Problem techniczny dla grupy mechaniczno-budowlanej

XXXVIII OLIMPIADA WIEDZY TECHNICZNEJ
Zawody III stopnia
Problem techniczny dla grupy mechaniczno-budowlanej
W ostatnich latach widoczny jest rosn¡cy nacisk, motywowany trosk¡ o ±rodowisko naturalne, na rezygnacj¦ z konwencjonalnych ¹ródeª energii (paliwa kopalne, szczególnie w¦giel
kamienny i brunatny) jak równie» z energetyki j¡drowej. Ograniczenie spalania paliw kopalnych
w elektrowniach uzasadnia si¦ konieczno±ci¡ redukcji emisji dwutlenku w¦gla, co ma przyczyni¢
si¦ do zmniejszenia zaburze« klimatycznych. Elektrownie j¡drowe s¡ z kolei uwa»ane za zbyt
niebezpieczne ze wzgl¦du na mo»liwo±¢ awarii prowadz¡cej do ska»enia promieniotwórczego.
Alternatyw¡ dla paliw konwencjonalnych i j¡drowych s¡ odnawialne ¹ródªa energii. Najwi¦ksze znaczenie przypisuje si¦ (w kontek±cie generacji energii elektrycznej) energii wiatru
oraz energii sªonecznej (wytwarzanie energii elektrycznej w ogniwach fotowoltaicznych).
Jedn¡ z cech charakterystycznych odnawialnych ¹ródeª energii jest ich nieprzewidywalna
dost¦pno±¢. Na zaª¡czonych wykresach pokazano przykªadowe, dobowe charakterystyki mocy
elektrowni fotowoltaicznej (rys.2, moc nominalna ok. 70 kW) oraz farmy wiatrowej (rys.1, moc
nominalna 57 MW). Nawet niewielkie zachmurzenie powoduje du»e skokowe zmiany mocy elektrycznej paneli sªonecznych. Podobnie jest w przypadku elektrowni wiatrowych { ich moc mo»e
zmniejszy¢ si¦ do zera w ci¡gu kilku godzin.
Rys.1. Dobowa charakterystyka produkcji energii elektrycznej z elektrowni wiatrowej.
Patronem honorowym OWT jest Minister Gospodarki.
Partnerami medialnymi OWT sa:
- Przegl¡d Techniczny,
- Przegl¡d Mechaniczny.
Sponsorami XXXVIII OWT sa:
- Grupa Kapitaªowa PSE Operator SA,
- Fundacja PGNiG im. Ignacego Šukasiewicza,
- Instytut Mechnizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego,
- Stowarzyszenie In»ynierów i Techników Przemysªu Materiaªów Budowlanych.
1
Charakterystyki zapotrzebowania na energi¦ elektryczn¡ równie» zmieniaj¡ si¦, zarówno
w ci¡gu doby, jak i w cyklu rocznym. S¡ one jednak znane, a odchyªki od przewidywa« s¡
nieznaczne.
Rys.2. Dobowa charakterystyka produkcji energii elektrycznej
z elektrowni fotowoltaicznej (PV).
Problem
Zakªadaj¡c, »e dominuj¡cym ¹ródªem energii elektrycznej w systemie elektroenergetycznym
(krajowym, lub obejmuj¡cym wiele krajów, np. wszystkie kraje UE) s¡ elektrownie wiatrowe
oraz elektrownie oparte na panelach fotowoltaicznych, zaproponowa¢ rozwi¡zania systemowe,
które zredukowaªyby niekorzystny wpªyw nieprzewidywalno±ci czasowej tych ¹ródeª energii.
Wskaza¢ zalety i wady proponowanych rozwi¡za«.
Autor:
Maciej Jaworski
Koreferent: Jacek Bzowski
2