komputerowe wspomaganie projektowania znajduje zastosowanie do codziennego lub długoterminowego planowania wydobycia z uwzględnieniem ograniczeń złożowych, jakościowych, ilościowych i kosztowych. W artykule przedstawiono wybrane formy złóż rudnych. N a podstawie kilkudziesięciu otworów wiertniczych o długości do 300 m przedstawiono przykładowy fragment modelu rozcięcia złoża rudnego z zastosowaniem komputerowego wspomagania projektowania robót górniczych. Poprzez zastosowanie nowoczesnego programu komputerowego – ABB MineScape o budowie modułowej określono możliwości usprawnienia procesu zagospodarowania przyszłych rejonów eksploatacji. W szczególności przedstawiono rozmieszczenie otworów wiertniczych, na podstawie których wykonano przekroje z przedstawieniem przykładowych miąższości warstw litostratygraficznych, uwzględniając również deformacje nieciągłe w formie uskoków oraz strefy okruszcowane. D la modelu blokowego zostały obliczone zasoby z priorytetem dla metalu nr 1 oraz 2. W ostatniej części artykułu zaproponowano sposób rozcięcia płytko zalegającego złoża rudnego. Stopień wykorzystania złoża określono dla komorowo-filarowego systemu eksploatacji.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Skuteczna ochrona (wzmocnienie obudowy) skrzyżowania ściana–chodnik zapewnia ciągłość cyklu produkcyjnego, a mianowicie szybkie przesunięcie przenośnika ścianowego do czoła ściany. Stosowanie niskiego bądź wysokiego kotwienia jako elementu wzmacniającego obudowę podporową skrzyżowania ściana-chodnik, pozwala na wyeliminowanie tradycyjnych sposobów utrzymania skrzyżowania ściana–chodnik, a tym samym pozwala na efektywne wykorzystanie wysokiej wydajności nowoczesnych kompleksów ścianowych. W artykule przedstawiono długoletnie doświadczenia dołowe kopalni Knurów–Szczygłowice w zakresie stosowania, dla skutecznego utrzymania skrzyżowania ściana-chodnik, obudowy przykotwionej do górotworu przy pomocy dwóch par kotwi, wykazując pełną przydatność techniczną i ekonomiczną takiego sposobu wzmocnienia obudowy. W artykule zwrócono również uwagę na bezpieczeństwo pracy oraz na coraz powszechniejsze wykorzystanie badań endoskopowych przy określeniu zasięgu strefy spękań rzutujące bezpośrednio na właściwy dobór odpowiedniej liczby, nośności oraz długości stosowanych kotew. Przeprowadzone badania dołowe zasięgu strefy spękań i rozwarstwień stropu (endoskopowe i przy pomocy rozwarstwieniomierzy linkowych) przed frontem czynnej ściany, a także przeprowadzone badania laboratoryjne (stanowiskowe) pozwoliły określić współczynnik bezpieczeństwa utrzymania skrzyżowania ściana–chodnik rzutujący bezpośrednio na konieczność zabudowy dodatkowego wzmocnienia. Wartość współczynnika bezpieczeństwa Sbść-ch większa od 1 jest korzystna i bezpieczna, a wartość mniejsza lub równa 1 może prowadzić do znacznego pogorszenia warunków utrzymania skrzyżowania w obudowie podporowej przykotwionej.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Zgodnie z dyrektywą Komisji Europejskiej numer 842/2006 (a później 517/2014) od stycznia 2017 roku zakazano stosowania czynników chłodniczych we wszystkich nowych urządzeniach klimatyzacji samochodowej, dla których wskaźnik GWP, charakteryzujący potencjał tworzenia globalnego ocieplenia, wynosi więcej niż 150. Z tego względu, stosowany powszechnie czynnik R-134a zostaje stopniowo wycofywany z użytkowania. Zaczęto poszukiwania alternatywnego czynnika, który spełni wszystkie wymogi. Według międzynarodowych zaleceń, czynnik powinien posiadać przede wszystkim właściwości przyjazne środowisku oraz powinien być bezpieczny w eksploatacji, nie stanowiąc zagrożenia dla życia ludzkiego. W artykule porównano dwie alternatywne substancje, które w większym lub mniejszym stopniu mogą być zamiennikami czynnika R-134a w układach klimatyzacji pojazdów. Są to syntetycznie otrzymywany czynnik oznaczony symbolem R-1234yf z grupy HFO oraz występujący w środowisku naturalnym dwutlenek węgla CO2 o symbolu R-744. W pracy opisano ich budowę chemiczną, właściwości fizyczne oraz termodynamiczne. Zestawiono publikacje naukowe, uwzględniające wyniki badań doświadczalnych wydajności, osiąganych przez układy chłodnicze, w których stosowano porównywane czynniki. Dokonano opisu metodyki badawczej, scharakteryzowano wykorzystane narzędzia oraz przedstawiono najważniejsze, z punktu widzenia autorów artykułu, wyniki badań. Alternatywne czynniki poddano również analizie środowiskowej. Sprawdzono ich wpływ na degradację warstwy ozonowej oraz scharakteryzowano wskaźnik potencjału tworzenia globalnego ocieplenia. Ponadto przeanalizowano kwestie bezpieczeństwa, zgodnie z obowiązującym normami, pod względem palności, toksyczności, klasyfikując poszczególne czynniki do odpowiednich grup bezpieczeństwa. Omówiono negatywne działania czynników na ludzki organizm, podczas eksploatacji urządzeń napełnionych ocenianymi czynnikami oraz ich awarii. Dokonano krótkiego porównania ekonomicznego, analizując obecne ceny czynników i usług serwisowych.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Blockchain to technologia, która w przyszłości może zrewolucjonizować wiele branż na świecie. System ten bazuje na łańcuchu bloków służących do przechowywania i przesyłania w sposób rozproszony różnorodnych informacji, tworząc zdecentralizowany rejestr danych. Pomimo stosunkowo wczesnej fazy rozwoju poszczególnych istotnych projektów opartych na systemie blockchain w branży energetycznej, rozwiązaniom zakładających wykorzystanie tej technologii w szeroko pojętej elektroenergetyce przypisuje się bardzo duży potencjał. W niniejszym artykule zawarto krótki opis samej technologii blockchain, jej ogólnej zasady działania oraz możliwości, jakie za sobą niesie. W kolejnej części scharakteryzowano dwa przykładowe i możliwe zastosowania aplikacyjne technologii blockchain, które w perspektywie mogą mieć znaczący wpływ na sektor elektroenergetyczny. Pierwsze rozwiązanie związane jest z przeprowadzaniem i rozliczaniem transakcji kupna oraz sprzedaży energii elektrycznej. Dzięki zastosowaniu technologii blockchain transakcje te mogłyby być w łatwy sposób przeprowadzane bezpośrednio pomiędzy wytwórcami oraz odbiorcami energii, co mogłoby prowadzić do częściowej decentralizacji w tym obszarze. Drugi zaproponowany przykład dotyczy śledzenia pochodzenia surowców energetycznych i pozwoliłby na przypisanie wytwarzanej energii elektrycznej niezmiennych atrybutów pochodzenia oraz parametrów wpływających na środowisko. Poprzez wprowadzenie takiego rozwiązania, możliwe byłoby skonstruowanie „śladu paliwowego” poszczególnych jednostek wytwórczych. W artykule przytoczono również przykłady innych potencjalnych zastosowań technologii blockchain w elektroenergetyce.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Potraktowanie zużycia paliwa w kotłowni jako szeregu czasowego daje możliwość użycia do analizy tego zjawiska narzędzi odpowiednich do przetwarzania takich danych. Jednym z nich są modele ARIMA. W artykule zaproponowano wykorzystanie tego typu modeli do prognozowania miesięcznego zużycia gazu w kotłowni pracującej na potrzeby ogrzewania i przygotowania ciepłej wody. Kotłownia zasila w ciepło grupę budynków mieszkalnych. Na podstawie zebranych danych pomiarowych wytypowano trzy konkretne modele, dla których przeprowadzono ocenę trafności prognozy. Obliczenia i analizy zostały przeprowadzone w środowisku R przy zastosowaniu pakietów forecast oraz ggplot2. Wykazana została dobra jakość uzyskanych prognoz, potwierdzająca przydatność zaproponowanych narzędzi analitycznych. W podsumowaniu artykułu wskazano również, do jakich celów można wykorzystać uzyskane w ten sposób prognozy. Mogą one być przydatne do diagnostyki poprawności działania źródła ciepła. Zarejestrowanie zużycia paliwa na poziomie poważnie odbiegającym od prognozy powinno być jednoznaczną przesłanką do niezwłocznego przeprowadzenia diagnozy stanu pracy kotłowni i całego systemu zaopatrzenia w ciepło oraz wyjaśniania przyczyny tej różnicy. W ten sposób można doprowadzić do wykrycia nieprawidłowości w działaniu systemu zaopatrzenia w ciepło, na długo przed stwierdzeniem ich tradycyjnymi metodami. Prognoza zużycia gazu jest też przydatna do optymalizacji zarządzania finansami zarządcy nieruchomości odpowiedzialnego za eksploatację kotłowni. Na tej podstawie mogą być planowane opłaty eksploatacyjne lub też operacje finansowe z wykorzystaniem okresowej nadwyżki kapitału, pochodzącej z różnicy pomiędzy wydatkami na zakup paliwa a opłatami za ogrzewanie.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Wdrażanie rozwiązań w zakresie skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej w systemach mikroskalowych stanowi jeden ze sposobów na zwiększenie bezpieczeństwa dostaw energii do odbiorców końcowych. Na rynku dominują rozwiązania średniej i dużej skali zasilane paliwami kopalnymi, dlatego też istotne jest opracowanie systemów dedykowanych do zastosowania w budynkach mieszkalnych, gospodarstwach rolnych, szkołach itp. Niniejsza praca przedstawia koncepcję rozwinięcia funkcjonalności typowego kominka opalanego drewnem o wytwarzanie energii elektrycznej. Energia elektryczna wytwarzana w generatorach termoelektrycznych (badane były zarówno jednostki dostępne na rynku, jak i jednostka własnej konstrukcji) może zapewnić pokrycie potrzeb własnych systemu mikrokogeneracyjnego (zasilanie sterownika, siłownika przepustnicy powietrznej, wentylatora, pompy itp.). Z kolei naddatek energii może zostać zmagazynowany w akumulatorach, a następnie wykorzystany do zasilania innych urządzeń (oświetlenie, drobne urządzenia RTV i AGD itp.). Należy przy tym zwrócić uwagę, że dostępne na rynku generatory termoelektryczne nie są zwykle zaprojektowane do współpracy z domowymi urządzeniami grzewczymi – występuje problem m.in. z zapewnieniem wystarczająco dużego strumienia ciepła przekazywanego do strony gorącej generatora, jak również z jego efektywnym chłodzeniem. Dla zapewnienia wysokiej efektywności systemu mikrokogeneracyjnego konieczne jest więc opracowanie dedykowanej konstrukcji zarówno generatora, jak i źródła ciepła.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Rozwój gospodarczy jest ściśle uzależniony od dostępu do tanich, niezawodnych i zróżnicowanych pod względem wykorzystywanego paliwa pierwotnego źródeł energii. Ramy strategiczne budowy miksu energetycznego określa polityka energetyczna państwa, której kształt w zakresie jej obligatoryjnych elementów został określony w ustawie Prawo energetyczne. Zadaniem polityki energetycznej jest kreowanie kształtu przyszłego sektora elektroenergetycznego w tym projektowanie najkorzystniejszych rozwiązań systemowych, regulacyjnych i technicznych gwarantujących utrzymanie odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa energetycznego kraju, a także monitoring rozwoju systemu oraz projektowanie i wdrażanie zmian mających na celu optymalizację funkcjonujących mechanizmów. Wizja rozwoju systemu elektroenergetycznego na poziomie globalnym powinna także odzwierciedlać zmiany w zakresie tworzenia się struktur rozproszonej energetyki obywatelskiej. Niestety wyniki przeprowadzonych analiz wskazują na istniejące niedoskonałości systemu akwizycji danych i informacji, które powinny być wykorzystywane w procesie planowania. Jest to szczególnie istotne z perspektywy dynamicznie rozwijającej się koncepcji samowystarczalności energetycznej gmin oraz powstawania klastrów energii. W artykule przedstawiona została charakterystyka funkcjonowania planowania strategicznego w obszarze elektroenergetyki wraz z ilustracją niewłaściwie funkcjonujących mechanizmów przekazywania informacji w kontekście rozwoju rozproszonej energetyki obywatelskiej.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Efektywność energetyczna modułów fotowoltaicznych stanowi jeden z najważniejszych aspektów przekładających się na sferę ekonomiczną przedsięwzięcia związanego z instalacją modułów fotowoltaicznych. Na efektywność modułów i wielkość energii elektrycznej produkowaną na drodze konwersji fotowoltaicznej w modułach fotowoltaicznych ma wpływ wiele czynników zarówno wewnętrznych, związanych z samą budową modułu i jego parametrami technicznymi, jak i zewnętrznych, związanych z infrastrukturą energetyczną, w skład której wchodzi okablowanie i inwertery, oraz z warunkami klimatycznymi panującymi w miejscu lokalizacji instalacji energetycznej i usytuowania modułów związanych z orientacją oraz kątem nachylenia modułów fotowoltaicznych. Instalacja modułów fotowoltaicznych powinna być poprzedzana i uwarunkowana wykonaniem analiz szacujących ilość wytworzonej energii, a więc analiz produkcji energii elektrycznej, które to pomogą wskazać optymalne rozwiązanie dostosowane do danych warunków. W artykule przedstawiono analizę porównawczą wielkości wytwarzanej energii w warunkach rzeczywistych oraz symulowanych. Analiz dokonano na podstawie badań przeprowadzonych w Laboratorium Monitoringu Energii Wiatrowej i Słonecznej AGH, danych z baz nasłonecznienia oraz oprogramowania komputerowego do szacowania zasobów energetycznych. Badaniu poddano korelację natężenia promieniowania słonecznego padającego na moduł fotowoltaiczny oraz mocy uzyskanej przez moduł. Porównano ilość wytworzonej przez moduł energii elektrycznej w warunkach rzeczywistych oraz symulowanych z dwóch źródeł. Dokonano także porównania i analizy ilości wyprodukowanej energii modułu z uwzględnieniem symulowanych różnych kątów jego nachylenia.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W sierpniu 2015 roku w efekcie wystąpienia szeregu niekorzystnych okoliczności zaistniało zagrożenie bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej w Polsce. Pierwszy raz od lat osiemdziesiątych XX wieku wprowadzono stopnie zasilania. Wystąpienie tak poważnej sytuacji skłoniło do zadania pytania o bezpieczeństwo funkcjonowania systemu elektroenergetycznego w okresie letnim i sformułowania konkretnych wniosków na przyszłość. W artykule dokonano szczegółowej analizy czynników prowadzących do wystąpienia tej sytuacji. W sierpniu 2015 roku na obszarze Polski wystąpiła susza, która wraz z wyjątkowo wysokimi maksymalnymi temperaturami dobowymi powietrza stworzyła niekorzystne warunki dla funkcjonowania elektrowni cieplnych, szczególnie z obiegami otwartymi, oraz wydatnie ograniczyła przepustowość napowietrznych linii przesyłowych. Warto podkreślić, że wybitnie niekorzystne warunki meteorologiczne panowały wówczas w całej Europie Środkowo-Wschodniej i Zachodniej, ale jedynie w Polsce wystąpiło zagrożenie bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej. Niewłaściwa polityka remontowa oraz liczne awarie jednostek wytwórczych centralnie dysponowanych spowodowały znaczące obniżenie dostępnej mocy w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym. Nie bez znaczenia był także fakt wystąpienia zjawiska przepływów kołowych, przez co możliwości importu energii zostały ograniczone praktycznie do zera. Ponadto wykazano korelację między maksymalną temperaturą dobową w dni upalne a wzrostem zapotrzebowania na energię elektryczną. Całokształt czynników wpływających niekorzystnie na funkcjonowanie Krajowego Systemu Elektroenergetycznego doprowadził do wystąpienia zagrożenia bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej. W niniejszym artykule zwrócono także uwagę na raport Najwyższej Izby Kontroli z 2014 roku, który przewidział wystąpienie takiej sytuacji, jednak pozostał bez echa. Sformułowano także propozycje przedsięwzięć mających na celu poprawienie funkcjonowania Krajowego Systemu Elektroenergetycznego w okresie letnim oraz zapobieganie wystąpieniu podobnych zdarzeń w przyszłości.

Przejdź do artykułu

Redakcja

Kolegium Redakcyjne
  • Redaktor naczelny: Krzysztof Galos
  • Z-ca redaktora naczelnego: Lidia Gawlik
  • Redaktor tematyczny: Gospodarka surowcami
  • Sekretarz redakcji: Zbigniew Grudziński
  • Redaktor tematyczny: Paliwa i energia
  • Z-ca sekretarza redakcji: Zenon Pilecki
  • Redaktor tematyczny: Górnictwo i geoinżynieria
  • Redaktor statystyczny: Jacek Mucha
Komitet Wydawniczy
  • Emilia Rydzewska – redaktor językowy (polski)
  • Michelle Atallah – redaktor językowy (angielski)
  • Barbara Sudoł – redaktor techniczny

Kontakt

Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energia Polskiej Akademii Nauk
ul. J. Wybickiego 7, 31-261 Kraków
tel.: +48 12 6323300, faks: +48 12 6323524
e-mail: lidia.gawlik@min-pan.krakow.pl

https://min-pan.krakow.pl/wydawnictwo/czasopisma/zeszyty-naukowe-instytutu-surowcami-mineralnymi-i-energia-pan/

Ta strona wykorzystuje pliki 'cookies'. Więcej informacji