Laboratorium Przemysłowe Niskoemisyjnych i Odnawialnych Źródeł Energii
Główne cele badawcze Laboratorium
- Badania i pomiary:
– parametrów mechanicznych i elektrycznych modułów fotowoltaicznych w warunkach laboratoryjnych albo u klienta;
– bilans mocy w węzłach mikrosieci elektroenergetycznych;
– parametrów stacji ładowania baterii;
– funkcjonalności pojazdów elektrycznych dla zdefiniowanych potrzeb;
– oporu opływu modeli w tunelu aerodynamicznym; - dobór urządzeń zasilanych odnawialnymi źródłami energii i ich parametrów dla określonych profili zapotrzebowania na energię;
- opracowanie scenariuszy pracy mikrosieci elektroenergetycznej dla zadanych oczekiwań;
- analiza funkcjonowania mikrosieci elektroenergetycznej z wykorzystaniem bliźniaków cyfrowych;
- ocena efektu ekologicznego planowanej lub zbudowanej mikrosieci elektroenergetycznej;
- zarządzanie jakością pracy zakładów przemysłowych i spółdzielni energetycznych pod kątem efektywności i niezawodności energetycznej.
Zespół Laboratorium
- dr hab. inż. Artur Bartosik, prof. PŚk, kierownik
- dr hab. Inż. Sławomir Karyś, prof. PŚk
- dr hab. inż. Marek Pawełczyk, prof. PŚk
- dr hab. inż. Maria Krechowicz, prof. PŚk
- dr inż. Damian Krzesimowski
- mgr inż. Artur Pawelec
- mgr inż. Aleksandra Pyk
- mgr inż. Dominik Zbróg
Zakres prac badawczo-rozwojowych
Modelowanie i zarządzanie mikrosiecią elektroenergetyczną zasilaną niskoemisyjnymi i odnawialnymi źródłami energii
- modelowanie bilansu mocy elektrycznej w węzłach elektroenergetycznych zawierających zdefiniowane źródła, zasobniki i odbiory wraz z elementami prognozowania produkcji energii z OZE;
- zarządzanie podażą i popytem energii elektrycznej w ramach mikrosieci elektroenergetycznej w odniesieniu do giełdowego rynku cen energii na giełdowym rynku energii elektrycznej;
- zastosowanie uczenia maszynowego do prognozowania zysku oraz ilości energii wyprodukowanej przez farmy fotowoltaiczne i wiatrowe;
- bilansowanie lokalne mocy czynnej i biernej w mikrosieci elektroenergetycznej, w skład której wchodzi stacjonarny lub mobilny magazyn energii;
- monitorowanie rozpływów energii w mikrosieci z elementami bilansowania mocy z wykorzystaniem cyfrowego bliźniaka;
- symulacja zarządzania produkcją energii z OZE;
- prognozowanie produkcji i konsumpcji energii na podstawie krótkoterminowych prognoz meteorologicznych z systemów naziemnych i satelitarnych;
- analiza eksploatacyjna funkcjonowania mikrosieci elektroenergetycznej;
- prognozowanie parametrów i ceny usługi ładowania baterii w pojazdach elektrycznych.
Badania modułów fotowoltaicznych w warunkach laboratoryjnych lub rzeczywistych
Badanie na terenie kampusu lub u klienta
- badania modułów fotowoltaicznych w celu wyznaczenia charakterystyk prądowo-napięciowych w tym z użyciem symulatorów widma słonecznego;
- weryfikacja stanu pracy modułów fotowoltaicznych przy wykorzystaniu termowizji i elektroluminescencji;
- detekcja defektów modułów zainstalowanych u klienta przy użyciu bezzałogowego statku powietrznego.
Pojazdy elektryczne
- badanie mające na celu wyznaczenie charakterystyki zapotrzebowania na energię elektryczną w warunkach rzeczywistych, tj. u klienta (uczelnia dysponuje pojazdem elektrycznym dostawczym oraz osobowym);
- ocena efektu ekologicznego zastosowania pojazdu elektrycznego u klienta;
- opracowanie wytycznych do wdrożenia elektro mobilności u klienta.
Badania w tunelu aerodynamicznym
- maksymalne wymiary badanego obiektu (0,1 x 0,1 x 0,1) m;
- pomiar sił wzdłużnych i poprzecznych działających na obiekt;
- wyznaczanie profilu prędkości i ciśnienia wokół obiektu;
- pomiar współczynnika oporu aerodynamicznego;
- wyznaczenie krytycznego kąta natarcia i siły nośnej;
Wyposażenie i aparatura laboratorium
Mikrosieć elektroenergetyczna
- kampusowa dyspozytornia mikrosieci elektroenergetycznej dyspozytornia do monitorowania i zarządzania procesem produkcji, dystrybucji i magazynowania energii pozyskiwanej z odnawialnych i niskoemisyjnych źródeł;
- serwerownia do akwizycji danych pomiarowych produkcji, przepływu i magazynowania energii;
- infrastruktura scalająca odbiory energii w czterech budynkach dydaktycznych, bibliotece oraz dwóch serwerowniach Politechniki Świętokrzyskiej;
- źródła niestabilne w postaci instalacji fotowoltaicznej o mocy 0,5 MW umiejscowionej na karportach oraz 20 kW umiejscowione na dachu budynku Centrum Naukowo-Wdrożeniowego CENWIS;
- źródła niestabilne w postaci turbin wiatrowych z osią pionową o łącznej mocy 24 kW zainstalowanych na budynkach uczelni;
- źródło stabilne w postaci generatora prądu zasilanego gazem ziemnym o mocy 100kW;
- stacjonarny magazyn energii w technologii litowo-jonowej, o mocy 500 kW i pojemności energii 400 kWh oraz mobilne magazyny energii – trzy pojazdy elektryczne;
- punkty ładowania pojazdów elektrycznych typu Plug-in: DC 50kW (2 szt.) AC 22KW (10 szt.);
- oprogramowanie PVSol do projektowania instalacji fotowoltaicznych;
- oprogramowanie ETAP do projektowania mikrosieci elektroenergetycznych.
Mobilne Laboratorium do pomiaru i badań modułów fotowoltaicznych
Laboratorium mobilne Led Sun Simulator 4.0 ma możliwość pomiaru parametrów elektrycznych oraz wykonywania badań termowizyjnych i elektroluminescencyjnych modułów PV w warunkach polowych i laboratoryjnych. Laboratorium mobilne Led Sun Simulator 4.0 umożliwia wykonanie badań zgodnie z certyfikacją TUV IEC 60904-9, klasy A+A+A+. W skład mobilnego laboratorium wchodzą:
- symulator słońca z pełnym spektrum LED Flasher dla modułów mono- lub multi-krystalicznych, również typu PERC i cienkowarstwowych z zakresem natężenia promieniowania od 200 do 1200 W/m2;
- elektroluminescencja;
Dzięki infrastrukturze zainstalowanej na dachu budynku istnieje możliwość badania parametrów modułów w warunkach rzeczywistych oraz wykonanie badań porównawczych, a także analizowanie wydajności modułów PV w dowolnej szerokości geograficznej.
Dron DJI MATRICE 200 V2
Do detekcji defektów z powietrza z wykorzystaniem kamery termowizyjnej ZENMUSE XT 2 (FLIR):
- system TimeSync – zwiększona precyzja geotagowania;
- kamera FPV;
- kamera termowizyjna z sensorem termowizyjnym o rozdzielczości 640×512 i częstotliwości odświeżania 30 Hz;
- zoom cyfrowy: 640×512: 1x, 2x, 4x, 8x;
- rozmiar piksela: 17 μm;
- zakres wykrywanych temperatur (wysokie gainy): 640×512: -25°C do 135°C;
- zakres wykrywanych temperatur (niskie gainy): od -40° do 550°C;
- format Foto: JPEG, TIFF, R-JPEG;
- format video: 8 bit: MOV, MP4; 14 bit: TIFF Sequence;
Tunel aerodynamiczny:
- wymiary sekcji pomiarowej: szer., wys., dług.: (0,3 x 0,3 x 0,42) m;
- możliwość uzyskiwania prędkości przepływu w tunelu w zakresie: (3,2–28) m/s,
- możliwość regulacji kąta natarcia: 0-150o;
- dokładność pomiaru siły nośnej: mniejsza lub równa +/- 4N;
- przeźroczysta i zamknięta sekcja pomiarowa;
- silnik wentylatora z regulowaną prędkością obrotową;
- stabilizacja linii strumienia powietrza;
- elektroniczny czujnik do pomiaru dwóch składowych siły przepływu;
- miernik chropowatości powierzchni;
- dostępne obiekty badawcze: kula, półkula, dysk, pierścień, kwadrat, cylinder, paraboloida, obiekt opływowy, obiekt wklęsły, obiekt żebrowany;
- możliwość zaprojektowania i wykonania dowolnego obiektu badawczego 3D wytworzonego z tworzyw sztucznych, ceramiki lub stopów metali.
Oferta współpracy z przemysłem
- Usługi badawczo-rozwojowe świadczone dla przemysłu mogą być wykonywane w formie pojedynczej lub w postaci pakietowej.
- Oferowana usługa naszego Laboratorium kierowana jest do podmiotów, które już eksploatują, bądź planują uruchomienie rozbudowanych struktur elektroenergetycznych.
- Usługi związane z badaniami modułów PV skierowane są do inwestorów, instalatorów, profesjonalnych sprzedawców komponentów instalacji fotowoltaicznych oraz użytkowników modułów PV.
- Usługi związane z badaniami aerodynamicznymi obiektów oferowane są do tych podmiotów, które projektują lub produkują elementy lub urządzenia poddawane naporowi aerodynamicznemu.
- Prace badawczo-wdrożeniowe realizowane są przez zespół Katedry Inżynierii Produkcji Wydziału Zarządzania i Modelowania Komputerowego i Katedry Energetyki, Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych. W skład zespołu wchodzą naukowcy i eksperci, autorzy opinii eksperckich i opracowań naukowych wykonywanych na zlecenie podmiotów gospodarczych, współautorzy patentów oraz autorzy materiałów i opracowań naukowych.
Kontakt
Politechnika Świętokrzyska
Wydział Zarządzania i Modelowania Komputerowego
Katedra Inżynierii Produkcji,
Laboratorium Przemysłowe Niskoemisyjnych i Odnawialnych Źródeł Energii
al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7
25-314 Kielce
Laboratorium powstało w wyniku realizacji projektu CENWIS – Centrum Naukowo–Wdrożeniowe Inteligentnych Specjalizacji Regionu Świętokrzyskiego, Umowa nr RPSW.01.01.00-26-0001/17-00, współfinansowanego z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Świętokrzyskiego na lata 2014÷2020. Oś Priorytetowa 1: Innowacje i Nauka, Działanie 1.1. Wsparcie Infrastruktury B+R
Sekretariat
+48 41 34 24 282
skwzimk@tu.kielce.pl
Artur Bartosik
+48 783 230 613
artur.bartosik@tu.kielce.pl
Artur Pawelec
+48 602 275 382
apawelec@tu.kielce.pl
Dominik Zbróg
+48 783 230 245
dzbrog@tu.kielce.pl
