O projekcie

Projekt nt. "Badania nad opracowaniem wytycznych, tchnik i technologii dla systemów kompensacji mocy biernej, inteligentnego monitoringu wewnętznych sieci elektroenergetycznych oraz ogniw fotowoltaicznych dedykowanych obiektom hybrydowym opartym wyłącznie o źródła odnawialne" jest realizowany w okresie od 10.01.2013 do 31.12.2014, przez Akademię Górniczo-Hutniczą im. St. Staszica w Krakowie, we współpracy z Konsorcjantem Biznegowym, firmą WindLipie sp. z o.o. Spółka Komandytowa z siedzibą w Sławsku. W AGH projekt realizowany jest przez trzy wydziały:

Wydział Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

Wartość projektu: 11 282 037,70 PLN

Udział Unii Europejskiej: 8 267 500,00 PLN

Zespół badawczy AGH realizuje 4 spośród 6 zadań projektowych. Pozostałe dwa zadania realizowane są przez Partnera Biznesowego. 

Celem projektu jest wykonanie prac badawczych ukierunkowanych na wytworzenie grupy rozwiązań technicznych i technologicznych umożliwiających wysokosprawną produkcję energii elektrycznej na bazie energii hybrydowej. Do celów szczegółowych niniejszego projektu należy zaliczyć:

          1. Porównawczą analizę techniczno-ekonomiczną różnych układów nadążnej kompensacji mocy biernej elektrowni hybrydowej, wykonanie modelu takiego kompensatora w skali laboratoryjnej i aplikacja praktyczna wybranych rozwiązań. (Partner Biznesowy wykona w ramach wkładu własnego kompensator eksperymentalny na bazie którego będą prowadzone dalsze prace badawcze.)

          2. Opracowanie algorytmów sterowania, umożliwiających, prócz nadążnej kompensacji mocy biernej, także filtrację harmonicznych prądu oraz częściową stabilizację napięcia. Możliwość ich zastosowania w kompensatorach o różnych mocach znamionowych.

          3. Opracowanie dedykowanego systemu akwizycji parametrów energetycznych wiatru i słońca, jako składnika wspomagającego systemy sterowania. 

          4. Opracowanie systemu monitorowania jakości dostawy energii w miejscu przyłączenia elektrowni. System będzie posiadał możliwość oceny i wskazania lokalizacji dominującego źródła zaburzenia. 

          5. Predykcję produkcji energii w oparciu o zebrane pomiary środowiskowe. 

          6. Opracowanie struktury sprzętowej i algorytmów wspomagajacych sterowanie i wizualizację pracy skojarzonych źródeł energii na podstawie wyników prac pomiarowych i symulacyjnych.

          7.Opracowanie koncepcji oraz wykonanie innowacyjnych paneli fotowoltaicznych o zmniejszonej masie, ulepszonych własnościach optycznych i z funkcją automatycznego usuwania śniegu i lodu.

INNOWACYJNOŚĆ PROJEKTU

      1.  Kluczowa innowacja w Projekcie -innowacja produktowa

a)  Nowoczesność rezultatów prac badawczo-rozwojowych w porównaniu do aktualnego stanu wiedzy w zakresie objętym Projektem

          Kompensacja mocy biernej i monitorowanie wskaźników jakości napięcia w punkcie przyłączenia elektrowni

Efektem realizacji zadania będzie wykonanie eksperymentalnego układu kompensatora zainstalowanego w obiekcie pracującym w warunkach rzeczywistych. W zależności od wyników prac badawczych, obiekt stanowić będzie elektrownia hybrydowa lub inna istniejąca instalacja o zbliżonej mocy i zdefiniowanej potrzebie kompensacji. Opracowanie i wdrożenie układu to szansa na stworzenie nowego produktu rynkowego, znanego z innych aplikacji lecz nie stosowanego w Polsce w połączeniu z różnymi źródłami energii. Innowacyjność tej propozycji dotyczy głównie rynku krajowego ze względu na ograniczenia w postaci dużego zróżnicowania systemów stosowanych w Europie, głównie w zakresie mocy jednostkowej instalacji. 

          Monitortowanie, wizualizacja i nadrzędne sterowanie elektrownią

W ramach Projektu zostaną opracowane algorytmy monitorowania i sterowania pracą elektrowni hybrydowej. W szczególności:

1 Monitoring sprawności technicznej i pełna wizualizacja jej pracy 
2 Wytworzenie narzędziumożliwiających prognozowanie wartości energii wytwarzanej przez elektrownię z wyprzedzeniem dobowym dla potrzeb grafikowania na rynku energii. W przypadku elektrowni hybrydowej wiatrowo-słonecznej badania nad przewidywaniem produkcji energii elektrycznej na dzień dzisiejszy pozostają w sferze badań podstawowych i na proponowaną skalę nie były dotychczas przeprowadzone. Zatem zakładany efekt prac badawczych niniejszego projektu w postaci systemu do pozyskiwania danych źródłowych niezbędnych dla sterowania elektrownią hybrydową stanowić będzie niewątpliwie innowację produktową.
3 Wytworzenie dedykowanej unikalnej mapy wietrzności i energii wiatru oraz nasłonecznienia
4 Sterowanie poszczególnymi źródłami w modelu gwarantującym optymalizację ekonomiczną dla pracy na sieć zasilacjącą oraz w systemie wyspowym
5 Wypracowanie własnych, unikalnych metod pomiaru parametrów energetycznych wiatru i słońca, ich obróbki dla eliminacji konieczności zakupu drogich, często zawodnych urządzeń, dostępnych na rynku. Wymiernym produktem tego obszaru Projektu będzie autorski, rozproszony system akwizycji danych meteorologicznych dedykowany systemom zarządzania i sterowania obiektami hybrydowymi wykorzystującymi do produkcji energii źródła odnawialne.

          Fotowoltaika

Aby zapewnić ciągłość dostaw energii lub spełnić wymagania dostaw określone w prognozowaniu, zastosowane w elektrowni panele fotowoltaiczne powinny  być dobrane pod kątem jak największej sprawności energetycznej, wytrzymałości na zmiany warunków atmosferycznych, warunków pracy wynikających z przestrzennego rozplanowania instalacji oraz konfiguracji elektrycznej generatora fotowoltaicznego. Czynniki te powodują, iż przed realizacją inwestycji należy wykonać badania pozwalające na określenie użyteczności wykorzystania różnych typów baterii ogniw słonecznych do produkcji energii elektrycznej w elektrowni hybrydowej. Efektem tej części badań będzie rekomendacja konkretnych rozwiązań technologicznych dedykowanych do zastosowań w polskich warunkach klimatycznych. Tego typu badania nie były, jak dotąd, wykonywane w skali kraju, a oryginalność opracowanych modeli efektywności ekonomicznej i energetycznej polegać będzie na możliwości ich zastosowania w obiekcie hyubrydowego wytwarzania energii elektrycznej co stanowić będzie znaczący potencjał innowacyjny.