Powietrzne turbiny wiatrowe

Makani Power to kolejna innowacyjna firma z branży energii wiatru, która rozwija ciekawą koncepcję powietrznych turbin wiatrowych (AWT Airborne wind turbine). W przeciwieństwie do tradycyjnych turbin wiatrowych turbiny AWT nie posiadają wysokiego masztu ani łopat, lecz lekki „latawic” przymocowany linami do generatora na ziemi. Takie rozwiązanie ma wiele zalet. Pozwala sięgną po zasoby wiatru na dużych wysokościach, które są poza zasięgiem konwencjonalnych turbin wiatrowych. Po drugie tego typu rozwiązanie są tańsze w realizacji (prostsza konstrukcja). Zdaniem Makani Power są w stanie produkować energię elektryczną 40% taniej od obecnie stosowanych turbin.

Poniżej film z testu tego typu turbiny

Ciekawy wywiad z Saul Griffith z Makani Power opowiadający o zaletach AWT.

Czy elektryczne pojazdy mają przyszłość w Polsce?

Ostatni mój wpis wzbudził ciekawą dyskusję. Korzystając z okazji, że jestem gospodarzem tego bloga pozwolę sobie na szerszy komentarz.

Pytanie, jakie nurtuje wielu miłośników elektrycznych pojazdów to czy doczekamy się w Polsce powszechnej elektryfikacji transportu?

W długim horyzoncie powiedzmy 30 - 40lat dla elektryfikacji transportu niema alternatywy, gdyż po prostu fizycznie zbraknie nam ropy. W mojej ocenie do elektryfikacji dojdzie jednak znacznie szybciej i na znaczący udział pojazdów elektrycznych w transporcie przyjdzie nam czekać w granicach dekady. Jest tu oczywiście wiele czynników, które mogą przyśpieszyć lub spowolnić ten proces. Obecny rozwój EV napędzały głównie wysokie ceny ropy i hamowały ograniczenia dostępnych akumulatorów. Także patrząc w przyszłość, jeżeli światowe ożywienie gospodarcze przełoży się na wzrost popytu i ceny ropy. Presja na elektryfikacje będzie systematycznie rosła nie tylko ze strony Państw, lecz samych konsumentów zwłaszcza tych wrażliwych na wzrost cen transportu. W takim scenariuszu pytanie, kogo stać w Polsce na elektryczny samochód szybko straci na znaczeniu gdyż to posiadanie samochodu spalinowego będzie synonimem luksusu. Należy zauważyć, że już obecnie szeroką popularyzację pojazdów elektrycznych ogranicza jedynie technologia gromadzenia energii. Przyjmując, że ceny ropy i paliw będą utrzymywać się w najbliższej dekadzie na umiarkowanym poziomie. Postęp technologii gromadzenia energii i co za tym idzie spadek cen wydajnych akumulatorów uczyni naturalnie samochody elektryczne konkurencyjnymi cenowo.

Zakładając nawet, że czynniki 1 i 2 się nie spełnią, czyli ani ropa nie będzie drożeć ani ceny akumulatorów spadać. Należymy, przecież do UE i z pewnością Bruksela zadba, aby elektryczne pojazdy się rozwijały. Przypomnę, że od 4 grudnia powinny obowiązywać zapisy dyrektywy 2009/33/WE, która nakłada na instytucje publiczne kierowanie się przesłankami zużycia energii, emisji CO2 lub emisji zanieczyszczeń przy wyborze pojazdów. Patrząc na zapisy dyrektywy widać, że premiują one alternatywne pojazdy niskoemisyjne jak np. elektryczne. W mojej ocenie w niedalekiej przyszłości możemy spodziewać się kolejnych regulacji na szczeblu wspólnotowym promujących elektryfikację transportu. Oczywiście część z zapisów będzie konsekwencją unijnego planu ograniczania emisji zanieczyszczeń. Z drugiej strony patrząc jak ochoczo europejskie koncerny inwestują w badania nad elektrycznymi pojazdami mam nieodparte wrażenie, że wkrótce będą chciały nas do nich przekonać. Po dobroci lub na przymus!

Samochody elektryczne – polska racja stanu

Podobnie jak w przypadku odnawialnych źródeł energii, efektywności energetycznej tak i samochody elektryczne traktowane są, jako „fanaberia” zachodu zupełnie zbędna w naszym pięknym kraju. Niestety w Polsce występuje wyjątkowa krótko wzroczność w strategiach i kierunkach rozwoju Państwa. Nikt nie zastanawia się jak będą wyglądały strategiczne elementy gospodarki Polski za kilkanaście czy kilkadziesiąt lat i jakie działania należy podąć już dziś, aby być konkurencyjnym jutro.

Jakie znacznie w tym temacie mają elektryczne pojazdy?

Ostatnio za sprawą mediów dużo mówi się o imporcie gazu z Rosji i konieczności poprawy bezpieczeństwa pod kątem zaopatrzenia w ten surowiec. Dla przypomnienia powiem, że polska wydobywa z własnych złóż aż ok. 35- 40% potrzebnego gazu ziemnego. Piszę aż gdyż jak spojrzymy na wydobycie ropy naftowej, której wystarcza na pokrycie zaledwie 4% polskiego zużycia to sytuacja w przypadku gazu jest wyjątkowo komfortowa.

Jeżeli w przypadku braku dostaw gazu ziemnego z „zewnątrz” jestem sobie w stanie wyobrazić funkcjonowanie państwa (przerabiamy to, co roku) tak w przypadku braku ropy przy obecnym kształcie gospodarki grozi nam kompletny paraliż! Demagogią byłoby twierdzenie, że w niedalekiej przyszłości braknie nam ropy z dnia na dzień. Jednak wysoce prawdopodobne są scenariusze w myśl, których pojawiające się problemy ze światową produkcją popy wywindują cenę tego surowca do poziomów trudno akceptowalnych dla polskiej gospodarki. Innymi słowy wysokie ceny ropy przełożą się na ogólny wzrost cen i kosztów produkcji. Problem ten dostrzeżono już dawno w wielu krajach europy. Jednym z rozwiązań jest promocja biopaliw – w mojej ocenie mało skuteczna i celowa. Innym pomysłem jest elektryfikacja transportu. Choć w Polsce jest to ciągle temat dziewiczy wiele krajów europy ma już opracowane programy wdrożenia elektrycznych pojazdów. Dla przykładu nasi zachodni sąsiedzi chcą mieć milion samochodów elektrycznych do 2020r. Jeszcze dalej idą Hiszpanie, którzy poziom miliona elektrycznych pojazdów na drogach chcą osiągnąć w 2014. Bardzo ambitny plan w zakresie elektryfikacji transportu posiada również Irlandia, która do 2020 chce, aby samochody elektryczne stanowiły 10% eksploatowanych pojazdów.

W mojej ocenie elektryfikacja transportu wcześniej czy później jest nieunikniona a im szybciej będzie realizowana tym wcześniej przyniesie wymierne korzyści zarówno ekologiczne jak i gospodarcze. Niestety wdrażanie takich projektów wymaga dalekowzroczności i umiejętności dostrzeżenia przyszłych korzyści. Projekty realizowane w Polsce rzadko wybiegają poza jedną kadencję w takim przypadku przy podejmowaniu decyzji górę biorą doraźne koszty wdrożenia a nie przyszłe zyski w myśl zasady, że my zasiejemy a plony zbierał będzie już ktoś inny.

Co powinniśmy zrobić?

Z pewnością działania powinny skoncentrować się na promocji elektrycznego transportu. Osobiście sceptycznie jestem nastawiony do wysokich dopłat do elektrycznych pojazdów, jakie stosuje wiele państw. Bardziej skoncentrowałbym się na rozbudowie infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych oraz promocji tego typu pojazdów miastach tak, aby stworzyć grunt pod rosnące zainteresowanie tym typem transportu w kraju i dać minimum szans do jego rozwoju. Także dobrym rozwiązaniem są ulgi podatkowe. Archaiczny obecny system naliczania akcyzy od pojemności silnika powinien zostać zastąpiony akcyzą naliczaną od norm emisji, jakie spełnia dany pojazd. Taki system promowałby nie tylko elektryczne pojazdy, lecz wszystkie „ekologiczne” o niskim zużyciu paliwa. W początkowej fazie promocji elektrycznych pojazdów dobrym rozwiązaniem są wszelkiego rodzaju „ułatwienia” dla pojazdów elektrycznych. Polegające np. na darmowym parkowaniu w miastach, możliwości poruszania się po liniach autobusowych, wjazd do centrów miast itp. Nie liczmy też na szybkie efekty dziś podjęte działania zaczną przynosić wymierne korzyści dopiero w następnej dekadzie tu sytuacja analogiczna jest to OŹE w przypadku, których także na początku rozwoju występują głównie koszty.

Oczywiście nasuwa się pytanie czy Państwo powinno ingerować w to, czym obywatele chcą jeździć? Jedyną słuszną odpowiedzą byłoby, że nie powinno, ale pod warunkiem, że obywatele w przypadku wystąpienia kryzysu paliwowego sami byliby w stanie mu sprostać i nie kierowaliby roszczeń w kierunku państwa. Za skutki polityki energetycznej odpowiada Państwo gdyż jego rolą jest zapewnienie bezpieczeństwa także energetycznego a przez to stabilnych warunków rozwoju gospodarczego.

Tajemnica kotła 110%

Temat może nie jest związany z OZE, lecz bardzo istotny. Wybierając źródło ciepła każdy zapewne zetknął się z kotłem kondensacyjnym i jego sprawnością ponad 100%. Już tyle niedorzecznych opinii słyszałem skąd ta wysoka sprawność, że czas to wyjaśnić

Z skąd się wzięła sprawność ponad 100%?

Cały problem leży pomyleniu pojęć ciapała spalania i wartości opałowej bardzo podobnych, lecz różniących się istotny szczegółem.

Jak podaje Wiki

Ciepło spalania– ilość ciepła, jaka powstaje przy spalaniu całkowitym i zupełnym jednostki masy lub jednostki objętości analizowanej substancji w stałej objętości, przy czym produkty spalania oziębia się do temperatury początkowej, a para wodna zawarta w spalinach skrapla się zupełnie.

Wartość opałowa - jest to ilość ciepła wydzielana przy spalaniu jednostki masy lub jednostki objętości paliwa przy jego całkowitym i zupełnym spalaniu, przy założeniu, że para wodna zawarta w spalinach nie ulega skropleniu, pomimo że spaliny osiągną temperaturę początkową paliwa.

Upraszczając

Wartość opałowa = Ciepło spalania – energia zawarta w parze wodnej.

Każde paliwo zawierające wodór lub wodę w swoim składzie część energii musi przeznaczyć na odparowanie wody. Ta energia jest oczywiście do odzyskania przynajmniej częściowo poprzez kondensację pary. To właśnie robią kotły kondensacyjne.

W europie przyjęto obliczanie sprawności w oparciu o wartość opałową, i z stąd wychodzą wartości ponad 100%. To taka nasza europejska „głupotka” jak ślimak, który jest rybą czy marchewka, jako owoc. Za oceanem liczy się sprawność oczywiście w stosunku do ciepła spalania i tam problemu z tłumaczeniem, że kocioł nie jest perpetuum mobile niema.

Może ktoś rzecz, co to za różnica?

A duża, bo burzy elementarne zasady logiki. Skoro sprawność żadnego urządzenia cieplnego nie może przekraczać 100% to tym bardziej kotła w sklepie tylko, dlatego że ktoś sobie kiedyś coś źle założył.

Dobór naczynia wzbiorczego

Dobór naczynia wzbiorczego to ważny element projektowania instalacji którzy chroni przed nieprzyjemnymi skutkami przegrzewania instalacji. Jak można przeczytać na forach jest to dość powszechny problem. 

http://forum.info-ogrzewanie.pl/lofiversion/index.php?t6237.html

Czytając poszczególne wpisy można się załamać.

Po pierwsze użytkownicy mający problem z ciepłem z kolektorów zostali naciągnięci na zbyt duże instalacje niedostosowane do ich potrzeb.

Po drugie instalacje te zostały źle zaprojektowane lub wykonane gdyż nie jest normalną sytuacją, że w momencie braku odbioru ciepła czynnik grzewczy uchodzi przez zawór bezpieczeństwa.

Co jest najgorsze użytkownicy Ci nie lamentują na instalatora, który źle zamontował im instalację ani na sprzedawcę, który źle dobrał poszczególne elementy. Nie są świadomi że zostali oszukani. Sami szukają niedorzecznych rozwiązań jak instalacja chłodnicy czy ogrzewanie pomieszczeń niewymagających grzania byle pozbyć się nadmiaru ciepła. Trzeba dodać, że taki sposób pozbywania się nadmiaru ciepła wiąże się ze stratą energii gdyż pompa obiegowa zużywa energię elektryczną.

Problemy ze stagnacją kolektorów, czyli sytuacją, w której nie mamy możliwości użytecznego odbioru ciepła, produkowanego przez kolektory wynikają ze złego doboru naczynia wzbiorczego. W prawidłowo zaprojektowanej instalacji dobór naczynia wzbiorczego powinien przewidywać sytuację, w której ciecz w kolektorze zacznie wrzeć i solary wypełni para. Niestety polscy instalatorzy nadal nie rozumieją, że instalacje kolektorów to nie kocioł, CO i nie wystarczy uwzględnić tylko rozszerzalności cieplnej cieczy. Stąd większość problemów!

Dobór naczynia wzbiorczego zgodnie ze sztuką: 

Przyjrzyjmy się jak norma każe dobierać naczynie wzbiorcze do instalacji słonecznej.



Gdzie
Vn minimalna pojemność naczynia
Vk – pojemność kolektorów
Vi – pojemność instalacji
n = współczynnik zmiany objętości cieczy grzewczej = 7,3% przy DT = 120C
Vr – rezerwa naczynia wzbiorczego = 0.005 Vi nie niej niż 3 l
Psv = ciśnienie zadziałania zaworu bezpieczeństwa
Pst – ciśnienie statycznie instalacji
Pd – ciśnienie pary przy 120C = 0.7 bar

Ze wzoru wyraźnie widać, że naczynie musi być w stanie przejąć (110% cieczy z kolektorów + normalną ciecz powstałą w wyniku rozszerzania) * współczynnik ciśnieniowy dodatkowo powiększający naczynie.

Dobierając pojemność naczynie w oparciu o powyższy wzór(czyli zgodnie z normą! ) w dobrze wykonanej instalacji nie może nastąpić sytuacja, w której pod wpływem braku odbioru ciepła ciecz solarna ucieka przez zawór bezpieczeństwa!

Niestety świadomość społeczna w polsce na temat instalacji słonecznych jest niska podobnie jak kwalifikacje osób dobierających i instalujących kolektory. Instalacje są źle wykonane a użytkownikom wmawia się, że to po prostu tak ma być.

Efektywność energetyczna a oszczędność energii.

Dzisiaj temat prosty ale jednak często sprawiający problemy.

Efektywność energetyczna często jest mylona z oszczędzaniem energii dla wielu to nawet synonim. Oczywiści oszczędzanie energii zazwyczaj prowadzi do poprawy efektywności energetycznej jednak nie zawsze poprawa efektywności oznacza zmniejszenie zużycia energii!

Najlepiej opiszę to na przykładzie:

Zakładając że firma X produkująca meble zużywa rocznie 10 000 kWh do wyprodukowania 100 szaf to jeżeli:

Zmniejszy zużycie do 9 000 kWh rocznie i nadal wyprodukuje 100 szaf to poprawi efektywność o 10%

Zwiększy zużycie energii do 11 000 kWh ale wyprodukuje 122 szafy to także poprawi efektywność o 10%

Natomiast efektywność energetyczna zostawanie pogorszona w przypadku gdy firma

Zmniejszy zużycie do 9 000 kWh rocznie i zmniejszy produkcję do 80 szaf w takim przypadku efektywność pogorszy się o 12% mimo redukcji zużycia energii.


Pamiętajmy że Efektywność Energetyczna EE = dobra i usług / zużyta energia


Na tym wzorze widać że można poprawić EE zwiększając licznik czyli zwiększając liczbę pozyskanych dóbr lub usług lub zmniejszając mianownik czyli zmniejszając zużycie energii.

Redukcja zużycia energii przy jednoczesnym niezmniejszeniu uzyskanych dóbr i usług efektywności energetycznej nie poprawi!