Udostępnij Udostępnij Udostępnij Udostępnij Print

Polski przemysł: energetyka

-- środa, 14 czerwiec 2017

Energetyka to

jeden z najważniejszych sektorów gospodarki. Na jej efektywność coraz większy wpływ ma rozwój szeroko pojętej automatyki przemysłowej oraz systemów pomiarowych. To właśnie innowacyjność ma być również kluczem do rozwoju energetyki przyjaznej dla środowiska.

Branża energetyczna zajmuje się wytwarzaniem, przesyłaniem, dystrybucją i handlem energią elektryczną, paliwami gazowymi oraz energią cieplną zawartą w parze wodnej, gorącej wodzie i powietrzu. Innymi słowy, jest to dział gospodarki, na który składają się: elektroenergetyka, gazownictwo i ciepłownictwo.

W obszarze tym można wyróżnić dwa sektory – energetykę zawodową i przemysłową. W pierwszym przypadku wytwarzanie i dystrybucja energii to główna działalność przedsiębiorstwa (np. elektrociepłownie, elektrownie, sieci przesyłowe itd.). W drugim wytwarzanie energii stanowi niejako drugoplanową działalność w stosunku do głównego procesu zakładu, który wykorzystuje ją przede wszystkim na własne potrzeby – niekiedy nadwyżki energii oddawane są do sieci, ale nie jest to regułą.

Sektor energetyczny w Polsce – dziś i jutro 

Do podmiotów operujących na polskim rynku energii elektrycznej należą: 

-> przedsiębiorstwa będące wytwórcami energii elektrycznej (np. elektrownie systemowe, elektrociepłownie komunalne i przemysłowe, niezależni producenci energii); 

-> Polskie Sieci Elektroenergetyczne – spółka Skarbu Państwa zajmująca się zarządzaniem Krajowym Systemem Elektroenergetycznym – przesyłem energii elektrycznej poprzez sieci najwyższych napięć; 

-> operatorzy systemów dystrybucyjnych; 

-> spółki zajmujące się obrotem energią elektryczną.

W strukturze wytwarzania energii elektrycznej w Polsce dominującymi obiektami pozostają elektrownie i elektrociepłownie na węgiel kamienny i brunatny. Ze względu jednak na konieczność spełnienia przez nasz kraj celów polityki klimatycznej UE, w ostatnich latach dynamicznie rozwijał się segment wytwórców energii elektrycznej i ciepła z odnawialnych źródeł energii (OZE). Ich wykorzystanie w istotny sposób minimalizuje negatywny wpływ energetyki konwencjonalnej na środowisko naturalne, głównie poprzez ograniczenie emisji dwutlenku węgla, pyłów oraz związków siarki i azotu. Mimo że obecnie w rodzimej branży OZE panuje zapaść, to jednak, zdaniem ekspertów, udział w rodzimym miksie energetycznym innych źródeł energii niż węgiel będzie się stopniowo zwiększał.

Na odnawialne źródła energii składają się: elektrownie wiatrowe, elektrownie wodne, elektrownie oraz elektrociepłownie biomasowe i biogazowe, współspalające biomasę i biogaz, a także elektrownie słoneczne.

Wśród źródeł OZE w Polsce największą moc zainstalowaną mają elektrownie wiatrowe. Powołując się na dane Urzędu Regulacji Energetyki, w ciągu ostatnich pięciu lat moc zainstalowana w energetyce wiatrowej wzrosła o ok. 3300 MW, osiągając na koniec roku 2016 łącznie 5800 MW. 

Według prognozy zapotrzebowania na paliwa i energię do 2050 r., przygotowanej przez Krajową Agencję Poszanowania Energii na zamówienie Ministerstwa Gospodarki, polska energetyka w połowie wieku będzie się znacznie różnić od dzisiejszej, opartej prawie w 90% na węglu. Przewiduje się, że w 2050 r. nastąpi ukształtowanie się miksu elektroenergetycznego wciąż z największym, choć mniejszym niż obecnie, udziałem energii elektrycznej wyprodukowanej z węgla kamiennego (33% – wobec 57% dziś). Zróżnicowane technologie produkcji energii ze źródeł odnawialnych łącznie osiągną wówczas udział zbliżony do energetyki węglowej (33%), jednak dalszy wzrost ich znaczenia będzie hamowany przez ograniczoną dyspozycyjność farm wiatrowych i fotowoltaiki. Energia jądrowa będzie odpowiadała za 19% produkowanej energii, natomiast gaz – za 9%. Z kolei jedynie 5% energii elektrycznej w 2050 r. (wobec 29% dziś) produkować będą dobiegające końca eksploatacji ostatnie bloki opalane węglem brunatnym.

W oparciu o automatykę

Nowoczesne elektrownie – w tym również te konwencjonalne, zasilane np. węglem kamiennym – pracują w oparciu o kompleksową sieć czujników, sterowników cyfrowych oraz komputerów nadzorujących, która pozwala na obsługę i skoordynowanie podsystemów całej elektrowni. 

W przypadku ciepłowni i elektrociepłowni automatyzacja ma na celu zapewnienie właściwej i automatycznej pracy źródła przy zmieniającym się zapotrzebowaniu na ciepło, parę i energię elektryczną. System automatyki powinien obejmować wszystkie węzły technologiczne ciepłowni i elektrociepłowni: kotły energetyczne, pompy zasilające kotłów i pompy sieciowe, uzdatnianie wody, uzupełnianie i napełnianie sieci, zasilanie obiektu i wyprowadzenie mocy, przygotowanie i podawanie paliwa, doprowadzenie powietrza i odprowadzenie spalin, usuwanie pyłu i żużla, a także turbiny, wymienniki i stacje redukcyjne.

Istotnym zadaniem systemu automatyki w tego rodzaju zakładach jest zbieranie kompletnych danych dotyczących: zużycia paliw (węgla, biomasy, gazu, oleju), zużycia energii na potrzeby własne (ciepła i energii elektrycznej), produkcji ciepła i energii elektrycznej (dla wszystkich typów odbiorców), a także emisji do atmosfery substancji szkodliwych.

W przypadku sektora energetycznego – niezwykle wrażliwego na wszelkie nieprawidłowości w przesyle danych – bardzo ważną kwestią jest zapewnienie swobodnej i bezproblemowej wymiany informacji pomiędzy urządzeniami, co jest gwarantem ciągłości dostaw energii. Przykładem działań mających na celu zmniejszenie wskaźników czasu trwania przerw w dostawach energii elektrycznej jest instalowanie na liniach wysokiego napięcia specjalnych punktów pomiarowych, składających się ze stacji pogodowej, urządzeń zasilających oraz modułu komunikacyjnego przesyłającego dane do serwera systemu komputerowego. Specjalistyczne oprogramowanie, na podstawie zebranych danych, wylicza maksymalny prąd obciążenia dla każdej linii, a zebrane i wyliczone dane są dostępne w systemie informatycznym i służą dyspozytorom w ich codziennej pracy.

Automatyka dla wiatru i słońca

Elektrownie wiatrowe, wytwarzające energię elektryczną przy pomocy generatorów (turbin wiatrowych) napędzanych energią wiatru, są najczęściej wykorzystywane na Wybrzeżu, gdzie z dużą prędkością wieją silne wiatry. Najwięcej zespołów elektrycznych wiatrowych można spotkać w Polsce w pobliżu wyspy Wolin. Ogólnie szacuje się, że w naszej strefie morskiej da się zlokalizować farmy wiatrowe o łącznej mocy nawet powyżej 10 tys. MW. Zgodnie z prognozami do 2030 r. ich moc osiągnie 5 tys. MW. Na lądzie przybędzie też 5 tys. MW nowych instalacji, w wyniku czego łączna moc elektrowni wiatrowych w Polsce w 2030 r. mogłaby wynieść ok. 15 tys. MW.

W celu optymalnego wykorzystania energii zawartej w strumieniu powietrza – a tym samym dopasowania prędkości turbiny do prędkości wiatru – ważne jest odpowiednie sterowanie takimi parametrami, jak: prędkość obrotowa, moment rozwijany przez wirnik i moc oddawana przez prądnicę. 

Podstawą kontroli jest utrzymanie stałej prędkości wierzchołkowej łopatki w stosunku do prędkości wiatru, dzięki czemu można uzyskać optymalny współczynnik wykorzystania energii wiatru. Układ kontroli stale mierzy prędkość obrotową wirnika oraz aktualną prędkość wiatru. Gdy prędkość obrotowa jest zbyt niska dla zastanej prędkości wiatru, wówczas prostownik zostaje odpowiednio wysterowany i następuje przyspieszenie wirnika do odpowiedniej prędkości. Kiedy prędkość wiatru osiągnie wartość wystarczającą do uzyskania nominalnej mocy, należy zmienić ustawienia łopat wirnika. Wraz ze wzrostem prędkości wiatru odpowiednio zwiększany jest kąt natarcia łopatki, aby zmniejszyć moment aerodynamiczny rozwijany przez wirnik. Dzięki temu, że działanie przekształtnika jest dużo szybsze od mechanizmu zmiany ustawienia łopat, można uniknąć niepotrzebnych strat mocy.

Obecnie oferta dla energetyki wiatrowej jest bardzo szeroka i obejmuje całe spektrum produktów, systemów i usług. W asortymencie dostawców znajdują się generatory dla turbin, transformatory rozdzielcze oraz mocy, rozdzielnice i całe kompaktowe podstacje rozdziału wtórnego, przekształtniki niskiego napięcia oraz przekształtniki mocy średniego napięcia, a także aparaty niskiego, średniego i wysokiego napięcia – m.in. wyłączniki, przekładniki, ograniczniki przepięć, styczniki oraz zabezpieczenia. 

W przypadku turbin wiatrowych bardzo ważną rolę odgrywają systemy diagnostyczne, które w trybie ciągłym analizują podstawowe funkcje maszyny oraz jakość produkowanej energii elektrycznej. Ewentualne awarie są sygnalizowane operatorowi farmy wiatrowej w sposób zdalny. Chcąc sprawdzić, z jaką usterką mamy do czynienia, oraz podjąć odpowiednie działania zgodnie z procedurami (np. wstrzymać pracę lub zaplanować wizytę serwisową), wystarczy dostęp do Internetu. Dodatkowe bezpieczeństwo gwarantuje monitoring wizyjny oraz system alarmowy. Dzięki takim rozwiązaniom elektrownie wiatrowe są praktycznie bezobsługowe i nie wymagają obecności człowieka na miejscu. 

Innym źródłem energii odnawialnej jest energia słońca. Systemy fotowoltaiczne są coraz szerzej stosowane, również w strefie o nasłonecznieniu podobnym jak w Polsce. Zważywszy na to, że ich ceny sukcesywnie spadają, już za kilka lat powinny osiągnąć konkurencyjność w stosunku do paliw kopalnych. W ofercie dostawców operujących na polskim rynku znajduje się również szeroki wachlarz produktów przeznaczonych dla rynku energetyki słonecznej, w tym również dla dużych elektrowni słonecznych o mocach do kilku megawatów. Są to m.in. transformatory, aparatura rozdzielcza czy inwertery solarne, różnego rodzaju systemy przeznaczone do dystrybucji energii i jej monitorowania. 

Jeśli chodzi o przemysł fotowoltaiczny, pomocnym rozwiązaniem są z pewnością roboty i systemy zrobotyzowane, które świetnie sprawdzają się przy obsłudze zarówno paneli słonecznych, jak i większych elementów, takich jak np. moduły solarne.


Przeczytaj także

NIDays 2017, czyli w laboratorium innowacji
Jak co roku polski oddział firmy National Instruments – wiodącej światowej firmy z rynku automatyki przemysłowej – zaprosił swoich klientów, partnerów, integratorów systemów i menedżerów na... więcej »
Cała branża w jednym miejscu – podsumowanie Targów 4INSULATION i EFE
Czołowi producenci z Polski i przedstawiciele zagranicznych firm z branży izolacyjnej i energetycznej, dystrybutorzy, konstruktorzy, monterzy, konserwatorzy instalacji oraz młodzi adepci tych... więcej »
Wywiad: roboty do 2020 roku zabiorą 5 mln miejsc pracy na świecie
Integracja sieci i systemów celów koncepcji standardu Przemysłu 4.0
Integracja systemów z wykorzystaniem technologii chmury czyni pracę w sieci na poziomie produkcji łatwiejszą i bezpieczniejszą, zarówno na skutek zintegrowania funkcji zarządzania i systemów w... więcej »
TOOLEX 2017 – jubileuszowy sukces
10. edycja Międzynarodowych Targów  Obrabiarek, Narzędzi i Technologii Obróbki TOOLEX, jak przystało na jubilata, wypadła okazale. Doceniane przez specjalistów i wysoko oceniane pod względem... więcej »
Zalety i wady współczesnych metod rozruchu silników elektrycznych
Najbardziej rozpowszechnionymi rodzajami silników elektrycznych są obecnie modele indukcyjne niskiego i średniego napięcia. Dzieje się tak z powodu ich dostępności, prostej i solidnej... więcej »
 
Aktualne wydanie

Zobacz także

  •   Wydarzenia  
  •   Katalog  

Wydarzenia

Virtual EXPO - Wirtualne Targi Pracy
2017-10-24 - 2017-10-26
Miejsce: Online
Targi RENEXPO® Poland
2017-10-25 - 2017-10-27
Miejsce: Warszawa
Lubelskie Targi Energetyczne ENERGETICS
2017-11-14 - 2017-11-16
Miejsce: Lublin
Fabryka Roku 2017
2017-11-23 - 2017-11-23
Miejsce: Warszawa

Katalog

Comau Poland Sp. z o.o.
Comau Poland Sp. z o.o.
Turyńska 100
43-100 Tychy
tel. +48 502 185 687

NACHI EUROPE GmbH
NACHI EUROPE GmbH
Bischofstrasse 99
D-47809 Krefeld, Niemcy
tel. +48-502 49 52 89

ASTOR Sp. z o.o.
ASTOR Sp. z o.o.
Smoleńsk 29
31-112 Kraków
tel. 12 428 63 00

ABB Sp. z o.o.
ABB Sp. z o.o.
Żegańska 1
04-713 Warszawa
tel. 32 79 09 222

zobacz wszystkie




SONDA


tak
nie
nie wiem


Wydania specjalne


Profesjonalne Tłumaczenia Techniczne
O wydawnictwie   |   Reklama   |   Mapa strony   |   Kontakt   |   Darmowa prenumerata   |   RSS   |   Partnerzy   |   
Copyright © 2003-2017 Trade Media International
zobacz nasze pozostałe strony
Trade Media International Inżynieria & Utrzymanie Ruchu Control Engineering Polska MSI Polska Inteligentny Budynek Design News Polska Almanach Produkcji w Polsce