Tytuł pozycji:
Model efektywnego systemu ciepłowniczego na bazie energii solarnej
Odchodzenie od spalania paliw węglowych, zwiększenie wykorzystania odnawialnych źródeł energii, a w konsekwencji uzyskanie statusu efektywnego systemu ciepłowniczego - to podstawowe priorytety oraz wyzwania związane z produkcją ciepła systemowego w Polsce. Jednym ze sposobów osiągnięcia przez system ciepłowniczego statusu efektywnego, jest zwiększenie udziału pogodowozależnych odnawialnych źródeł energii. Wykorzystanie tego typu źródeł wpływa dodatkowo na poprawę bezpieczeństwa energetycznego poprzez uniezależnienie od dostaw paliw z zewnętrz oraz stabilizację cen ciepła. W pracy przedstawiono koncepcję systemu ciepłowniczego wykorzystującego energię promieniowania słonecznego, opartego o wielkoformatowe farmy solarne połączone z sezonowym magazynem ciepła oraz farmy fotowoltaiczne, w którym odnawialne źródła energii stanowiły ponad 93% całkowitej energii wprowadzonej do układu. Dodatkowo porównano dwa warianty systemu - różniące się od siebie zastosowaniem instalacji elektrolizy wodoru oraz jednostki kogeneracyjnej z wykorzystaniem silników wodorowych. Obliczenia przeprowadzano w polskich warunkach pogodowych, z wykorzystaniem oprogramowania symulacyjnego TRNSYS 18. Wykazano, że zastosowanie silnika kogeneracyjnego podnosi jednostkowy koszt ciepła o 16,75 zł/GJ bez wyraźnego wpływu na zwiększenie udziału OZE w procesie produkcji energii oraz efektywność energetyczną. W przypadku badanej wielkości instalacji bardziej uzasadniona ekonomicznie jest koncepcja systemu bez ścieżki wodorowej (LCOH = 99,43 zł/GJ).
Moving away from burning coal-based fuels, increasing the use of renewable energy sources, and consequently achieving efficient district heating system status - these are the main priorities and challenges for system heat production in Poland. One way for a district heating system to achieve efficient status is to increase the share of weather-dependent renewable energy sources. The use of such sources additionally improves energy security through independence from external fuel supplies, and stabilizes heat prices. The paper presents a concept of a solar thermal system, based on large-scale solar farms combined with seasonal heat storage, and photovoltaic farms, in which renewable energy sources accounted for more than 93% of the total energy input into the system. In addition, two variants of the system were compared - differing in the use of a hydrogen electrolysis plant, and a cogeneration unit using hydrogen engines. Calculations were carried out under Polish weather conditions, using the TRNSYS 18 simulation software. It was shown that the use of a cogeneration engine raises the unit cost of heat by 16.75 PLN/GJ without a clear impact on increasing the share of RES in the energy production process, and energy efficiency. For the size of the plant under study, the system concept without the hydrogen path (LCOH = PLN 99.43/GJ) is more economically justified.
Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023)
