upravljanje energetskim sistemima za pds.compressed
TRANSCRIPT
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
1/613
Post-diplomski, II ciklus studijaFakulteta elektrotehnike,
Univerziteta u Tuzli
Upravljanje energetskim sistemima
Dr.sc. Suad Halilčević, redovni profesor
Nauka stalno otkriva nepoznate strane svijeta, ali daje samo parcijalne
odgovore.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
2/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
3/613
SUSTAINABLE ENERGY
SE embraces a number of practicies, policies,and technologies which seek to provide us
with the energy we need at the least financial,environmental, and social cost
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
4/613
SUSTAINABLE ENERGY
To dijelimo u dvije glavne grupe:
Energetska efikasnost(učinkovitost), i
Obnovljivi izvori energije
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
5/613
5
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
6/613
6
1,0
2,0
3,0
4,0
Index,1970=1
1975 1985 1995 2005 2015
Povijest
Populacija
Energija
Električnaenergija
Brutonacionalnidohodak
Trend porasta nekih energetsko-ekonomskih karakterističnih pokazatelja nasvjetskom planu
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
7/613
7
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
8/613
8Promjene u potrošnji energenata na svjetskoj razini
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
9/613
9
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
10/613
10
The tonne of oil equivalent (toe) is a unit of energy: the amount of energy released by burning onetonne of crude oil, approximately 42 GJ (as different crude oils have different calorific values, theexact value of the toe is defined by convention; unfortunately there are several slightly differentdefinitions as discussed below).
The toe is sometimes used for large amounts of energy, as it can be more intuitive to visualise, say,the energy released by burning 1000 kg of oil than 42,000 billion joules (the SI unit of energy).
Multiples of the toe are used, in particular the megatoe (Mtoe, one million toe) and the gigatoe(Gtoe, one billion toe).
Ili toe odgovaera 7.4 barrels of oil, equivalent to the energy obtained from 1270 cubic meters ofnatural gas or 1.4 metric tons of coal that is, 41.87 gigajoules (GJ), 39.68 million Btu (MMBtu), or11.63 megawatt hours (MWh).
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
11/613
11
Dokazane rezerve fosilnih energetskih resursa na svjetskojrazini JediniceZa izražavanje energije velikih energetskih izvora, kao i za izražavanje potrošnje energije pojedine zemlje ili globalne potrošnje, u energetici se koristi i jedna
posebna jedinica, izvan SI, zvana kvad (q):1q = 1.055 • 1018 J
dato u jedinicama1011 GWh
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
12/613
12
podaci
• Tako, 2015 godine, predviđa se povećanjeemisije ugljikovih jedinjenja od 3,5 bilionametričkih tona više od današnjeg nivoa.Proizvodnja energije (termo-elektrane,
nuklearne elektrane, rafinerije nafte, saobraćaj)biti će još uvijek glavni zagađivači zraka, vode izemljišta.
• U isto vrijeme, energija će biti glavni faktorekonomskog razvoja i stabilnosti.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
13/613
13
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
14/613
14
2000 5MW turbines, in waterdepths of up to 50 m, wouldgenerate power to betransmitted to and betweenthese nations’ electricitymarkets – UK, Germany,
Netherlands
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
15/613
15
Europe, Total Electr ic i ty Demand 2006 by Cou ntry (TWh)
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
16/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
17/613
17
Energetska intenzivnost zemalja u EU
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
18/613
18
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
19/613
19
BiH i obaveze
• BiH also has obligations related to this project under theEnergy Community for South East Europe (EnC) Treaty.
• BiH also has commitments under the Energy Charter
Treaty and the Protocol on Energy Efficiency andRelated Environmental Aspects (PEEREA).
• These are all international agreements, which thus
supersede national law.
• Improving energy efficiency would also contribute tomeeting obligations undertaken in relation toenvironmental agreements, such as Kyoto.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
20/613
20
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
21/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
22/613
22
Tržišno učešće pojedinih izvora energije do 2100.godine
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
23/613
slikoviti prikaz raspodjela potrošnje nafte u svijetu
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
24/613
Sv Petka je nova elektrarna na reki Treska locirana blizu
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
25/613
Sv. Petka je nova elektrarna na reki Treska, locirana blizuSkopja, glavnega mesta Republike Makedonije. Sestavlja jo 69 m visoka ločna pregrada s pripadajočimi objekti.Inštalirana moč hidroelektrarne je 36,4 MW, povprečnaletna proizvodnja energije znaša 66 GWh.
Ž
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
26/613
STRATEGIJE ZA ODRŽIVIRAZVOJ
• Odgovorno korištenje energije je temeljno za održivirazvoj i održivu budućnost,
• Energy management mora balansirati između
energetskih potreba i energetskih mogućnosti,
• Proces obuhvata:
Svjesnost o energiji,
Transformiranje energije,
Energetsku učinkovitost, Obnovljive izvore energije
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
27/613
Svjesnost
• U cilju mudrog korištenja energije, održivi razvoj morademonstrirati beneficije, prije nego žrtvovanje,
• Proizvodnja različitih energetskih oblika, koncept održivihenergetskih sistema, demonstriranje,
• Primjer brojila o utrošku električne ili toplinske energije usobi – gledaš kako trošiš,
• Komparacija različitih energetskih rješenja – ekonomskei okolišne implikacije; životni stil manje potrošnjeenergije.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
28/613
Konzervacija energije
• Planirati bilo koji proces sa uređajima i sistemima koji netroše puno energije (transportni sistemi, gradskisaobraćaj, izgradnja objekata, itd.),
• Građenje multifunkcijskih objekata i sistema(prehrambena industrija, sistemi rasvjete),
• Hlađenje,
• Kondicioniranja zraka,
• Javni objekti opremljeni sa info o utrošku energije(praonice, kupatila, ...).
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
29/613
Energetska učinkovitost
• Energetski učinkoviti metodi, aparati i uređaji
• Nema jeftinije i skuplje u trošenju energije od
sijalice sa žarnom niti:preko 90% potrošene energije ide u toplinu; zamjenasa fluoroscentnom sijalicom štedi barrel nafte, 900kg CO2 (global warming), i 9 kg SOx (acid rain).
Za vlasnika, svakih 10 KM uloženih u fluorescentnurasvjetu štedi app. 40 KM u trošku energije krozživotnu dob tih svjetiljki.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
30/613
Rasvjeta
• Prirodno svjetlo se treba koristiti gdje god je tomoguće; rasvjeta treba biti temeljena nastandardima.
• Fluo sijalice koriste manje 75% energije od onihsa žarnom niti; prosječni životni vijek je 10 putaduži
• Povrat novca ispod dvije godine, ekološki povrat – odmah
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
31/613
Senzori i Regulatori
• Rasvjeta, ventilacija i drugi procesi moguse uspješno kontrolirati u kontekstuuštede energije,
• Fotoćelije, ćelije zaposjednutosti prostorija(senzori infracrvenog zračenja, senzoribazirani na ultrazvuku).
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
32/613
Hlađenje
• Učinkovitost zavisi od izolacije rashladnoguređaja i od temperature kondenzatora,
• Moguća ušteda energije od 20%.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
33/613
Praonice
• Zamjena motora sa energetskiučinkovitijom – smanjenje utroška energijeod 60%,
• Sušenje odjeće – prirodno.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
34/613
Transport
• Nisko-energetski transport – moda ipotreba,
• Promjena životnog stila.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
35/613
Upravljanje potražnjom zaenergijom
• Kontroliranje trajanja, vremena potrošnje itrenutka uključenja u sistem,
• Voda se može pumpati u rezervoare zavrijeme niske potrošnje ili korištenjemfotonaponskih panela,
• Inteligento upravljanje potrošačima.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
36/613
" Society is liv ing b eyond its m eans. We are abou t to disposs ess the earth
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
37/613
of capital assets in the space of a few l i fet imes thro ugh patterns of
exploi tat ion. These patterns are devastat ing th e natural enviro nment
upo n wh ich we depend fo r our lon g- term su rv ival ."
Architects for Social Responsibility
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
38/613
• Priroda se mijenja u interakciji sakorištenjem saobraćajne infrastrukture,nuklearnom energijom, eksploatacija uglja,šuma, razaranje okoliša; i opet, ljudskepotrebe nisu zadovoljene.
• Kako čovjek interakuje sa ZEMLJOM?Kako više prihvatljive veze sa ZEMLJOM
se mogu razviti?
MichelangelovDavid
Lista indikatora koji ukazuju koliko smo daleko od dobre
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
39/613
Lista indikatora koji ukazuju koliko smo daleko od dobre
veze sa ZEMLJOM • Tropske šume se smanjuju za 11 miliona hektares godišnje; 31 milion
hektara šume u industrijskim zemljama je oštećeno,
• 26 milijardi tona zemljišta se gubi na godinu.
• Svake godine formira se novih 6 milion hektara nove pustinje.
• Hiljade jezera su biološki mrtva; hiljade jezera već umire.
• Nestaju podzemni rezervoari vode u dijelovima Afrike, Kine, Indije, i S. Amerike,
• Nestaju biljke i životinje; 1/5 svih vrsta može nestati tijekom sljedećih 40godina.
• 50 pesticida kontaminira vodotoke i podzemne vode,
• Porast srednje temperature između 1.5C i 4.5C do 2050.
• Nivo mora raste između 1.4 metra i 2.2 metra do 2100.
• Porast rupe u ozonskom omotaču preko Antarktike.
W t ti th E th if it b i i
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
40/613
We are treating the Earth as if it were a business in
liquidation - World Bank Economist Herman Daly KONCEPT ODRŽIVOSTI
• Poslednjih 20 godina kao pokret,
• Koncept koji prepoznaje ljudsku civilizaciju kao integralni dioprirodnog svijeta, te da priroda mora biti očuvana ako ljudskazajednica želi da preživi,
• Dizajn održivosti artikulira ovu ideju kroz razvoj koji podvlačiočuvanje energetskih resursa i ohrabruje primjenu ovih principa usvakodnevnom životu,
• Potpora održivom razvoju temelji se na bioregionalizmu,
• Sustainable design, sustainable development, design with nature,environmentally sensitive design, holistic resource management -regardless of what it's called, "sustainability," the capability ofnatural and cultural systems being continued over time, is key.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
41/613
Neophodni principi održivosti
• Inzistirati na pravima čovjeka i prirode, te koegzistenciji različitosti,
• Prepoznati međuovisnost,
• Respektirati veze između duhovnog i materijalnog,
• Prihvatiti odgovornost,
• Kreirati sigurne sisteme dugoročne vrijednosti,
• Eliminirati koncept otpada: optimizirati ciklus životnog vijeka produkata iprocesa,
• Raditi na temelju prirodnih energetskih tokova,
• Razumjeti ograničenja projekata: tretirati prirodu kao model i mentora, ne da je kontroliramo,
• Stalno tražiti poboljšanja razmjenom znanja: otvorena komunikacija: etičkaodgovornost: uspostaviti vezu između prirodnih procesa i ljudske aktivnosti.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
42/613
Neophodni principi održivosti
• Tretirati okolišnu i socijalnu održivost u središtu prakse iprofesionalne odgovornosti,
• Razvijati i stalno poboljšavati praksu, procedure,
produkte, usluge i standarde održivog koncepta,
• Edukacija,
• Mijenjati politike, regulacije, standarde u upravljanju iposlovanju, tako da održivi dizajn postane potpunopotpomognuta standardna praksa.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
43/613
Svaka tona papira traži 12 do 24 drveta, zavisno od tipa
papira.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
44/613
Potrošnja energije
• Računari – troše oko 2% električneenergije
• 85 W, sa isključenim monitorom,
• 40 sati rada umjesto 168, uštedi se preko50 KM (samo za 1 računalo),
• Na Michigan UN postoji preko 30.000
računala,• $1.8 million / godini utrošak struje samo odračunala
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
45/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
46/613
Upravljanje energetskim sistemima=upravljanjeenergijom=održivost civilizacije
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
47/613
Pedal Powered Cell Phones
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
48/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
49/613
Pedal Powered Boat
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
50/613
Pedal Powered Washer
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
51/613
Pedal Powered Water Pump
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
52/613
Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD)
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
53/613
America
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
54/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
55/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
56/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
57/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
58/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
59/613
Reconnection of two UCTE synchronous zones as a historic milestone in thehistory of the European power system
The size of the two UCTE (Union for Coordination and Transport of Electricity (1))synchronous zones, the character of their interface and the scope of work madethe reconnection process one of the largest and most complex projects andchallenges in the history of UCTE.Since 2002, all TSOs of the region were co-operating closely within the UCTEexecutive team for reconnection. A detailed multilateral resynchronisation programhad been prepared by the team and approved by its members (TSOs from bothsides of the interface between two UCTE zones and other involved TSOs in theregion).
Significant infrastructure reconstruction works were needed in Croatia
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
60/613
Significant infrastructure reconstruction works were needed in Croatiaand Bosnia-Herzegovina, as a solid basis for carrying out the complex
resynchronisation procedure.
On 10 October 2004 at 9:34 a.m. the electricity system which is todaysynchronously operated by TSOs of the ENTSO-E Regional GroupContinental Europe performed a historic achievement by overcoming,
after 13 years the disconnection of the power system of the South Eastof Europe, from the rest of Continental Europe.
After a successful test phase from 10 October to 1 November 2004,market transactions became possible across the resynchronisation
interface between Hungary and Romania, Hungary and Serbia, Croatiaand Serbia/Montenegro, Croatia and Bosnia-Herzegovina, West Ukraine
and Romania.
Several major goals were achieved through this project. Thereconnection:
- integrated physically regional electricity markets in South-East Europeinto the EU internal electricity market.
- was a basis for improving reliability conditions within the whole UCTEzone.
Upravljanje potrošnjom energije
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
61/613
Upravljanje potrošnjom energije
• Sagorijevanje goriva,
• Termodinamika, prvi zakon termodinamike kaže da seenergija niti može proizvesti niti može uništiti. U ciljuanaliziranja efikasnosti rada nekog uređaja, npr. kotlaili parne peći, može se zamisliti imaginarna granica
između ulaza energenta (energije) i izlaza energenta(energije), samo u nekom drugom vidu.
• Ukoliko ukupna energija koja je ušla u uređaj nije
jednaka energiji koja je izašla iz uređaja, znači danegdje u uređaju dolazi do gubitka energije.
• Identificiranjem mjesta i veličine gubitaka, mogu sepreduzeti odgovarajuće akcije, kako bi veličine ulazne i
izlazne energije bile što bliže jedna drugoj.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
62/613
TOPLOTA IZ GORIVA
TOPLOTA KROZ ZIDOVE PEĆI
TOPLOTA OD TIJESTA IPOKRETNE TRAKE
TOPLOTA ZRAKA,PEČENOG KRUHA IPOKRETNE TRAKEPEĆ
Prijenos topline
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
63/613
primjer
• Analiza prijenosa toplote nam kazuje koliko toplotegubimo kroz zidove ili krov, ili oklop peći. Ova analizapočinje od jednadžbe:
Q = (K x A x t) / d
gdje su: • Q - Prijenos toplote (W/m), • K - Toplotna provodnost (W/ m2 0C), • A - Površina zida (m2),
• t - Temperaturna razlika (0
C), • d - debljina zida (m).
Neka su prilike toplotnog prijenosa kao na slici:
Primjer mogućnosti smanjenja energetskihgubitaka
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
64/613
5 0C (Vanjskatemperatura)
22 0C (Unutarnjatemperatura)
10 m
10 m
10 cmdebljinazida
gubitaka
Da nađemo toplotni prenos Q kroz zid(W/m), za dati materijal zida iztermodinamičke tabele nalazimotoplotnu provodnost K. Recimo, za zid
od cigle K je 5 (W/m2/0C). Površinazida je 100 m2. Temperaturna razlika je17 0C, a debljina zida je 0,1 m. Natemelju ovih ulaznih podataka ikoristeći jedn., toplotni prijenos krozzid je 85 (kW/m), odnosno 23,6(J/m/h).
primjer
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
65/613
primjer
• Pitanje: je da li trebamo dodati izolaciju?Da nađemo odgovor na to pitanje, prvotrebamo izračunati sačuvanu energiju krozdodavanje različitih slojeva izolacije i
konvertirati to u novčanu vrijednostušteđenog goriva.
• Komparirajući ušteđeni novac naspram
uloženih troškova proizilazi naš odgovor na postavljeno pitanje da li postavljatidodatnu izolaciju.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
66/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
67/613
L – dužina cijevi (m); r 2 – vanjski polumjer toplinski izolirane cijevi (m);
r 1 – vanjski polumjer neizolirane cijevi (m)
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
68/613
t us – prosječna temperatura medija u cijevi u razdoblju pogona (0C),
t vs – prosječna temperatura okolnog zraka cijevi u razdoblju pogona (0
C)
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
69/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
70/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
71/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
72/613
primjer
Ak ij k j d ti d t š k ij
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
73/613
- Promjena prakse u arhitekturi igrađevinarstvu,
- Mjere racionalizacije grijanja, hlađenja iodržavanja vlažnosti zraka,
- Mjere racionalizacije rasvjete,
- Mjere racionalizacije u sistemuelektromotornih pogona
Akcije koje se mogu preduzeti da se utrošak energijesmanji:
Osobine dobrog projektiranja zgrada
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
74/613
• Orijentirati zgradu prema odgovarajućim stranamasvijeta
I-Z SI-JZ S-J
Prosječni dnevnidobitak toplote odSunčevog zračenjakroz prozore zgrade
(Wh/m2)
Strana svijeta
23
22
20
21
24
Prosječna
godišnja uštedauglja (kg/m2 prozora)
410
470
JI-SZ
• Ulaz zgrade orijentirati suprotno od smjera
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
75/613
• Ulaz zgrade orijentirati suprotno od smjerapuhanja vjetra, čime se smanjuje
infiltracija zraka u unutarnji prostor zgrade,
• Sjevernu stranu zgrade obojiti tamnom
bojom, radi veće apsorpcije sunčevazračenja, a istočnu i zapadnu stranu obojitisvjetlijom bojom, čime se štitimo odprekomjernog zagrijavanja prostora zavrijeme ljetnih mjeseci,
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
76/613
• Graditi masivnije vanjske zidove ukontinentalnim područjima, jer su toplotnoinertniji, npr. vanjski zid prenosi toplinu od8 do 12 sati,
• Postavljati toplinsku izolaciju sa vanjskestrane zida,
• Koeficijenti prijenosa topline trebaju bitiizmeđu 0,3 do 0,4 W/m2K – dati tabelu.
KOEFICIJENT
PRIJENOSA
TOPLOTE
4 3 3 1 0,8 0,60 0,50 0,30 0,30
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
77/613
TOPLOTE
K (W/M2K)
Temperatura
unutrašnje
površine vanjskog
zida ili prozora
(0C)
10 12 14 16 17 18 18 12 18
Temperatura
vanjskog zraka
(0C) -20 -20 -10 -10 -10 0 -10 -20 -20
Ugodnost ledeno hladno ne
ugodno manje
ugodno ugodno
ugodno vrlougodno vrlo
hladno ugodno
Temperatura
unutrašnje
površine vanjskog
zida ili prozora
(0C) 20 24 22 20 20 23 20 20 20
Temperatrura
vanjskog zraka 20 30 30 20 30 30 40 30 40
Ugodnost ugodno ne
ugodno ugodno ugodno ugod
no ne
ugodno ugodno ugodno ugodno
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
78/613
• Odabrati minimalnu veličinu prozora sasjeverne, istočne i zapadne strane kojima
se osigurava dovoljno prirodnog svjetla, asa južne strane postaviti veće prozore,kako bi se osigurala veća iskoristljivostsunčeva zračenja u zimskim mjesecima,
• Prema potrebi koristiti reflektirajuće staklokoje smanjuje transmisiju sunčeva
zračenja do 80% u ljetnim mjesecima, aanulirati reflektirajući efekt u zimskimmjesecima (ugrađivati i roletne)
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
79/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
80/613
• Raspored drveća oko objekata,
• Predvidjeti energetski efikasnije grijanje – podno ili stropno.
Ekonomska toplotna izolacija
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
81/613
Ekonomska toplotna izolacijazgrade
• Ekonomska toplotna izolacija vanjskogzida, krova i poda zgrade određuje setemeljem minimalnih ukupnih prosječnih
godišnjih troškova, koje čine: - Inv troškovi i troškovi održavanja sistemagrijanja zgrade,
- Troškovi energije za grijanje zgrade,- Inv troškovi materijala i ugradnje toplotne
izolacije zgrade.
• Inv troškovi sistema grijanja iskazuju sepomoću toplotne snage sistema grijanja i
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
82/613
pomoću toplotne snage sistema grijanja itroškova po jedinici toplotne snage. Toplotna
snaga sistema grijanja mora nadoknaditigubitak toplote kroz vanjski zid (krov, pod)zgrade:
)W(1
0000 vu
ivu t t R R At t k AQ
A0 – ukupna površina vanjskog zida (krov, pod) zgrade (m2); Ri – toplotni otporizolacije (m2K/W); R0 – toplotni otpor ostalog dijela zida (krova, poda) (m2K/W); tu – projektirana temperatuta zraka u zgradi (0C); tv – projektirana temperatura
vanjskog zraka (0C); k – koeficijent prijenosa toplote (W/m2K)
Inv Tr opreme i montaže sistema grijanja su:
)(1
0
00 euroC t t
R R
AC evui
Ce – Inv Tr instaliraneenergetske jedinice
(euro/W)
Da bi se Inv Tr sistema grijanja pretvorili uj č diš j t šk d blj
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
83/613
prosječne godišnje troškove za razdobljeamortizacije, potrebno je Inv Tr pomnožiti s
faktorom amortizacije Pa:
vuae
i
aevu
i
a
t t P C AU
je gdje
euro R R
U P C t t
R R AC
0
00
00
:
)(1
Potrebna godišnja količina energije za grijanje zgrade je:
vsus
i
vsus
i
s
t t M D
je gdje
Wh R R
D At t R R
A M Q
:
)(1241240
0
0
0
M – broj dana grijanja godišnje
• Ako se potrebna godišnja količina energije zaij j d dij li ij ij d šć
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
84/613
grijanje zgrade podijeli sa ogrijevnom vrijednošćugoriva i stupnjem djelovanja opreme za grijanje i
pomnoži sa jediničnom cijenom goriva, dobiva segodišnji trošak energije grijanja:
)(euroC H
QC g
d
s s
Pogonski troškovi i troškovi održavanja sistema grijanja zavise oveličini opreme i uređaja, pa se često u praksi računaju kao postotak
( p) od godišnjih troškova grijanja zgrade.
Ukupni godišnji troškovi energije, pogona i održavanja sistemagrijanja su:
)(1 euro pC H
QC g
d
s sp
Uz očekivani godišnji porast cijene energije zarazdoblje amortizacije prosječni godišnji troškovi
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
85/613
razdoblje amortizacije, prosječni godišnji troškovienergije, pogona i održavanja dobiju se kada se
ukupni godišnji troškovi pomnože s faktorom porastacijene energije za razdoblje amortizacije Pe:
)(1
124
00
0 euro
R R
N
R R
p P C
H
D AC
ii
e g
d
spa
gdje je:
p P C H D A
N e g d
124 0
A sada, investicija u toplotnu izolaciju ?!
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
86/613
• Inv Tr toplotne izolacije ovise o vrsti i debljiniizolacijskog materijala i troškovima ugradnje,
• Troškovi toplotne izolacije proporcionalni su površinivanjskog zida, krova i poda zgrade na koji se toplotnaizolacija ugrađuje, cijeni materijala i njegove ugradnje,
te toplotnog otpora izolacije:
)(0 euro RC AC imi
C – troškovi materijala i ugradnje toplotne izolacije
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
87/613
C m troškovi materijala i ugradnje toplotne izolacijepo jedinici površine i jedinici toplotnog otpora((euro/m2)/(m2K / W))
Da bi se Inv Tr toplotne izolacije pretvorili u prosječne godišnjetroškove za razdoblje amortizacije, potrebno je Inv Tr
pomnožiti s faktorom amortizacije Pa:
am
iaimia
P C AS
jetom pri
euro RS P RC AC
0
0 )(
• Ukupni prosječni godišnji troškovi sistema grijanja,energije pogona održavanja i toplotne izolacije za
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
88/613
energije, pogona, održavanja i toplotne izolacije zarazdoblje amortizacije su:
)(
)(
00
euro RS R R
N
R R
U C
euroC C C C
i
ii
ua
ia spaoaua
Ekonomska toplotna izolacija zgrade koja odgovara minimalnim ukupnimprosječnim godišnjim troškovima dobiva se derivacijom ukupnihprosječnih godišnjih troškova po toplotnom otporu izolacije Ri:
0)()( 2020
S R R
N
R R
U
dR
dC
iii
ua
Sređivanjem jedn. i zamjenom veličina dobije se izraz za određivanjeekonomskog koeficijenta prijenosa toplote i ekonomske debljine
toplotne izolacije vanjskog zida, krova i poda zgrade.
Ekonomski koeficijent prijenosa toplote:
15,0
S
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
89/613
)m(
:izolacijetoplinskedebljinaekonomska
)K W/m(1
0
5,0
2
0
R N U
S d
N U
S
R Rk
i
e
Ekonomski koeficijenti prijenosa toplote vanjskogzida, krova i poda zgrade koji odgovaraju našim
klimatskim uvjetima, dati su u sljedećoj tabeli:
ekonomska debljina toplotne izolacije
EKONOMSKI KOEFICIJENTI PROLAZA TOPLOTE PO KLIMATSKIM
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
90/613
Ekonomski koeficijentiprolaza toplote po
klimatskim zonama
Prijenos toplote konvekcijom možemo računati pomoću Newtonovazakona hlađenja:
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
91/613
zakona hlađenja: qc =hc x (Tp –Tf )
gdje je Tp temperatura čvrste plohe uz koju struji fluid, Tf temperaturafluida dalje od granične plohe, dok je h
c
koeficijent konvekcije koji se
izražava u Wm-2 K-1 i za jednostavnije slučajeve može se izračunatipomoću semiempiričkih relacija koje je moguće naći u literaturi koja
detaljnije opisuje prijenos toplote.
Taj koeficijent ovisi o nizu parametara, kao npr. razlici temperature,
geometrijskoj konfiguraciji, obliku i položaju plohe, brzini i načinustrujanja fluida, (laminarno ili turbulentno), vrsti fluida, njegovimosobinama, termičkoj vodljivosti fluida itd.
Red veličine tih koeficijenata za neke slučajeve:Za prijenos toplote konvekcijom od zida, prozora, krova i sl. u okolnu
atmosferu koeficijent konvekcije je oko 6 Wm-2 K-1 kada nema vjetra, iraste s brzinom vjetra, te je npr. 20 Wm-2K-1 za brzinu vjetra oko 15
km/h.Za slobodnu konvekciju oko vertikalne ploče u zraku ( npr. između
prozora i zraka u sobi) hc je oko 4 Wm-2 K-1, za toplu vodu oko grijača
1000 Wm-2 K-1, itd.
αu – koeficijent prijenosatoplote između dijelovaobjekta i zraka unutar
EKONOMSKI KOEFICIJENTI PROLAZA TOPLOTE PO KLIMATSKIM
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
92/613
objekta i zraka unutarobjekta,αv – koeficijent prijenosatoplote između dijelova
objekta i zraka van objekta.
Zona I – južna BiH Zona II – središnja BiH Zona III – sjeverna BiH
Ekonomskikoeficijenti prolaza
toplote poklimatskim zonama
PRIKAZ OVISNOSTI UKUPNIH PROSJEČNIH GODIŠNJIH TROŠKOVA SISTEMAGRIJANJA O STUPNJU TOPLOTNE IZOLACIJE ZGRADE DAT JE NA SLJEDEĆOJ SLICI
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
93/613
( K M / g o d . )
prosječni godišnji troškovi toplotne izolacije
porast toplotnog otpora
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
94/613
Energija grijanje i hlađenje
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
95/613
Energija, grijanje i hlađenje
• Sistemi klimatizacije:- jednokanalni,
- sistemi sa kanalima toplog i hladnog
zraka,- sistemi sa promjenljivom količinom zraka, - sistemi sa ventilatorskim konvektorima,
- sistemi sa toplotnim pumpama,- sistemi sa indukcijskim aparatima.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
96/613
Kanalski ventilatorskikonvektor
Zidni ventilatorskikonvektor
Kasetniventilatorskikonvertor
Zidni
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
97/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
98/613
Kasetniventilatorskikonvertor
Zidni ventilatorski konvektor
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
99/613
Kanalski vodeni ventilatorski konvektor
Indukcijski klimatizacijski
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
100/613
uređaji
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
101/613
DIZALICE TOPLOTEsu uređaji koji rade na termodinamičkom načelu dizalice toplote, dovode energiju s nižetemperaturne razine na višu uz dodatnu energiju (rad) pomoću kružnog procesa
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
102/613
temperaturne razine na višu uz dodatnu energiju (rad) pomoću kružnog procesaprikladnog radnog medija te mogu poslužiti kao izvori toplotnog i rashladnog učinka usistemima grijanja, odnosno hlađenja i klimatizacije.
Za svoj rad zahtijevaju pogonsku energiju koja je funkcija temperaturnih razina toplotnihspremnika:
toplotnog izvora - prostora ili medija niže temperaturne razine kojemu se uzima toplota,najčešće neposredna okolina: okolni zrak, tlo, površinske ili podzemne vode,onečišćeni zrak iz prostorija, otpadna toplina itd. toplotnog ponora - prostora ili medija više temperaturne razine kojemu se predajetoplota, npr. prostorija, ogrijevni medij sistema grijanja, potrošna topla voda itd.
Toplotne pumpe (crpke) mogu se koristiti kao osnovni ili dodatni izvor toplote usistemima grijanja stanova, obiteljskih kuća, stambenih ili poslovnih zgrada pa i manjihnaselja (sljedeća tabela).
Osnovna zamisao njihove primjene temelji se na iskorištavanju dijela toplote izneposredne okoline čime se zamjenjuje jedan dio potrošnje pogonske energije(električne ili dobivene izgaranjem plina).
Dizalica toplote s funkcijom odvlaživanja
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
103/613
Toplotni učinak Mediji koji se
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
104/613
Toplotni učinak kW Primjena
Mediji koji se
najčešće koristekao toplotni
izvori
1Priprema PTV i dodatni
sistemi grijanjaporodičnih kuća
Onečišćeni zrak izprostorija, okolni zrak
10Osnovni sistemi
grijanja i pripreme PTVporodičnih kuća
Okolni zrak, onečišćenizrak iz prostorija,
podzemne vode, tlo,
površinske vode
100Sistemi grijanja
stambenih zgrada,industrija
Onečišćeni zrak izprostorija, podzemnevode, tlo, površinskevode, morska voda
1000Toplotni sistemi manjih
naselja, industrijaOkolni zrak, površinske
vode, morska voda,
otpadne vode
10000Toplotni sistemi većih
naselja, industrijaMorska voda,
onečišćeni zrak izindustrije, otpadne
vode
V1ZAGAĐENIZRAK IZPROSTORIJ
Jednokanalni sistem klimatizacije
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
105/613
- ventil
V2 GZ OZ H F2 PZ FZ
GV
KO
RT KON
KOM IS
V3
PROSTORIJE
VANJSKIZRAK
ZRAK IZPROSTORIJE
KLIMATIZIRANIPROSTOR
Sistem za
hlađenje
Sistem za
grijanje
e
- pumpa
- ventil
V1ZAGAĐENIZRAK IZPROSTORIJE
KLIMATIZIRANISastavni elementi ovakvog sistema
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
106/613
V2 GZ OZ H F2 PZ FZ
GV
KO
RT KON
KOM IS
V3
VANJSKIZRAK
ZRAK IZPROSTORIJ
E
PROSTOR
Sistem za
hlađenje
Sistem
za
grijanje
e
- pumpa za klimatizaciju su:V - ventilatori, GZ - grijač zraka, OZ -ovlaživač zraka, HZ - hladnjak zraka,
F - filter, PZ - predgrijač zraka, IS -isparivač, KOM - kompresor, KON -kondenzator, KO - kotao, GV - grijačvode, RT - rashladni toranj, -pumpa,
Princip rada ovakvog sistema zaklimatizaciju zasniva se na tri temeljnafizičko-hemijska procesa: grijanja,hlađenja i povećanja ili smanjenjavlažnosti zraka. Koji od procesa jepotreban, u skladu sa time su ufunkciji i odgovarajući elementisistema.
Zakon sličnosti
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
107/613
Snaga ventilatora u funkciji volumena izmijenjenog zraka:
3/2
0
0
V
V P P
Ako se količina izmjene zraka smanji za 5%, tj. V=0,95V0, tada sesnaga ventilatora smanji za 14,26%.
0
3
0
3
0
2
0
1 ;;; M M V V P P nn
Indeks 0 označava početnu veličinu (referenciju).
Opće mjere u cilju redukcije potroška energije za grijanje,
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
108/613
hlađenje i održavanje vlažnosti zraka
• Klimatizaciju raditi samo za one objektekoji imaju urađenu odgovarajuću toplotnuizolaciju; redovno čistiti filtere,
• Racionalno koristiti radne i boravišneprostore,• Temperaturu regulirati putem protoka pare
ili vruće vode sa ventilima ili termostatima,
• Imati na umu standardne temperaturezraka - tablica
NAMJENA PROSTORIJE STANDARDNA TEMPERATURA ZRAKA(0C)
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
109/613
Holovi, javni WC, velike kuhinje, sportske
dvorane, tvorničke hale, izložbeni prostori,
arhive, skladišta, vjerski objekti
15
Spavaće sobe, obiteljske kuhinje, obiteljski ibolnički WC, prostorije za sastanke ikonferencije, prodavnice, biblioteke,
garderobe, restorani, gimnastičke dvorane,industrijski pogoni u skladu sa tehnološkim
zahtjevima
18
Dnevni boravak, kancelarije, sudnice, učionice,kabineti, prostori za tuširanje, vrtići,
bolesničke sobe, laboratoriji
20
kupatila 22
Bazeni za plivanje, operacijske sobe, prostori za
novorođenčad 24
Standardne temperature grijanih prostorija
• Smanjiti inflitraciju zraka (odvojiti stubišni prostor
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
110/613
od komunikacijskog dijela), (uštede i do 25%),
• Koristiti roletne i zastore (uštede do 35%),
• Koristiti toplotnu izolaciju,
• Bojanje zgrade (uštede do 5%),
• 1 gram popušene cigarete oslobađa 1 dm3 dima – zamjena zraka - tabela
NAMJENA PROSTORIJE KOLIČINA VANJSKOG ZRAKA(M 3 /H I PO OSOBI )
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
111/613
prostorije za stanovanje -
kancelarije, bolničke i hotelske sobe,ordinacije, učionice, džamije, crkve,
robne kuće
10
garderobe 12
prostorije za sastanke, kina, pozorišta 15
prostorije za pušače 18
Potrebne količine zraka za zamjenu u skladu sa namjenom prostorije
• Sisteme ventilacije isključiti kada u objektu
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
112/613
• Sisteme ventilacije isključiti kada u objektunema ljudi, a regulacijske otvore
ventilatora zatvoriti nakon isključenjaventilatora – broj ventilatora uskladiti sastvarnim potrebama,
• Za predzagrijavanje zraka koristiti otpadnutoplinu,
• Održavati maksimalne preporučljiverelativne vlažnosti zraka - tabela
NAMJENA PROSTORIJE MAKSIMALNA RELATIVNA
VLAŽNOST (%)
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
113/613
hodnici i čekaonice 60
robne kuće, prodavnice, restorani,hotelske sobe, ordinacije, kancelarije
55
kina, pozorišta 50
Preporučljive relativne vlažnosti zraka
• Sistem za odvođenje zraka treba da oduzima
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
114/613
• Sistem za odvođenje zraka treba da oduzima10% manje zraka nego što se dovodi vanjskog
zraka – time se stvara nadpritisak u prostoriji uodnosu na vanjski dio objekta, čime se smanjujeinfiltracija zraka,
• Uređaje koji zrače toplotu treba smjestiti uz zidna sjevernoj strani ili istočnoj strani, kako bi sebrže odvodila oslobođena toplota,
• Rasvjeta zrači toplinu – voditi računa o tome.
Energija Sunca
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
115/613
Energija Sunca
1-Solarni kolektori (CPK7210N CVSKC-10)
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
116/613
7210N, CVSKC-10)
2-Solarni bojler Steb saregulacijom
3-Solarna pumpna
4-Ekspanzijska posudasolarnog kruga
5-Solarni odzračni lončićsa zapornim ventilom
6-Termički troputnimiješajući ventil za PTV
7-Kotao
Toplotni solarni sistembez dodatnog grijača vode
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
117/613
Sistem s prisilnom cirkulacijom
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
118/613
Sistem s prirodnom cirkulacijom
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
119/613
Solarna peć
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
120/613
Koncentrirajući kolektori sa selektivnim apsorberimakoriste se za dobivanje pare koja se zatim koristi za
pokretanje parnih turbina za proizvodnju električneenergije. Postoje solarne elektrane kod kojih se putemheliostata vrši koncentriranje na parabolično ogledalo,a odatle na fokusnu površinu. Sa postignutim omjeromkoncentriranja od 3000 u fokusu ogledala postiže setemperatura od 3000 °C, i razvija snaga od 1 MW.Koncentrirajući kolektori pokazali su se kao postrojenjapogodna u metalurgiji za proizvodnju metala vrlo
velikog kvaliteta i čistoće. U klasičnoj metalurgiji koristese elektrode za dovod električne energije, pa senjihovim korištenjem dovode nečistoće koje utiču nasastav proizvedenog metala. Ta¬kav slučaj nije kodprimjene Sunčevih peći (rade bez elektroda), pa se unjima mogu proizvoditi vrlo čisti hemijski spojevi,monokristali i poluvodiči.
Solarna elektrana
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
121/613
Solarna elektranaToplotna vodljivost / W/mK:
141
Temperatura taljenja / °C:97.72
Temperatura vrenja / °C:
883
Toplota taljenja / kJ/ mol:2.64
Toplota isparavanja /
kJ/mol:99.2
Toplota atomiziranja / kJmol: 107.566
Sistemi za hlađenje
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
122/613
Sistemi za hlađenje
• Svaki od sistema hlađenja ima sljedećefunkcionalne elemente:- Hladnjak zraka ili vode,
- Pumpa za ohlađenu vodu, - Isparivač, - Sigurnosni ventil,
- Kompresor,
- Kondenzator,- Rashladnji toranj (za veće rashladne sisteme)
Chlorofluorocarbon (CFC) i je organski kompaund koji sadrži ugljik(carbon), hlor (chlorine) i fluor (f luorine), proizvedeni kao isparljividerivati metana i etana. Zajednička podgrupa suhydrochlorofluorocarbons (HCFCs), koji još sadrže i vodik. Oni se još nazivaju i Freon (trgovačko ime od strane proizvođačaDuPont). Najčešći predstavnik je dichlorodifluoromethane (R-12 ili
Freon-12, R-12, CFC-12
Tačka ključanja −29.8 0CCCl2F2
Freon-11, R-11, CFC-11Tačka ključanja 23 0C
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
123/613
Primjer rashladnog sistema
Poslije kondenzatora, već smješa pare i tekućine, rashladna tvarodlazi u ekspanzijski ventil, gdje joj se dalje snižava pritisak.
Zatim, rashladna tvar odlazi u isparivač, u kojem putemizmjenjivača toplote, oduzima toplotu rashladnoj vodi i isparava.Tako ohlađena voda (5-8) 0C odlazi u hladnjak zraka ili vode ukojem ohlađena voda uzima toplotu od medija koji se hladi, asama zbog tog medija zagrijana (do 12 0C) pomoću pumpe odlaziu isparivač. U isparivaču toplotu te rashladne vode uzimarashladna tvar (freon), koja zbog toga ključa i prelazi u plinovitostanje. U takvom stanju odlazi u kompresor, zatim u kondenzator i
rashladni proces se ponavlja.
KON
) j p j (Freon-12). Koriste se prema Montreal Protocol jer doprinosestvaranju ozonskih rupa.
Tačka ključanja 23 0CCCl3F
Krugfreona
Krugvode
RAZDVOJEN
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
124/613
SISTEM
HLAĐENJA OZONSKA RUPA
• 20% utjecaja emisije stakleničkih plinova usljed rada
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
125/613
20% utjecaja emisije stakleničkih plinova usljed radarashladnih uređaja, tj. usljed direktne emisije radnih
tvari (CFC, HCFC i HFC) u okoliš.
• Preostalih 80% iz sektora hlađenja je usljedindirektne emisije CO2 pri proizvodnji električneenergije koja se koristi za pogon rashladnih uređaja isistema, ali i direktnog korištenja fosilnih goriva uauto-klima uređajima i rashladnom transportu.
• 15% električne energije u zemljama u razvoju se trošina rashladne sisteme i klimatizaciju.
• Za svaki °C nižu temperaturu podešenu na termostatuklimatizacijskog uređaja troši se 3 5% više energije
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
126/613
klimatizacijskog uređaja troši se 3 - 5% više energije.
• Termostat treba postaviti na najvišu vrijednost kojapruža ugodu, na primjer 25°C.
• Zbog zdravstvenih razloga, razlika vanjske i unutarnjetemperatura ne bi smjela biti veća od 7°C.
TVARI KOJE OŠTEĆUJU OZONSKI SLOJ
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
127/613
Ugradnja sistema s radnim tvarima CFC (R11, R12) zabranjena od
1999. godine
- Treba zabraniti Uvoz CFC-a!!!
- Radne tvari CFC moraju se povući iz uređaja do 2010 godine.
R12
R22 protokol
R502
R134a, R600a
R407C, NH
R404a3
Montrealski
R410A
- Zabraniti ugradnju sistema s radnim
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
128/613
tvarima HCFC (R22)
- Uvoz HCFC-a dozvoliti samo za
servisiranje postojećih uređaja do
određenog datuma
- Dozvoljena upotreba ekološki
prihvatljivih radnih tvari koje ne
sadže klor - HFC (R134a, R404a,
R410a, R407c)
2010. u EU
Zemje u razvoju
Postupanje sukladno KODUDOBRE PRAKSE PRI RADU S
TVARIMA KOJE OŠTEĆUJUOZONSKI OMOTAČ
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
129/613
- Servis mogu obavljati samo ovlašteniserviseri koji imaju dozvolu
Ministarstva zaštite okoliša,
prostornog uređenja i graditeljstva i
koji su upisani u Registar
- Obavezno je prikupljanje radnih tvari
prilikom servisiranja i zbrinjavanje u
određenom centru
OZONSKI OMOTAČ
Mjere efikasnog rada rashladnihsistema
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
130/613
sistema
• Držati potrebnu količinu freona u sistemuza hlađenje (spriječiti curenje),
• Održavati površine cijevi isparivača ikondenzatora; one trebaju biti bez naslagai sa unutarnje i sa vanjske strane – time se
ostvaruje bolji prijenos toplote sa jednogfluida na drugi,
DECENTRALIZIRANI SISTEMI HLAĐENJA
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
131/613
Mjere efikasnog rada rashladnihsistema
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
132/613
sistema
• Filtere zraka i lopatice ventilatora redovnočistiti,
• Što je moguće više povećati temperatururashladne vode u krugu vode; time sepovećava temperatura isparavanja, tj.temperatura plinovitog freona – (povećava
se za 3% efikasnost sa povećanjem T uisparivaču za 1 K).
Uticaj povećanja temperature rashladne vode na faktor hlađenja zarazličite vrste kompresora
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
133/613
• Sniziti temperaturu kondenzacije prekoniže temperature rashladne vode ili kroz
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
134/613
niže temperature rashladne vode ili krozdodavanje različitih hemijskih aditivafreonu koji bi omogućili nižu temperaturunjihovog prelaska iz plinovitog u tečnostanje,
• Sa nižom temperaturom kondenzacije za10 0C povečava se faktor hlađenja za28%; time se povećava toplotni kapacitet
freona – više za sebe veže toplote.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
135/613
• Rashladni uređaji, kao što su zamrzivači,rashladne komore i pultevi trebaju bitiodržavani na temperaturi koja omogućava
spremanje namirnica prema uputiproizvođača; npr. održavanje temperatureza 10 0C niže od potrebne traži dvostrukoviše energije.
Sistem kogeneracije za dobivanje toplog i hladnog medija
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
136/613
Preuzetatoplina izrashladnogtornja
Efikasan rad kotlovnice• Nepotpuno sagorijevanje goriva (svaki molekul
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
137/613
Nepotpuno sagorijevanje goriva (svaki molekulfosilnog goriva nije se sjedinio sa molekulom
kisika),
• Gubitak toplote sa dimnim plinovima i zbogneodgovarajuće konstrukcije kotlovnice,
• Bolje sagorijevanje sa boljim omjerom goriva ikisika; to znači da gorivu treba dovesti tačnukoličinu kisika – nedovoljno kisika neomogućava potpuno sagorijevanje, a suvišekisika smanjuje prijenos toplote na izmjenjivačtoplote i povećava temperaturu dimnih plinova,
• Količina zraka potrebna za potpunosagorijevanje 1 kg čvrstog ili 1 l tečnog goriva ili1 m3 plinskog goriva, pod uvjetom da savkiseonik u zraku reagira sa gorivom naziva se
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
138/613
kiseonik u zraku reagira sa gorivom, naziva seteoretski potrebna količina zraka – Vt (m3/kg ilim3/m3),
• U praktičnim uvjetima ova teoretska količinazraka ne uspijeva potpuno sagoriti gorivo, jer
nije moguće ostvariti idealno miješanje goriva sazrakom; zbog toga u ložište kotla je potrebnodovesti veću količinu zraka od teoretskipotrebne,
• To je stvarna količina zraka potrebna za potpunosagorijevanje Vs- omjer stvarne i teoretskekoličine zraka naziva se koeficijentom viškazraka: KVZ=Vs/Vt
• Kada je KVZ veći od 1, u produktimasagorijevanja osim CO2, SO2, H20 i N2, pojavljuje
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
139/613
se i višak kiseonika O2,
• Temeljem stehiometrijskih reakcija sagorijevanjapojedinih elemenata goriva (ugljik, sumpor,vodik, itd.), moguće je odrediti potrebnu količinukisika za potpuno sagorijevanje svakogelementa pojedinačno,
• Tako, za sagorijevanj 1 kg ugljika potrebno je2,67 kg kisika, pri čemu se proizvodi 3,67 kgCO2
• Uzimajući u obzir specifičnu gustoću kisikad 1 428 k / 3 t b i ki ik
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
140/613
od 1,428 kg/m3, potrebna zapremina kisika
za sagorijevanje 1 kg ugljika je 1,866 m3,
• Iste analize provode se za ostale elemente
goriva i spojeve - tabela
SAGORIJEVANJE TEORETSKA
POTROŠNJA KISIKA(M3 )
KOLIČINA PRODUKATASAGORIJEVANJA
(M3 )
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
141/613
1 kg C 1,866 1,866 CO2
1 kg H 5,56 11,12 H2O
1 kg S 0,70 0,70 SO2
1 m3 CO 0,50 1,0 CO2
1 m3 H2 0,50 1,0 H
2O
1 m3 H2S 0,50 1,0 SO2
1m3 CH4 2,0 1,0 CO2
Potrebna zapreminska količina kisika za sagorijevanje pojedinih elemenata
goriva
• Zbog nepotpunog sagorijevanja pojavljuju
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
142/613
g p p g g j j p j j jse: CO, H2, CH4 i teški ugljovodonici,
• Indikatorom u dimnjaku moguće jedetektovati produkte nepotpunog
sagorijevanja, i onda sukladno tomedjelovati sa potrebnim injektiranjem kisika
Drugi vidovi gubitka energije kodkotlova
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
143/613
kotlova
• Sa izlazim plinovima,• Mehanički gubici (gubici do 10% ukupnih
gubitaka),
• Vanjsko hlađenje kotla (0,5% potrošnjegoriva za veće kotlove, do 3% za manjekotlove),
• Gubital topline sa šljakom (1 do 2%potrošnje goriva),
• Sa iznošenjem nesagorjelih čestica.
• Mjere za smanjenje gubitaka:- Plamenike redovno čistiti i koninuirano
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
144/613
podešavati, kako bi se održao potreban
omjer goriva i zraka,
- Njihovo podešavanje sukladno sastavu
izlaznih dimnih plinova,
- Kod kotlova sa lož uljem CO2 ne veći od
15% u izlaznim duimnim plinovima, kotlovisa prirodnim plinom sadržaj CO2 ne većiod 11,5%; dijagram:
0,90
0,95
150
200
260
310
90
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
145/613
0 1
2
3
4 5
6 7
8
9
10
11
Sadržaj CO2 u dimnim plinovima (%)
5,
8 6 7 8 9 10 11,9
Za prirodni plin
7,
3 8 9 10 11 12 13 14 15
Lož ulje - lako
2 1,8
1,6 1,4
1,
2 1,
0 Koeficijent viška zraka
0,75
0,80
0,85
310
420
Temperatura
dimnih plinova (0C)
0,85 (za plin)
370
0,80 (za plin)
0,75 (za plin)
0,70
(za lož ulje)
(za lož ulje)
(za lož ulje)
Stupanj
djelovanja kotla
Sadržaj O2 u dimnim
plinovima
(%)
Dijagram za određivanje
stupnja djelovanja kotla natemelju određenog brojapodataka (sadržaj CO2, O2,KVZ, temperatura)
• Osigurati predzagrijavanje zraka za izgaranje loživog uljai napojne vode – svako povećanje temperature zraka zaizgaranje loživog ulja za 20 K povećava stupanj
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
146/613
izgaranje loživog ulja za 20 K povećava stupanjdjelovanja kotla za 1%,
• Ugraditi automatsku branu na mjestu sastava ložištakotla i dimnjaka koja se zatvara pola minuta nakonprestanka rada plamenika kako bi se spriječio gubitaktopline kroz dimnjak; također osigurati automatskootvaranje brane pola minuta prije početka radaplamenika kako bi se osiguralo pravovremenocirkuliranje zraka za sagorijevanje goriva,
• Graditi dimnjake od temperaturno otpornih materijala(šamot, čelični lim, betonski elementi sa zračnimkomorama) koje treba dobro izolirati, čime se smanjujetoplotni kapacitet dimnjaka i povećava uzgon zraka.
kogeneracija
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
147/613
Odvodtoplevode
Kondenzat
Sabirnikkondenzata
Izmjenjivačtoplote
Spremnik
tople vode Dovodhladnevode
Nepovratniventil
PTrosmjerni
ventil
Dio sistema za grijanje koji se iskorištava zazagrijavanje potrošne vode
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
148/613
Prikaz kogenerativnog sistema za dobivanje električneenergije i tehnološke pare
Ciljevi kogeneracije
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
149/613
• Minimizirati količinu ulaznih energenata, • Minimizirati troškove rada kotlovskih
postrojenja,
• Minimizirati troškove rada EES.
Ne bacajmo smeće
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
150/613
• Barel nafte sadrži 42 US galona ili 159litara – energija barela nafte je oko 1.600kWh, zavisno od kvaliteta nafte,
• Tona smeća domačinstva u prosjeku jeekvivalentna sa oko 3.000 kWh,
• Dakle, svaka tona smeća koja se odlažena smetljište je kao da se odloži dva
barela nafte u zemlju.
Ne bacajmo smeće • Dakle, jedna obitelj baci app. tri barela nafte svake
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
151/613
, j j ppgodine. Sa cijenom barela, npr. od 90 $/barelu, za BiHsa app. milijun domačinstava, baci se 90 milijuna $ nasmetljište (plus održavanje smetljišta),
• Na smetljištu se 1 tona organskog smeća razlaže na jednake dijelove app. na 200 kg CO2 i 200 kg metana,
• Metan ima potencijal globalnog zagrijavanja 21 do 50puta veći od CO2,
• Dakle, emitirani plinovi staklenika sa smetljišta su
ekvivalentni 4,4 tone CO2 po toni smeća, a pri tomenismo dobili ni Joule korisne energije (sa metanom od 21puta većim potencijalom od CO2)
Ne bacajmo smeće U cilju proizvodnje toplotne i električne energije
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
152/613
U cilju proizvodnje toplotne i električne energije,moguće je koristiti:
• Industrijski organski otpad, kao što su gume,nereciklirajuća plastika i papir, piljevina, otpadno
drvo, nekompostirajući otpad vrtova i parkova,smeće klaonica, medicinski otpad, itd.
• Lausanne (Switzerland) izgradila je postrojenje
za istovremenu proizvodnju toplote i struje (80MW pare i 20 MW struje) – efikasnostpostrojenja oko 50% - Tridel power station.
Spalionica smeća Spittelau
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
153/613
Spalionica smeća Spittelau nalazi se uz Dunavski kanal koji protječesamim središtem grada. Za atraktivan izgled spalionice zaslužan
je arhitekt Friedensreich Hundertwasser .
Hundertwasser je stvorio bajkovitu građevinu višebojne fasade, s terasastimi š lj i k i bič i š i i
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
154/613
vrtovima, pošumljenim krovovima, neobičnim šarenim prozorima, adominantan je tamnoplavi dimnjak s osvijetljenom zlatnom kupolom.
Spittelau godišnje spali 250.000 tona otpada, a ujedno je i toplana.
Svakog dana, jedinstvena "Spittelau" toplana, koja grije 190.000bečkih domacinstava i 4.200 javnih zgrada, guta 250 kamiona smeca!
I pored toga što je smještena u centru metropole, zagađenja gotovo nema.Korist je jasna - grad osigurava uglavnom grijanje, rješavajuci se na tisućetona smeća.
P t bi št ij (I i d t ij k
Novi energetski režimi konvergiraju sa novimkomunikacijskim režimima
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
155/613
Kada ove tehnologije izkonvergiraju društvo serestruktuira u cjelini na nove načine.
• Parna turbina - štamparije (I industrijska
revolucija),• Industrija nafte, mašine sa unutarnjim
sagorijevanjem - telegraf, telefon, radio,
TV, kalkulatori (II industrijska revolucija),• Decentarlizirane forme energetskog
korištenja, RES – internet, globalne
komunikacije (III industrijska revolucija)
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
156/613
Utemeljena:
- Rezerve fosilnih energetskih resursa
- Novim tehnologijama (obnovljivienergetski resursi, FACT, UPFC, IGCC...)
- Novi modeli organiziranja
Planovi u EU
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
157/613
• Do 2030 godine treba zamijeniti u svijetuoko 300 GW elektrana,
• EU planira graditi 167 GW:
- Plin 40%,- Vjetar 30%,
- Ugalj 24%
• 200 miliona eura košta IGCC: 40 MWeplus 100 MWth
Za prva tri mjeseca 2010. ostvaren je izvoz eletkrične energije u iznosi od 2000 GWh. Najveći izvoz su ostvarili trgovci koji su energiju kupili od domaćih elektroprivrednih
kompanija.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
158/613
Analiza pokazatelja za I-IX2009. godine
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
159/613
2009. godine
• Prvu polovinu 2009. godine obilježio je povećan dotok vode uakumulacijima i na riječnim slivovima što je rezultiralo rastomproizvodnje električne energije iz hidro elektrana. Značajnuproizvodnju su ostvarile prije svega HE Višegrad, Rama, PećMlini, Jablanica koje su plan proizvodnje prebacile od 20-50%.Termo elektrane su uglavnom prebacile planiranu proizvodnju ali
ne tako značajno kao u slučaju hidro elektrana. Još uvijek suprisutni poznati problemi u radu TE Gacko i donekle u TE Kakanj.U prvih devet mjeseci u BiH je proizvedeno blizu 11 TWh.
• Na drugom kraju bilansa, potrošnja je zabilježila pad i to prijesvega u kategoriji velikih industrijskih kupaca 110 i 35 kV. Dok su
domaćinstva i potrošnja na 0.4 kV naponu prate planske veličinepa čak bilježe i porast. Potrošnja u BiH za period I- IX iznosila je8.5 TWh.
• Višak električne energije stvoren povećanom proizvodnjom izhidroelektrana uglavnom je plasiran na međunarodnom tržištu i to
u iznosu oko 2 5 TWh
Bilans za prvih IX mjeseci 2009. godine (GWh)
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
160/613
Na slici je prikazana potrosnja i proizvodnjaelektricne energije u BiH za prvih devet mjeseci.Može se primjetiti da je potrosnja konstantna dokproizvodnja značajno pada. Ovo je dokaz zavisnostiBiH proizvodnje od hidrologije i dovoljno govori otome da nije opravdano govoriti o velikim izvoznimmogućnostim BiH.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
161/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
162/613
Povijest energijeU početku je bilo samo Sunce Sunce je prvi energetski izvor Ono je
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
163/613
U početku je bilo samo Sunce. Sunce je prvi energetski izvor. Ono jeomogućilo svjetlo i toplotu za prve ljude na Zemlji.
Za vrijeme dnevnog svjetla, prvi ljudi su tražili hranu. Kada je pao mraksklanjali su se u svoja skloništa. Kada Sunce zađe svijet je postajaomračan i hladan.
Mjesec i zvijezde davale su samo svjetlo.
Ljudi su se skupljali zajedno kako bi se zagrijali. Jednom je munja zapalilavatru.
Ona je izazivala strah kod prvih ljudi. Ali, uskoro, oni su vidjeli da sesjedeći kraj vatre mogu zagrijati, a noću zahvaljujući vatri mogu boljevidjeti.
Povijest energije
• Nitko ne zna kada se to dogodilo Netko je
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
164/613
• Nitko ne zna kada se to dogodilo. Netko je
zapaljeno drvo pogođeno munjom donio usklonište, gdje su vidjeli da dodavanjemdrveta tu vatru mogu održavati.
• Vatra postaje centralno mjesto njihovogživota. Sada se lovci vr aćaju u skloništegde gori vatra, a koju održavaju djeca i
stari ljudi.• Vatra je prvi energetski izvor koji su moglikontrolirati.
Povijest energijePoslije, ljudi su naučili kako da sami zapale vatru. Trljali su komadekremena o čvrstu podlogu da načine iskrice.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
165/613
p g
Jednom im je meso palo u vatru, pa su osjetili da je meso ukusnije.Tako je počelo pečenje i kuhanje hrane.
Vatru su koristili za taljenje metalnih ruda, za hvatanje životinja.
Vatra je prvi energetski izvor koja je mogla učiniti mnoge stvari zanjih. Učinila im je život lakšim i ljepšim.
Sve do prije 5.000 godina, Sunce, vatra i drvo su bili jedini izvorienergije koji su pomogli čovjeku da opstane na Zemlji.
Povijest energije• Prije otprilike 5.000 godina ljudi su počeli koristiti druge izvore
ij
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
166/613
energije.
• Počeli su koristiti vjetar za pogon svojih brodica. Vjetar je bio prviizvor energije koji se koristio za transport.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
167/613
I već danas i sutra
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
168/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
169/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
170/613
Demand response (DR) has proven to be a critical resource for grid operators and utilities. It hasgone from being used in small, emergency programs to being a dominant new resource in existingcapacity markets.
There are several factors spurring the growth of DR, including an increased demand for electricityand the need to improve energy efficiency In addition new technologies such as smart meters are
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
171/613
and the need to improve energy efficiency. In addition, new technologies such as smart meters areopening up a new world of DR opportunities.
The most recent capacity auction in PJM used DR to meet 9.4% of the RTO‘s capacity needs for2014/2015. Once FERC‘s Order 745 is in place, this resource should significantly increase inenergy markets as well. Even its strongest critics agree that demand response plays an importantrole in balancing supply and demand in today‘s organized markets.
But how high can it go? A FERC report from two years ago found that DR could meet up to 20% ofpeak demand in the US. On the one hand, some generators and others in markets where DR hasexperienced significant growth have concerns about market saturation. But DR aggregators arguethat even PJM is far from saturated and the aggregators plan to continue growing their businessbeyond traditional demand response by applying their practices to energy efficiency.
What are the investment opportunities available in DR? Can money still be made from those
investments? How much DR can the grid rely on while still being reliable?
Zašto tržište - generalno
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
172/613
• MONOPOL, U SVIM SVOJIMFORMAMA, JE OPOREZIVANJEMARLJIVIH, U KORISTINDOLENTNIH, AKO NIJE I SAMO
PLJAČKANJE
• (John Stuart Mill - Principi političke ekonomije, 1848)
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
173/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
174/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
175/613
Povijest energije
• Prije 2.500 godina ljudi su počeli koristiti
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
176/613
j g j p
vodenice i vjetrenjače za mljevenje žita.Poslije, ove jednostavne mašine su sekoristile za pumpanje vode iz bunara i zapilane.
• Stari Egipćani skupljali su naftu koja je
plivala po izoliranim jezerima. Oni susagorijevali naftu za osvjetljenje unutarnjihi javnih površina.
Povijest energijeAmerički Indijanci sagorijevali su ugalj kako bipekli glineno posuđe
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
177/613
pekli glineno posuđe.
Stari Kinezi koristili su prirodni plin za zagrijavanje
morske vode kako bi dobili sol. Oni su mogli
evakuirati plin iz plitkih plinskih ležišta.
U isto vrijeme, ljudi širom svijeta počeli su koristitienergiju unutar zemlje – geotermalnu energiju. Moglisu evakuirati vodu iz vrućih vodenih izvora u svojekuće za zagrijavanje svojih boravišnih prostora.
Povijest energije• Ljudi su naučili kako da koriste mnoge različite energetske izvore.
Sve do 150 godina prije, glavni energetski izvori bili su Sunce i
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
178/613
g p j , g g
drvo.
• U nekim dijelovima Svijeta, ta dva energetska izvora su najvažnija idanas kao korisni oblici energije.
• Međutim, kako je rasla ljudska populacija, potrebe za energijom subile i danas jesu sve veće i veće. Ljudi trebaju energiju za svojsvakodnevni život: pripremiti hranu, držati higijenu, za transportsebe i proizvedenih roba, za industrijsku proizvodnju, itd. Razvojčovjeka i civilizacije nemoguć je bez odgovarajućih oblika energije.
• Tako, prva plinska bušotina je napravljena 1821. godine u SAD.Otvaraju se mnogu ugljenokopi, grade se pruge za transport ugljado potrošačkih centara. Ugalj se koristi za zagrijavanje, za pogonvlakova i brodova i za proizvodnju električne energije. U isto vrijeme
otkriva se nafta
Povijest energije
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
179/613
• Prva naftna bušotina u SAD napravljena je1859. godine. Nafta se koristila za proizvodnjupetroleja koji se koristio za rasvjetu.
• Poslije, 1892. godine gradi se i prvi automobilpogonjen benzinom, dobivenim u rafinerijama
nafte. Nafta se koristila još u antičkim
vremenima. Porast važnosti nafte određen jeotkrićem mašine sa unutarnjim sagorijevanjem ikomercijalnog zračnog prometa.
Povijest energije
• Još prije 4000 godina, koristio se asfalt u konstrukciji zidova i
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
180/613
Još prije 4000 godina, koristio se asfalt u konstrukciji zidova ikula u babilonu, pronađeni na obalama rijeke Issus, jedne odpritoka rijeke Euphrates.
• Drevni persijski zapisi upućuju na korištenje nafte u medicini i urasvjeti. Ignacy Lukasiewicz je 1850. godine otkrio proces destilacijepetroleja iz nafte, što je postalo jeftinija alternativa ulju kita, koje setada koristilo za rasvjetu. Tako je potražnja za petrolejom u to dobabila izrazito visoka.
• Prva komercijalna naftna bušotina je napravljena u Poljskoj,
1853. godine. Izvlačenje nafte iz Zemlje razvilo se u mnogimzemljama, ruskoj imperiji, u Azerbaijan-u, te u Sjevernoj Americi,koja 1900. godine postaje najveći naftaš u svijetu.
Povijest energije
• Od 1960. godine ulogu najvećeg proizvođača nafte
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
181/613
g g j g p
preuzimaju Saudijska Arabija i zemlje Bliskog istoka, azatim i Rusija.
• Oko 80% svjetskih iskoristivih rezervi nafte locirano
je na Srednjem istoku, sa 62,5% u pet arapskihzemalja: Saudi Arabia, UAE, Iraq, Qatar i Kuwait.
• Veliki dio ukupnih svjetskih rezervi nafte nalazi se u
bitumenu u Kanadi i uljnim škriljcima u Venezuela-i.
Povijest energije• Energija igra temeljnu ulogu u oblikovanju uvjeta života čovjeka.
Energija je neophodna za preživljavanje čovječanstva tako da nije
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
182/613
Energija je neophodna za preživljavanje čovječanstva, tako da nije
iznenađujuće da su proizvodnja i potrošnja energije jedne odnajvažnijih aktivnosti u ljudskom životu.
• Može se reći da je energija ključ za napredak civilizacije i da jeevolucija ljudskog društva ovisna o konverziji energije za potrebe
čovjeka.
• Najveći broj ljudi, najveći dio čovječanstva drži do činjenice da jestandard života i kvalitet civilizacije proporcionalan kvantitetuenergije koju jedno društvo koristi. Ova činjenica može se
aproksimirati sljedećom jednadžbom: energija = progres =civilizacija.
Povijest energije
• Široko prihvaćeno vjerovanje da su energija i civilizacija međusobno
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
183/613
Š o o p aće o je o a je da su e e g ja c ac ja eđusob oisprepleteni ima svoje uporište u povijesti.
• Kroz povijest, ljudi su se koncentrirali na prirodna skladišta iprirodne tokove energije. Desetine tisuća godina ljudi su bilioslonjeni samo na hemijsku (kaloričnu) energiju dobivenu iz hrane,koja je proizvodila (i danas proizvodi) mehaničku (kinetičku) energijuradnih mišića.
• Ali, zahvaljujući svome mozgu (umu), ljudi su uspjeli prevazići fizičkelimite snage vlastitih mišića korištenjem alata i upregnavanjem
energija van svojih vlastitih tijela.
Povijest energije• Najraniji „energetski alati“ su bili oni koji su korišteni za lov životinja,
uzgajanje jestivih biljaka, hvatanje riba i ptica, i procesiranje i transporth
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
184/613
hrane.
• Kreirane obitelji, socijalne grupe, političke i ekonomske institucije prekotisuće godina fokusirale su se primarno na izvlačenje, procesiranje,razmjenu i marketing hrane, te fosilnih i organskih energetskih izvora (drvo,treset, ugalj) korištenih za zagrijavanje, kuhanje, osvjetljenje i taljenjemetalnih ruda.
• Ogroman broj ljudskih kultura je traganje za osnovnim energetskimresursima transformirao u najširi opseg ljudskih aktivnosti – rituale, festivale,tabue, mitove, ples, igre, religiju, jezik, umjetnost i ratovanje.
• Svaka od ovih aktivnosti objedinila je ljudske kulturne vrijednosti u njihovimnajfundamentalnijim formama. Potpuno jednostavno, ljudska postojanostdominirana je vrlo starom potrebom za energijom.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
185/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
186/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
187/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
188/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
189/613
Opcije skladištenja CO2
Hrvatska godišnja kvota, premaKyoto protokolu, emisije CO2 je35 miliona tona.
U 2300 metara duboku bušotinu će
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
190/613
se skladištiti oko 100.000 tona CO2.
Fuzioni reaktor
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
191/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
192/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
193/613
• Solarni kolektor
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
194/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
195/613
Praksa je pokazala da:solarni kolektor po 1 m2 uštedi godišnje 750 kWh energije
solarni sistem u ljetnom periodu zadovoljava potrebe tople vode 90-
100%
solarni sistem u prelaznom periodu zadovoljava potrebe tople vode50-70%
solarni sistem u zimskom periodu zadovoljava potrebe tople vode 10-
25 %.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
196/613
Fotonaponski moduli
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
197/613
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
198/613
A Jedan ili više solarnih modula.
B Regulator punjenja akumulatora: sprječava prepunjavanje i dubokopražnjenje baterije.
C Baterijski sistem.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
199/613
C Baterijski sistem.
D Pretvarač: napon 12V DC iz baterija pretvara u 220V, 50Hz. E Tipični potrošači na 12 V DC.
F Tipični potrošači na 220 V, 50 Hz.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
200/613
Ekonomičnost proizvodnje električne energije spomoću solarnih ćelija
• Ukupni investicijski troškovi sistema solarnih ćelijajednaki su umnošku prosječne godišnje radne
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
201/613
jednaki su umnošku prosječne godišnje radnesnage soalrnih ćelija i ukupnih investicijskihtroškova sistema iskazanih po jedinici prosječneradne snage sistema solarnih ćelija:
C 1=QeC i (eura)• Da bi se investicioni troškovi sistema solarnih
ćelija pretvorili u prosječne godišnje troškove zarazdoblje amortizacije sistema, potrebno je
investicione troškove pomnožiti s faktoromamortizacije P a, pa slijedi: C 1a=QeC i P a(1+p) (eura)
• Troškovi održavanja sistema solarnih ćelija uzeti su kaopostotak (p) od prosječnih godišnjih troškova sistema,
• Prosječni godišnji prihod ostavren prodajom električneenergije izračunat za razdoblje amortizacije uzimajući u
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
202/613
energije izračunat za razdoblje amortizacije, uzimajući u
obzir i porast cijene električne energije za razdobljeamortizacije Pe jednak je:
C da=QeC etP e (eura),
• Ako se izjednače prosječni godišnji troškovi i prosječnigodišnji prihod, dobije se formula za izračunavanjetroškova proizvodnje električne energije:
)/()1( Wheura p P P
t C C
e
aiep
• Ako su poznati ukupni investicijski troškovi sistema solarnih ćelija iprosječna godišnja proizvodnja električne energije, tada je mogućeizračunati troškove proizvodnje električne energije s pomoćusljedećeg:
)/()1(1 Wheura pP
P
E
C C aep
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
203/613
P E ee
gdje su:Ee – godišnja proizvodnja el. energije sistema solarnih ćelija (Wh), Qe – prosječna snaga kojom sistem solarnih ćelija radi tokom godine (W), Ci – ukupni investicijski troškovi sistema solarnih ćelija iskazani po jedinici prosječnesnage kojom sistem radi u toku godine (eura/W),
C1 – ukupni investicijski Tr sistema solarnih ćelija (eura), C1a – prosječni godišnji investicijski troškovi sistema (eura), Cda – prosječni godišnji prihod ostvaren prodajom el. energije (eura), Ce – prodajna cijena el. energije (eura/Wh),Cep – troškovi proizvodnje el. Energije soalrnih ćelija (eura/Wh), t – broj sati rada sistema solarnih ćelija (sati), Pa – faktor amortizacijePe- faktor porasta cijene električne energije za razdoblje amortizacije, p – faktor koji uzima u obzir troškove održavanja sistema solarnih ćelija iskazan kao
decimalni broj.
Dijagram Aichi projekta mikromreže
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
204/613
MCFC – molten carbonate fuel cell; SOFC – solid oxid fuel cell; PAFC – phosphoricacid fuel cell
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
205/613
Pregled Hachinohe projekta
LBC – loop balance
controller
SVC – static VArcompensator,
SVR – step voltagel t
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
206/613
Struktuta test mreže u Akagi test center of the Central Research Institute of theElectric Power Industry (CRIEPI)
regulator
LBC možeupravljati tokovimasnage između dvadistribucijska vodapomoću back-to-
back konvertorom
Dva LBC preko dclinka omogućavajuspoj dva izvorarazličitih napona,
frekvencija i faznihuglova.
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
207/613
System configuration for the Boston Bar IPP and BC Hydro planned islanding site.(independent power producer – IPP)
The customers in Boston Bar town, part of the BC Hydro rural areas, which is suppliedby three 25-kV medium-voltage distribution feeders, had been exposed to poweroutages of 12 to 20 hrs two or three times per year.
BiH
• Visok energetski intenzitet BiH ima potrošnju energije
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
208/613
• Visok energetski intenzitet. BiH ima potrošnju energijeenergetski intenzitet od 0,86 tona ekvivalentne nafte na1000$ GDP-a, u poređenju sa svjetskim prosjekom od0,32 i prosjekom EU 25 od 0,18. Slične indikatore imaju iostale zemlje SEE.
• Tehnološki zastarjele termo-elektrane u visokomstepenu zagađuju zrak i vode. Emisija CO2 po jedinicibruto nacionalnog dohotka u BiH je više nego dvostrukoveća od svjetskog prosjeka (premda je emisija CO2 po
stanovniku, radi male potrošnje energije, manja odemisije u razvijenim zemljama).
Energija i rasvjeta
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
209/613
• Dva osnovna koraka za efikasnokorištenje energije kod sistema rasvjete:
- Smanjiti osvjetljenost prostorija,
- Koristiti energetski efikasne sijalice,- Koristiti selektivnu rasvjetu (ušteda do
50%)
• Spektar boja svjetlosti od Sunca
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.compressed
210/613
Elektromagnetno zračenje možemo predočiti kao roj čestica koje se nazivajufotoni. Svaki foton nosi određenu količinu energije. Cjelokupni rasponzračenja koje nastaje u kosmosu naziva se elektromagnetni spektar.
Vrste elektromagnetnog zračenja:
Gama zračenje (γ-zrake)Rendgensko zračenje (X-zrake)Ultraljubičasto zračenjevidljivo zračenje (svjetlost)
Infracrveno zračenjeMikrovalno zračenjeradiovalovi
Spektar elektromagnetnog zračenja
-
8/18/2019 Upravljanje Energetskim Sistemima Za Pds.comp