Ocena korzyści i nakładów cyklu życia elektrowni wiatrowej

Prof. dr hab. inż. Franciszek W. PRZYSTUPA
Wydz. Mechaniczny Politechniki Wrocławskiej,
50-370 Wrocław, ul. Łukasiewicza 7-9,
tel. kom: 663 220 678
email: [email protected] lub: [email protected]
dom - 52-212 Wrocław, ul. Czołgistów 7
Wrocław, 04 czerwca 2016 r.
OPINIA
o rozprawie doktorskiej
mgr inż. Roberta Kasnera
OCENA KORZYŚCI I NAKŁADÓW CYKLU
ŻYCIA ELEKTROWNI WIATROWEJ
Promotor rozprawy:
dr hab. inż. Andrzej Tomporowski, prof. UTP
Promotor pomocniczy:
dr inż. Izabela Piasecka
Dziedzina: Nauki techniczne
Dyscyplina: Budowa i Eksploatacja Maszyn
1. Geneza problematyki rozprawy
Energetyka wiatrowa jest obecnie dynamicznie rozwijaną gałęzią energetyki.
Sumaryczna wielkość mocy tego typu, zainstalowanej w świecie jest obecnie na poziomie ok.
320 GW. W ostatnim okresie dominującą pozycję w obszarze energetyki odnawialnej
zajmowała Europa. Niestety - dynamika rozwoju energetyki wiatrowej hamowana jest
uprzedzeniami – a w efekcie protestami lokalnych społeczności wywołanymi obawami przed
negatywnym wpływem procesorów wiatrowych na zdrowie poprzez emisje hałasu, drgań,
infradźwięków.
Wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii (OZE) przyczynia się do zmniejszenia
emisji związków toksycznych oddziałujących negatywnie na ekosystem. Pozostałe pozytywne
aspekty pozyskiwania energii z alternatywnych źródeł wynikają z ich odnawialnych,
nieograniczonych zasobów, elastyczności lokalizacyjnej oraz możliwość pracy w systemach
wydzielonych lub na obszarach ograniczonej możliwości przyłączenia do sieci
elektroenergetycznej. Pomimo znaczącego rozwoju technologii barierą rozwoju OZE jest
wysoki koszt instalacji oraz nieprzewidywalność i zmienność produkcji energii w ciągu roku,
co wywołuje konieczność wprowadzenia skutecznej metody magazynowania energii.
2. Wybór tematu i zakres pracy
Poprzez analizę, ocenę i analizękorzyści i nakładów w cyklu życia wybranego typu
elektrowni wiatrowej stosowanego w dużych instalacjach na świecie możliwa będzie
efektywna ocena cyklu wytworzenia, użytkowania i zagospodarowania jej potencjałów.
Rozwój energetyki wiatrowej wymusza konieczność analizy wpływu na środowisko – w
tym ludzi - w całym cyklu życia. Koncepcja zrównoważonego rozwoju gospodarczego wymaga
uwzględnienia środowiskowych, ekonomicznych i społecznych aspektów istnienia obiektów
technicznych.
1
W przypadku elektrowni wiatrowych, istnieją analizy cyklu istnienia konkretnych modeli
turbin, w większości powstałe na zlecenia firm – światowych liderów energetyki wiatrowej.
Można napotkać na pojedyncze analizy dotyczące oceny cyklu życia elektrowni wiatrowych o
dużych mocach, brak jest kompleksowej oceny korzyści i nakładów ekologicznych,
energetycznych i ekonomicznych w całym cyklu istnienia. Dla właściwej analizy i oceny źródła
energii pojawia się konieczność uwzględnienia korzyści i kosztów w całym cyklu życia.
Rzetelna ocena, oparta o autorską metodę analizy korzyści i nakładów, głównych
składników efektywności wytwarzania, działania, użytkowania, zagospodarowania
potencjałów tworzyw, materiałów i elementów elektrowni wiatrowej dużej mocy oraz ich
analiza w kierunku rozwoju była genezą postawionego problemu naukowego rozprawy.
Wprowadzenie rzetelnej metody oceny korzyści oraz nakładów ekologicznych,
energetycznych i ekonomicznych cyklu życia elektrowni wiatrowych stanowi skuteczną próbę
poszerzenia oraz uzupełnienia wcześniej prowadzonych badań obiektów technicznych sektora
energetyki odnawialnej o analizy korzyści i nakładów procesów wytwarzania, eksploatowania
oraz poużytkowego zagospodarowania siłowni wiatrowych.
Metoda oceny korzyści oraz nakładów ekologicznych, energetycznych i
ekonomicznych cyklu życia elektrowni wiatrowych to niezwykle istotny problem nauk
technicznych w dyscyplinie budowy i eksploatacji maszyn oraz systemów maszynowych.
3. Charakterystyka ogólna.
Praca zawiera 6 zasadniczych rozdziałów, w tym wstęp oraz dodatkowo streszczenia –
polskie i angielskie. Jest edytowana na 186 stronach, bibliografia obejmuje 161 pozycji
różnojęzycznej literatury, 4 powiązane akty prawna. W bibliografii znajduje się kilka pozycji
współautorskich oraz jedna własna. Praca jest doskonale zilustrowana graficznie a dane
uporządkowane są tabelarycznie. Edycja całości jest logicznie uporządkowana i przejrzysta,
wspomaga śledzenie wywodu.
Jak wspomniano - dysertacja zawiera 6 rozdziałów. Pierwszy określa genezę pracy i opis
podjętej problematyki. Szczegółowo zakreśla przyczyny podjęcia problemu badawczego z
podaniem zakresu planowanych analiz. W rozdziale drugim przedstawiony jest stan wiedzy i
techniki obszaru dysertacji. Podana jest krótka charakterystyka energii wiatru, definicja cyklu
życia siłowni wiatrowej, możliwości oceny nakładów i korzyści w cyklu istnienia analizowanej
elektrowni oraz najważniejsze kryteria ich oceny. Rozdział trzeci to sformułowanie
zasadniczego i dodatkowych celów pracy oraz wskazanie zadań szczegółowych wraz z
obszarami zastosowania. Czwarty rozdział poświęcono własnej – autorskiej metodzie analizy i
oceny podjętego problemu. Przedstawiono założenia, wskaźniki, modele oraz program i plan
badań. Opisano szczegółową charakterystykę ocenianych tworzyw, materiałów i elementów
oraz informacji o wyprodukowanej energii, energochłonności, nakładach i korzyściach
ekonomicznych. Zaproponowano metody oceny korzyści i nakładów w formie wskaźników
efektywności ekologicznej, energetycznej i ekonomicznej. Rozdział piąty poświęcono
omówieniu wyników analiz nakładów i korzyści w cyklu życia elektrowni wiatrowej oraz
wyznaczeniu wskaźników efektywności ekologicznej, energetycznej i ekonomicznej. Rozdział
ostatni zawiera podsumowanie pracy. Określone są kierunki rozwoju projektowania,
konstruowania, budowy, użytkowania i zagospodarowania poużytkowego elektrowni
wiatrowej na podstawie wskaźników efektywności ekologicznej, energetycznej
i ekonomicznej. W trzeciej części pracy postawiono zasadniczy cel pracy.
2
4. Cel naukowy, założenia, cele szczegółowe
Celem głównym pracy jest opracowanie i realizacja metodyki badań i oceny korzyści
oraz nakładów ekologicznych, energetycznych, ekonomicznych EW w cyklu życia
rozpoczynającym się od jej wytworzenia, przez użytkowanie, do zagospodarowania
potencjałów, głównie surowców, tworzyw i materiałów.
Wskazano na dwa dodatkowe cele pracy:
Pierwszym celem dodatkowym jest wykonanie badawczej identyfikacji wskaźników
zmiennych modelu efektywności ekologicznej, energetycznej i ekonomicznej działania
rzeczywistej elektrowni wiatrowej (o mocy 2 MW; Hosi = 105 m, Dwirnika = 90 m) w warunkach
środkowej Polski.
Drugim celem dodatkowym jest propozycja działań rozwojowych w kierunku
podwyższania korzyści oraz obniżania nakładów w cyklu życia tworzyw, materiałów i
elementów konstrukcji wybranej elektrowni wiatrowej, a także zużycia energii na ich
wytworzenie w warunkach wybranego producenta i inwestora.
5. Metodyka rozwiązania problemu
Dla osiągnięcia celu głównego rozprawy (opracowanie i realizacja metodyki badań i
oceny korzyści oraz nakładów ekologicznych, energetycznych, ekonomicznych EW w
cyklu życia rozpoczynającym się od jej wytworzenia, przez użytkowanie, do
zagospodarowania potencjałów, głównie surowców, tworzyw i materiałów.) został
sformułowany problem walidacyjny dla wskazania najwłaściwszej metody badań, modeli,
korzyści i nakładów ekologicznych, energetycznych i ekonomicznych umożliwiający
efektywną ocenę cyklu wytworzenia, użytkowania i zagospodarowania surowców,
tworzyw, materiałów elektrowni wiatrowej.
Sformułowano dodatkowe zadania dla realizacji pierwszego celu dodatkowego:
1. Wykonanie analizy dostępnych metod oceny cyklu życia pod kątem ich wykorzystania
do badania korzyści i kosztów ekologicznych, energetycznych i ekonomicznych w jednym
cyklu życia badanej elektrowni wiatrowej.
2. Zebranie, uporządkowanie i analiza danych o materiałach, tworzywach i elementach
występujących w cyklu istnienia elektrowni wiatrowej.
3. Zebranie i przetworzenie danych o produktywności, energochłonności, kosztach
i przychodach finansowych w poszczególnych etapach cyklu życia badanej elektrowni
wiatrowej.
4. Zaproponowanie i przetworzenie grupy zintegrowanych wskaźników efektywności
ekologicznej, energetycznej i ekonomicznej.
5. Liczbowe określenie korzyści, nakładów i efektywności ekologicznych, energetycznych
i ekonomicznych w cyklu życia badanej elektrowni wiatrowej na podstawie analizy LCA
i zebranych danych.
Osiągnięciu drugiego celu dodatkowego realizowano poprzez sprecyzowanie kierunku
rozwoju projektowania, konstruowania, budowy, eksploatacji i zagospodarowania
poużytkowego elektrowni wiatrowej, aby uzyskać najwyższe wskaźniki efektywności
ekologicznej, energetycznej i ekonomicznej. Realizacja celu głównego pracy, wymagała
adaptowania właściwych metod wyznaczenia korzyści i nakładów ekologicznych,
energetycznych i ekonomicznych do specyficznych potrzeb przedmiotowych.
Realizację pierwszego celu dodatkowego umożliwiła identyfikacja cyklu życia oraz
kryteriów oceny i metod oceny oraz wybór modelu ilościowego dla określenia poziomu
korzyści i nakładów ekologicznych, energetycznych i ekonomicznych elektrowni wiatrowej.
3
Dla przeprowadzenia prawidłowego modelowania cyklu istnienia wykonano szczegółowe
charakterystyki ocenianych tworzyw, materiałów i elementów oraz pozyskano dane na temat
dostępnych form ich zagospodarowania poużytkowego. Analizowano wyprodukowaną
energię, energochłonność, nakłady i korzyści finansowe.
Zadanie czwarte zrealizowano poprzez wprowadzenie metody oceny korzyści i nakładów
ekologicznych, energetycznych i ekonomicznych, a co za tym idzie propozycji definicyjnych
wskaźników efektywności ekologicznej, energetycznej i ekonomicznej dla oceny elektrowni
wiatrowej oraz ich liczbowe wyznaczenie.
Piąte zadanie szczegółowe wykonano poprzez określenie korzyści i kosztów
ekologicznych, energetycznych i ekonomicznych w poszczególnych etapach cyklu istnienia
analizowanej elektrowni wiatrowej z uwzględnieniem możliwości zagospodarowania
poużytkowego.
Drugi cel dodatkowy zrealizowano w oparciu o wskazane korzyści i nakłady, wskaźniki
efektywności ekologicznej, energetycznej i ekonomicznej, dla określenia kierunku rozwoju
projektowania, konstruowania, budowy, użytkowania i zagospodarowania poużytkowego
elektrowni wiatrowej.
Jako kryterium warunkujące uznano liczbowe określenie korzyści i nakładów
ekologicznych, energetycznych i ekonomicznych badanej elektrowni wiatrowej. Pochodną
określenia korzyści i nakładów było wyznaczenie wskaźników efektywności i wskazanie
potencjalnych kierunków działań zmierzających do zrównoważonego rozwoju procesów
wytwarzania, użytkowania i zagospodarowania potencjałów elektrowni wiatrowej.
Wykorzystana w dysertacji metoda LCA (Life Cycle Assessment) jest narzędziem
wykorzystywanym w środowiskowej ocenie cyklu istnienia obiektów. Uwzględniane są
wszystkie fazy cyklu życia, począwszy od sformułowania potrzeby, na zagospodarowaniu
poużytkowym kończąc. W metodzie rozpatruje się także wszystkie elementy ekosystemów, co
pozwala na całościową ocenę niekorzystnych oddziaływań oraz określenie zużycia zasobów.
Metoda LCA normalizuje dane ilościowe wprowadzanej do systemu energii i materiałów,
powstające zanieczyszczenia a także generowanie wszelkich odpadów poprodukcyjnych i
poużytkowych w ramach funkcjonalnych jednostek powiązanych z mediami środowiskowymi.
Metoda ekobilansowania jest uniwersalną oraz podstawową techniką oceny szkodliwego
wpływu obiektów technicznych na środowisko obiektów technicznych. Model CED w analizie
LCA daje możliwość określenia na każdym etapie cyklu życia zapotrzebowania elektrowni
wiatrowej na energię, określenia nakładów energetycznych na etapie zagospodarowania
poużytkowego w przypadku składowania lub recyklingu.
Na podstawie otrzymanych danych można wyznaczyć zespół wskaźników efektywności
oceniający nakłady i korzyści ekologiczne, energetyczne i ekonomiczne występujące w cyklu
istnienia badanej turbiny wiatrowej. Wdrożenie wyników badania daje korzyść w obszarze
ulepszania jakości środowiska naturalnego, gdyż poza analizą ekonomiczną i energetyczną
przekazuje informacje o efektywnościach ekologicznych. Zagregowane dane pomocne są
w podejmowaniu decyzji minimalizacyjnych szkodliwej działalności przemysłowej. Pozwala
to na opracowanie uniwersalnej metodyki oceny wpływu negatywnej działalności obiektów
technicznych na środowisko.
Metoda została przyjęta z modelami ułatwiającymi wyznaczanie wskaźników
efektywności energetycznej, ekonomicznej, a przede wszystkim ekologicznej, na etapie
projektowania, konstruowania, przed etapem wytworzenia, itd.
Mając dokładne wszystkie dane materiałowe elektrowni wiatrowej, znając jej
zapotrzebowanie na energię oraz materiały eksploatacyjne na etapie użytkowania i zakładając
różne sposoby zagospodarowania poużytkowego, kompletna analiza LCA, CED, CML, IPCC
pozwala wyznaczyć efektywność ekologiczną (Ekowskaźnik 99, emisja CO2eq, SO2eq, PO4eq,
energochłonności). Dane produkcji energii na etapie użytkowania można ustalić z licznika
4
energii elektrycznej biorąc pod uwagę oszacowanie potencjału wiatrowego w tym czasie i
przeliczyć te dane na produkcję przez cały cykl użytkowania. Przed rozpoczęciem etapu
użytkowania można produktywność elektrowni wiatrowej ustalić na podstawie audytu
wiatrowego. Dane finansowe otrzymuje się prostymi metodami.
Analizy obiektów rzeczywistych zrealizowano trójetapowo - pierwszy etap polegał na
zebraniu danych dotyczących elektrowni wiatrowej Vestas V90/105 m w zakresie
zastosowanych tworzyw, materiałów i elementów, zapotrzebowania na energię,
produktywności oraz korzyści i nakładów finansowych. Drugi etap obejmował ocenę nakładów
i korzyści środowiskowych podczas etapów wytwarzania, użytkowania i zagospodarowania
poużytkowego tej elektrowni wiatrowej. Został on wykonany z zastosowaniem analitycznej
metody LCA i modeli: Ekowskaźnik 99, CML, CED, IPCC oraz oprogramowania SimaPro 7.1.
Trzeci etap analizy polegał na wyznaczeniu wskaźników efektywności ekologicznej,
energetycznej i ekonomicznej. Dla tych obszarów przedstawiono graficzne modele korzyści i
nakładów w cyklu życia, wyznaczono zdefiniowane uprzednio zintegrowane wskaźniki
efektywności, przedstawiono graficznie zależności zintegrowanych wskaźników efektywności
w funkcji czasu użytkowania oraz średniorocznych korzyści.
Tabelarycznie zestawiono wartości wskaźników korzyści i nakładów w cyklu istnienia
elektrowni wiatrowej Vestas V90. Wskazano, iż podstawowe zadanie stawiane technologiom
proekologicznym to stosowanie nowatorskich energooszczędnych technologii wytwarzania
oraz wykorzystywanie surowców odnawialnych. Przy wprowadzaniu takich technologii należy
wziąć pod uwagę ekologiczne podejście do surowców i energii. Należy mieć na celu
zredukowanie ilości powstających odpadów, zagospodarowanie już powstałych, odzysk
surowców i energii w nich zawartych na etapie recyklingu.
Na podstawie zaproponowanej metodyki oceny korzyści i nakładów można wyznaczyć
technologie przyjazne środowisku - wprowadzać elektrownie wiatrowe jak najmniej
oddziałujące na środowisko przy utrzymaniu ich wysokiej efektywności energetycznej
i ekonomicznej. Wskazano, że istotny jest dobór miejsca posadowienia elektrowni wiatrowej.
Podobnie ważny jest dobór typu elektrowni wiatrowej do istniejących warunków wiatrowych.
W pełni zrealizowano cel pracy, czyli opracowanie i realizacja metodyki badań i oceny
korzyści oraz nakładów ekologicznych, energetycznych, ekonomicznych EW w cyklu
życia rozpoczynającym się od jej wytworzenia, przez użytkowanie, do zagospodarowania
potencjałów, głównie surowców, tworzyw i materiałów.
6. Podsumowanie
Stwierdzam, że uzasadniona była potrzeba opisania modelem matematycznym związku
pomiędzy korzyściami oraz ponoszonymi nakładami w przestrzeni funkcjonowania:
ekologicznej, energetycznej i ekonomicznej cyklu życia elektrowni wiatrowych ze
szczególnym uwzględnieniem produktywności i czasu użytkowania. Praca jest efektem
skutecznie zakończonej próby poszerzenia i uzupełnienia wiedzy, opartej na wcześniej
prowadzonych analizach i pracach badawczych z zakresu maszyn i urządzeń sektora energetyki
odnawialnej, o analizy korzyści i nakładów procesów wytwarzania, użytkowania oraz
poużytkowego zagospodarowania siłowni wiatrowych dużej mocy.
Z analizy zakresu prac badawczych, własnych badań doświadczalnych i weryfikujących,
według przyjętych w pracy programów obejmujących specyfikę przestrzeni działania
i funkcjonowania elektrowni wiatrowych, produktywności, funkcjonalności, użytkowania
i zagospodarowania pozostałych po procesie użytkowania obiektu banaliz, głównie surowców,
tworzyw i materiałów, wynika, że można przeprowadzić szczegółową analizę efektywności
działania elektrowni wiatrowych w warunkach rzeczywistych, sterowanych zakresem
użytkowania i zarządzania tymi obiektami technicznymi. W badaniach wykazano, że recykling
jako forma poużytkowego zagospodarowania potencjałów elementów konstrukcyjnych
5
elektrowni wiatrowej, daje ujemne wartości środowiskowych współczynników, znacznie
korzystniejsze niż w przypadku poużytkowego składowania.
Zdefiniowane w pracy nakłady ekologiczne pozwalają na określenie zintegrowanego
wskaźnika efektywności ekologicznej elektrowni wiatrowej dla pięciu wskaźników
odniesienia (zintegrowany wskaźnik efektywności ekologicznej) z: z nakładów ekologicznych,
emisji gazów cieplarnianych, emisji substancji powodujących zakwaszenie środowiska, emisji
substancji powodujących eutrofizację środowiska oraz nakładów społecznych
Dla określenia efektywności z nakładów energetycznych w cyklu życia zdefiniowano
własny zintegrowany wskaźnik efektywności energetycznej.
Dla określenia efektywności z nakładów ekonomicznych w cyklu życia zdefiniowano
własny zintegrowany wskaźnik efektywności ekonomicznej jako stosunek korzyści
ekonomicznych na etapie użytkowania do nakładów ekonomicznych w cyklu życia.
Zaproponowaniu działania rozwojowe w kierunku podwyższania korzyści oraz obniżania
nakładów w cyklu życia analizowanej konstrukcji elektrowni wiatrowej, a także zużycia energii
na ich wytworzenie w warunkach wybranego producenta i inwestora. Na podstawie
wykonanych analiz i oceny cyklu życia analizowanej elektrowni wiatrowej opracowano
kierunki dalszych prac, typu prośrodowiskowego.
Analiza aktualnego stanu badań i podstaw konstrukcyjno-eksploatacyjnych elektrowni
wiatrowych potwierdzają możliwość opracowania w doświadczalnej weryfikacji
efektywnościowych modeli matematycznych elektrowni wiatrowych i są przydatne w
optymalizacji, modernizacji i innowacji konstrukcji siłowni wiatrowych.
Wprowadzony proces analityczny ma aspekt technologiczny, istotny pod względem
prośrodowiskowego przetwarzania energii oraz aspekt zewnętrzny, aplikacyjno–konstrukcyjny
i mechaniczny, który dostarcza informacji odnośnie poszczególnych stref roboczych
analizowanej siłowni wiatrowej oraz środowiskowego projektowania maszyn i urządzeń
odnawialnych źródeł energii
Cel pracy - wyznaczenie potencjałów materiałowych i energetycznych w cyklu istnienia
badanej maszyny roboczej, jej produktywności, uzyskiwanych korzyści i ponoszonych
nakładów, środowiskowego oddziaływania obiektu badań oraz weryfikacja przyjętych w pracy
autorskich wskaźników efektywności z nakładów ekologicznych, energetycznych i
ekonomicznych został osiągnięty.
Główny cel pracy zrealizowano dzięki opracowaniu i realizacji metodyki oceny
korzyści oraz nakładów ekologicznych, energetycznych, ekonomicznych EW w cyklu
życia rozpoczynającym się od jej wytworzenia, przez użytkowanie, do zagospodarowania
potencjałów, głównie surowców, tworzyw i materiałów.
Przedstawiony algorytm analityczny w opracowanej i przyjętej metodyce oceny korzyści
oraz nakładów EW, po wprowadzeniu autorskich modeli zintegrowanych wskaźników
efektywności pozwala na praktyczne oszacowanie uzyskiwanych korzyści i ponoszonych
nakładów w całym cyklu istnienia badanego obiektu.
Wszystkie zintegrowane wskaźniki efektywności z nakładów ekologicznych dla cyklu
istnienia elektrowni wiatrowej Vestas V90/105 m z zagospodarowaniem poużytkowym
w formie recyklingu okazały się wyższe niż w przypadku zagospodarowania w formie
składowania na wysypisku odpadów. Z uzyskanych danych wynika, że obciążenia
środowiskowe wywoływane cyklem życia elektrowni wiatrowych mogą być skutecznie
ograniczane recyklingiem poużytkowym.
Zintegrowany wskaźnik efektywności z nakładów energetycznych z zagospodarowaniem
poużytkowym materiałów, tworzyw i elementów w formie recyklingu jest wyższy niż w
przypadku zagospodarowania w formie składowania na wysypisku. Etap produkcji elektrowni
wiatrowej charakteryzuje się najwyższym poziomem energochłonności. Zastosowanie
procesów recyklingu pozwala na obniżenie energochłonności całego cyklu życia. Wydłużenie
6
czasu użytkowania powoduje wzrost efektywności z nakładów energetycznych. Wartości
zintegrowanych wskaźników efektywności z nakładów ekonomicznych dla cyklu istnienia
wykazują, że formy zagospodarowania poużytkowego w niewielkim stopniu wpływają na ich
wartości, a wydłużenie czasu użytkowania powoduje wzrost efektywności z nakładów
ekonomicznych.
Autor przekazuje wskazania dla dalszych badań własnych i zastosowań
praktycznych w zakresie zwiększania wybranych korzyści oraz w obrębie działań mających
na celu zmniejszanie wybranych nakładów opracowanie kompleksowych, prośrodowiskowych
normatywów dotyczących sposobu zagospodarowania poużytkowego tworzyw, materiałów i
elementów elektrowni wiatrowej. Praca poszerza wiedzę z zakresu projektowania,
konstruowania i użytkowania procesów przetwórczych energii wiatru, monitorowania,
aspektów użytecznego działania oraz efektywności i funkcjonalności elektrowni wiatrowych
dużej mocy. Autor wskazuje na potrzebę prowadzenia dalszych badań warunkujących
aplikowanie inteligentnego procesy maszynowego przetwarzania energii wiatru. Przedstawione
w rozprawie autorskie zintegrowane wskaźniki efektywności z poniesionych nakładów pracy
siłowni wiatrowych stanowią inspirację i początkowy etap tych badań.
7. Wskazania krytyczne
W opinii recenzenta praca nie zawiera zauważalnych błędów merytorycznych. Nasuwają
się jednak trzy uwagi typu dyskusyjnego.
Problem pierwszy - jednostkowość obiektu analizy. W pracach naukowych dąży się do
uniwersalizacji ich charakteru. Uniwersalność wykorzystania metody powinna być
potwierdzana na kilku obiektach – w tej pracy na kilku elektrowniach wiatrowych.
Dedykowanie całej pracy dla pojedynczego obiektu zmniejsza nieco wiarygodność rozważań.
Problem drugi, łączący się z problemem pierwszym to niepodważalna zawsze
poprawność tego typu analiz. Prezentowany algorytm teleologiczny (ekologiczny i
konstrukcyjny) będzie zawsze poprawny, gdy tylko przy jego aplikacji obliczenia doprowadzi
się do końca. W takim stanie rzeczy – KAŻDY inny przedstawiony algorytm dałby wynik, ale
nie każdy algorytm dałby wynik poprawny. Prezentowana dysertacja wykorzystuje pozyskane
informacje do obliczeń według zależności teoretycznych, w założeniu autorskim traktowanych
jako poprawne. Poprawność algorytmu obliczeń celowych, jego elementów składowych i
relacji wewnętrznych nie jest do udowodnienia logicznego, ale tylko przez skrupulatną i
drobiazgową weryfikację wszystkich wskazanych elementów.
Jedyna metoda weryfikacji – niestety niemożliwa do wykonania – to porównanie kilku
identycznych elektrowni wiatrowych, ale wykonanych, aplikowanych i eksploatowanych przez
zróżnicowanych realizatorów.
I wreszcie problem ostatni, najbardziej dyskusyjny – wykorzystywanie w pracy
analitycznej, którą jest oceniana dysertacja, etykiety „badania” dla analiz, algorytmów i
obliczeń. W obszarze nauki Budowa i Eksploatacja Maszyn pojęcie to dotyczy działań na
obiektach materialnych lub abstrakcyjnych, ale możliwych do modyfikacji i obserwacji
badawczej.
8. Ocena formalna
Praca jest bardzo spójna, poprawna edytorsko, jej odbiór jest łatwy. Pojawia się zaledwie
kilka drobnych błędów językowych. Są to jednak błędy drugorzędne w odbiorze i w jakości
pracy. Praca jest napisana ciekawym językiem. Stosowana terminologia jest właściwa. Edycja
i poziom graficzny są na bardzo wysokim poziomie.
Uprzednie wskazania krytyczne nie umniejszają merytorycznej wartości ciekawej pracy,
którą oceniam bardzo wysoko. Prezentowana praca może być kontynuowana w zakresach
7
wskazanych przez Autora. Uwzględnienie w publikacjach uwag recenzenta pozbawi
ograniczeń stosowalności metody.
Stwierdzam, że tytuł pracy odpowiada w pełni jej zawartości.
Cel pracy, czyli opracowanie i realizacja metodyki badań i oceny korzyści oraz
nakładów ekologicznych, energetycznych, ekonomicznych elektrowni wiatrowych w
cyklu życia rozpoczynającym się od jej wytworzenia, przez użytkowanie, do
zagospodarowania potencjałów, głównie surowców, tworzyw i materiałów został
osiągnięty w oryginalny sposób poprzez zastosowanie własnej metody, obejmującej konkretne
zadania szczegółowe.
Przedstawione wyniki otwierają nowe możliwości w obszarze budowy i eksploatacji
maszyn a w szczególności dla badań i oceny korzyści oraz nakładów ekologicznych,
energetycznych, ekonomicznych elektrowni wiatrowych w całym cyklu ich życia.
Literatura dobrana jest właściwie, wszystkie pozycje aktualnej i różnojęzycznej literatury
zostały wykorzystane. Przegląd literatury ma cechy monografii – może być wykorzystany jako
element szerszej monografii lub poradnika inżynierskiego czy podręcznika akademickiego.
Autor wykonał olbrzymie, pracochłonne zadanie nie popełniając dostrzegalnych i
istotnych błędów. Metoda jest sprawdzona na jednostkowym obiekcie, wyniki pracy są
wdrażane.
9. Wnioski końcowe
Poprawność i oryginalność postawionego metodologicznego celu pracy jest
niepodważalna. Stwierdzam wysoki stopień realizacji postawionego metodologicznego celu.
Analiza autorska źródeł literatury światowej i stanu techniki świadczy o dostatecznej wiedzy
autora w dyscyplinie naukowej. Stwierdzić można nowatorstwo i oryginalność rozprawy w
stosunku do stanu wiedzy i stanu techniki reprezentowanych przez literaturę światową.
Potwierdzić można istotne znaczenie uzyskanych wyników dla dyscypliny naukowej. Autor
dysertacji wykazał umiejętności przekonywującego przedstawienia uzyskanych przez siebie
wyników, co potwierdza zwięzłość, jasność oraz poprawność redakcyjna rozprawy.
Podstawowy cel pracy, przedstawiony w postaci tezy: opracowanie i realizacja
metodyki badań i oceny korzyści oraz nakładów ekologicznych, energetycznych,
ekonomicznych elektrowni wiatrowych w cyklu życia rozpoczynającym się od jej
wytworzenia, przez użytkowanie, do zagospodarowania potencjałów, głównie surowców,
tworzyw i materiałów został w pełni zrealizowany w oryginalny sposób poprzez
zastosowanie własnej metody, obejmującej konkretne zadania szczegółowe.
Wypełniając obowiązek recenzenta oznajmiam, że postawiony przez Autora cel
dysertacji został osiągnięty. Zgodnie z moją oceną i sumieniem stwierdzam, że rozprawa
mgr inż. Roberta Kasnera pt. OCENA KORZYŚCI I NAKŁADÓW CYKLU
ŻYCIA ELEKTROWNI WIATROWEJ
spełnia ustawowe wymagania stawiane pracom doktorskim, wg Ustawy o Stopniach
i Tytułach Naukowych z dnia 14.03.03, Dz. U. 2003 nr 65 poz. 595, w szczególności art. 13,
ustęp 2. Stawiam wniosek o dopuszczenie jej do publicznej obrony w dyscyplinie Budowa
i Eksploatacja Maszyn.
Prof. dr hab. inż.
Franciszek W. PRZYSTUPA
Franciszek W. PRZYSTUPA
8