Energia ziemi i powietrza-geotermia,pompy ciepła,el . UiSEO T-2

Spis treści
Od autora. 7
Wykaz wybranych oznaczeń, wielkości i ich jednostek. 11
I. ENERGIA geotermalna
1. Wstęp . 15
1.1. Zasoby geotermalne. 16
1.2. Źródła energii geotermalnej. 16
1.3. Gejzery jako źródła energii geotermalnej . 17
1.4. Gorące suche skały – źródło energii geotermalnej. 17
1.5. Parametry termodynamiczne wód geotermalnych. 17
1.6. Sposoby wykorzystania energii geotermalnej. 20
1.7. Dobrodziejstwa płynące z wykorzystania energii geotermalnej . 21
1.8. Zagrożenia wynikające z wykorzystania energii geotermalnej. 21
2. Przykłady wykorzystania energii geotermalnej . 21
2.1. Bezpośrednie zastosowania energii geotermalnej. 23
2.2. Bezpośrednie sposoby wykorzystania energii geotermalnej w Polsce . 25
3. Elektrociepłownie geotermalne . 26
3.1. Wykorzystanie energii geotermalnej w elektrociepłowniach. . . . . . . . . . . . . . 26
4. Wielkość i rozmieszczenie w Polsce zasobów wód geotermalnych. 29
4.1. Prowincje i okręgi posiadające wody geotermalne . 29
4.2. Charakterystyka złóż geotermalnych w Polsce. 30
5. Przykładowe instalacje geotermalne w Polsce. 32
5.1. Funkcjonujące ciepłownie geotermalne. 32
5.2. Zakład w Mszczonowie. 32
5.3. Ciepłownia w Pyrzycach. 33
5.4. Geotermia na Podhalu . 36
5.5. Pierwszy zakład geotermalny w Polsce. 36
5.6. Schemat zagospodarowania wód geotermalnych w Bańskiej Niżnej . 38
5.7. Kaskadowy system wykorzystania energii geotermalnej. 39
5.8. Geotermia Uniejów . 39
5.9. System wykorzystania niskotemperaturowej wody geotermalnej do celów
ciepłowniczych i konsumpcyjnych w mieście Słomniki . 40
5.10. Ciepłownia geotermalna w Stargardzie Szczecińskim . 42
5.11. Geotermia w Toruniu. 42
5.12. Plan wykorzystania energii geotermalnej w Polsce do roku 2030. 45
6. Wnioski. 45
7. Energia cieplna płytkich złóż geotermalnych. 50
7.1. Właściwości gruntu . 50
4
II. Pompy ciepła
1. Pompy ciepła. 55
1.1. Informacje ogólne dotyczące pomp ciepła. 57
1.2. Budowa oraz zasada działania pompy ciepła. 58
1.3. Ogólne warunki instalacji. 59
1.4. System grzewczy z pompą ciepła. 60
2. Instalacje dolnego źródła ciepła WQA. 61
2.1. Systemy powietrzne (powietrze/woda) . 61
2.1.1. Rodzaje powietrznych pomp ciepła . 64
2.2. Systemy gruntowe poziome (solanka/woda). 70
2.3. Wymienniki gruntowe pionowe. 78
2.4. Wody gruntowe . 80
2.5. Wody geotermalne. 81
3. Górne źródło ciepła WNA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4. Wybrane przykłady urządzeń do instalacji pomp ciepła. 82
4.1. Dolne źródło ciepła – grunt, instalacja solanka – woda . 82
4.2. Gruntowe pompy ciepła, instalacja woda – woda . 84
4.3. Pompa ciepła z bezpośrednim odparowaniem czynnika . 85
4.4. Pompy ciepła na powietrze wentylacyjne . 88
4.5. Ciepło ze ścieków jako odnawialne źródło energii – technologia przyszłości. 92
5. Aspekty ekonomiczne zastosowania pomp ciepła i porównanie ich z innymi
instalacjami grzewczymi. 94
6. Sezonowy współczynnik efektywności SPF. 96
7. Wysokotemperaturowa pompa ciepła – na propan. 96
8. Absorpcyjne pompy ciepła. 97
8.1. Zasada działania. 97
8.2. Współpraca pompy ciepła z instalacją solarną, chłodzenie przez grzanie. 99
8.3. Najnowsze rozwiązania techniczne w budowie pomp ciepła . 99
8.3.1. Termoakustyczna pompa ciepła. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
8.3.2. Sterowanie pracą pompy ciepła przez sztuczną inteligencję . 101
8.3.3. Pompy ciepła zasilane energią słoneczną. 102
9. Wady i zalety pomp ciepła . 102
10. Instalacje nawiewno-wywiewne z rekuperatorem w budynkach mieszkalnych. 104
10.1. Instalacje nawiewno-wywiewne, informacje ogólne. 104
10.2. Budowa oraz zasada działania instalacji nawiewno-wywiewnej. 105
10.3. Koncepcja samowystarczalnego budynku niskoenergetycznego zasilanego
z OZE . 109
10.3.1. Przepisy unijne i krajowe w tym zakresie. 109
10.3.2. Standard WT 2021. 110
10.3.3.Ogrzewanie w standardzie WT 2021 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
5
III. ENERGIA WIATRU
1. Wstęp . 115
2. Wiatr i jego zasoby energetyczne. 116
2.1. Wpływ czynników środowiskowych. 117
2.2. Róża wiatrów. 118
2.3. Zasoby na lądzie. 119
2.4. Szorstkość terenu. 121
3. Podstawa działania elektrowni wiatrowej. 123
3.1. Podstawowe informacje o krzywej mocy. 123
3.2. Parametry pracy siłowni wiatrowych. 124
3.3. Silniki wiatrowe. 125
3.4. Lokalne oddziaływanie energetyki wiatrowej. 128
4. Budowa elektrowni wiatrowej . 129
4.1. Metody regulacji mocy oddawanej przez elektrownie wiatrowe. 131
4.1.1. Koncepcje pracy siłowni wiatrowej . 131
4.1.2. Regulacja ustawienia elektrowni w kierunku wiatru (Yaw Control) . 132
4.1.3. Regulacja kąta ustawienia łopat (Active Pitch Regulation) . 132
4.1.4. Regulacja przez zmianę prędkości obrotowej generatora. 132
4.1.5. Regulacja przez zmianę obciążenia (Load Control). 133
4.1.6. Regulacja przez „przeciągnięcie” (Stall Regulation) . 133
4.1.7. Regulacja lotkami łopat wirnika (Aileron Control) . 133
4.2. Generatory. 133
4.3. Krótka charakterystyka nowych konstrukcji elektrowni wiatrowych. 135
5. Zainstalowana moc i sposób montażu elektrowni wiatrowych . 137
5.1. Wielkość mocy i energii, zainstalowanej w elektrowniach wiatrowych
w UE. 138
5.2. Sposób montażu konstrukcji elektrowni wiatrowych . 140
6. Struktura kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych w przypadku energetyki
wiatrowej 200-500 kW . 142
7. Rozmieszczenie elektrowni pracujących w Polsce. 143
7.1. Przeznaczenie pojedynczej elektrowni wiatrowej. 144
7.1.1. Elektrownia wiatrowa V80. 144
8. Optymalizacja warunków pracy silnika wiatrowego. 145
9. Systemy sterowania w elektrowni wiatrowej. 146
9.1. Sterowniki . 146
9.2. Zdalne sterowanie . 149
9.3. Sterowanie w małych elektrowniach wiatrowych. 150
10. Małe elektrownie wiatrowe – charakterystyka. 150
10.1. Elektrownia wiatrowa „Zefir-6” 5 kW. 151
10.2. Turbina wiatrowa o mocy 1,5 kW. 152
11. Wybrane wyniki badań, elektrowni wiatrowej ECO-H-1,5 kW. 153
12. Mikroelektrownie wiatrowe z pionową osią obrotu. 156
13. Wybrane wyniki badań, małej elektrowni wiatrowej. 160
14. Programy do symulacji pracy elektrowni wiatrowych. 162
15. Perspektywy rozwoju energetyki wiatrowej na Morzu Bałtyckim . 162
16. Podsumowanie . 167
17. Wpływ pracy turbin wiatrowych na środowisko . 168
17.1. Zderzenia ptaków z turbinami wiatrowymi. 168
17.2. Projekt „Las Energii” . 173
17.3. Uwagi ekologów do programu „Las Energii” – Stowarzyszenie
Pracownia na rzecz Wszystkich Istot. 177
17.4. Pilotażowy projekt LP skontrolowany przez NIK. 179
17.5. Pożary gondoli elektrowni wiatrowej . 179
17.6. Pożary elektrowni wiatrowych w Polsce. 182
17.7. Złamanie i zniszczenie konstrukcji nośnej elektrowni wiatrowej. 183
Literatura – Geotermia. 187
Literatura – Pompy ciepła. 188
Literatura – Wiatr.