Laboratoria

Laboratorium Układów Kogeneracji (LUK) znajduje się w części dydaktycznej Centrum Energetyki. Wpisuje się ono w szeroką strategię zwiększania świadomości społecznej na temat najnowocześniejszych technik stosowanych w energetyce. Cel ten realizowany jest poprzez zajęcia ze studentami oraz liczne prelekcje dla wycieczek odwiedzający Akademię Górniczo-Hutniczą.

Kogeneracja

Kogeneracja czyli skojarzone wytwarzanie dwóch użytecznych czynników, w przypadku laboratorium jest to energia elektryczna i ciepło użyteczne, pozwala w znacznym stopniu zwiększyć wykorzystanie energii zawartej w paliwie. Przyczynia się to do znacznego wzrostu sprawności układów, tym samym zmniejszając emisje, będące dużym problemem w naszym kraju. Urządzenia kogeneracyjne o małej mocy, do 50 kWe nazywane są mikro-kogeneratorami (eng. micro combined heat and power – mCHP) i właśnie one zainstalowane są w omawianym laboratorium. W przypadku takiej skali instalacji jakie są testowane w LUK założeniem jest wykorzystanie wytworzonej energii na miejscu, co dodatkowo redukuje straty przesyłowe.

Badania

Zasadniczym przedmiotem badań laboratorium LUK jest określenie optymalnych konfiguracji małych lokalnych układów mikro-kogeneracji, które mogą być wykorzystywane dla potrzeb indywidualnego zaopatrzenia budynków w energię elektryczną, ciepło, a także inne niezbędne media (chłód, cwu, powietrze dla celów wentylacji).

Laboratorium zajmuje się kompleksowo problematyką małej kogeneracji opartej na różnego typu źródłach energii i technologiach jej przetwarzania. Zakres prowadzonych badań w LUK dotyczy nie tylko diagnozowania stanów i parametrów pracy poszczególnych urządzeń cieplnych, ale też określenia optymalnych warunków odbioru generowanej mocy elektrycznej i cieplnej przez sieć wewnętrzną (w budynku) i zewnętrzną (SmartGrid, sieć energetyczną), oceną stanów dynamicznych, jakości energii, bezwładności i niezawodności małych układów CHP i ich współpracy w ramach wspólnej sieci (w warunkach laboratoryjnych).

Infrastruktura laboratorium pozwala prowadzić badania efektywności układów kogeneracji dla różnych profili zapotrzebowania na energię elektryczną i ciepło, tj. energia elektryczna produkowana przez generator może być doprowadzana do odbiorców, przekształcona i gromadzona w urządzeniach akumulacyjnych lub przekazywana do sieci. Podobnie, ciepło odbierane od spalin lub w wyniku chłodzenia silnika, może być gromadzone w buforze, dostarczane do odbiorników (wymienników ciepła), konwertowane na inne parametry lub inną formę energii.

Dzięki modułowej budowie laboratorium istnieje możliwość zmiany zarówno układów jak i wymiany badanych urządzeń. Pozwala to na analizę pracy, przy zadanym obciążeniu większości urządzeń małej mocy wytwarzających ciepło, energię elektryczną lub chłód w dowolnej konfiguracji. Jest to bardzo duży atut LUK umożliwiający testowanie najnowszych technologii energetyki rozproszonej przy współpracy z innymi urządzeniami.

Dydaktyka

W trakcie zajęć dydaktycznych oraz prelekcji przeprowadzanych w LUK, studenci oraz zaproszeni goście mają okazję z bliska przyjrzeć się urządzeniom mikrokogeneracyjnym. Specjaliści z dziedziny tłumaczą zagadnienia związane z kogeneracją i poligeneracją na przykładzie zainstalowanych układów. W trakcie zajęć duży nacisk położony jest na potencjał wykorzystania danej technologii oraz jej opłacalność.

Dzięki zainstalowaniu w laboratorium urządzeń bazujących na różnych technologiach uczestnicy zajęć mogą poznać różnicę pomiędzy nimi. Omawiane są zagadnienia związane z silnikami, jednostkami ORC, generatorami energii elektrycznej oraz możliwością wykorzystania różnego paliwa w układach rozproszonych. Studenci uczeni są, jak projektować mikro-instalacje oraz jak najefektywniej wykorzystać potencjał lokalizacyjny obiektu. Przedstawiane są również wady i zalety takich rozwiązań w zestawieniu z konwencjonalnymi metodami.

Ważnym aspektem zajęć jest rozpowszechnianie wiedzy na temat roli prosumenta w systemie energetycznym. Zwiększa to świadomość uczestników w temacie ich osobistego udziału w tworzeniu nowoczesnych, ekonomicznych i ekologicznych rozwiązań. Pozwala to studentom i gościom LUK na bezpośrednie wpływanie na swoje najbliższe środowisko co jest niezbędne w tworzeniu nowoczesnego ekologicznego społeczeństwa.

Łukasz Lis