Tytuł:

Analiza strategii sterowania w słonecznych systemach grzewczych w aspekcie ich efektywności energetycznej : rozprawa doktorska

Tytuł odmienny:

Analysis of control strategies in solar heating systems in terms of their energy efficiency

Twórca:

Znaczko, Paweł Piotr

Współtwórca:

Chamier-Gliszczyński, Norbert [Promotor] ; Kamiński, Kazimierz [Promotor] ; Karkula, Marek [Recenzja] ; Nikończuk, Piotr [Recenzja] ; Sąsiadek, Michał [Recenzja]

Temat:

energetyka słoneczna ; fotowoltaika ; ogrzewanie ; sterownik adaptacyjny ; efektywność energetyczna ; metody sterowania ; inżynieria i technika

Opis:

Niniejsza praca ma charakter interdyscyplinarny. Dotyczy zagadnień z pogranicza dziedzin takich jak energetyka, informatyka techniczna, eksploatacja maszyn oraz automatyka. Przeprowadzona analiza statystyczna wskazała, że w dalszej części prac badawczych skupić należy się na parametrach o największej zmienności, takich jak natężenie promieniowania słonecznego, które mogą wymagać szczególnego uwzględnienia w modelowaniu i kontroli proce-su sterowania w słonecznych systemach grzewczych. Stabilność ciśnienia atmosferycznego i temperatury otoczenia wskazywała na możliwość ich łatwiejszego włączenia do modeli prognostycznych. Z kolei większa zmienność prędkości wiatru i wilgotności wymagała zastosowania zaawansowanych metod predykcyjnych w celu minimalizacji niepewności w przewidywaniach. Kolejnym ważnym elementem pracy było stworzenie matematycznego modelu procesu transportu energii w słonecznych systemach grzewczych. Określono parametry pracy oraz przedstawiono założenia i uproszczenia modelu fizycznego. Przetestowane zostały dwie najpowszechniej wykorzystywane metody sterowania proporcjonalnego i sterowania ON-OFF oraz trzecia zaproponowana modyfikacja pod nazwą IPC. Uzyskane wyniki badań eksperymentalnych i symulacyjnych pozwoliły ponadto na za-projektowanie i zaprogramowanie nowego słonecznego sterownika adaptacyjnego, który po-zwalał na automatyczne wybieranie spośród trzech określonych metody sterowania do aktualnych warunków pogodowych. Ostatnim etapem przedsięwzięcia były badania porównawcze nowego rozwiązania z komercyjnym klasycznym regulatorem. Uzyskano wzrost efektywności o 12,7% na korzyść zaprojektowanego sterownika co pozwoliło stwierdzić, że wykorzystanie sterowania adaptacyjnego przynosi znaczące korzyści w aspekcie poprawy efektywności gromadzenia energii w słonecznych systemach grzewczych oraz potwierdzić hipotezę badawczą. Wyniki te mogą służyć ponadto do dalszego ulepszania samych algorytmów sterowania, poprawiając ogólną efektywność słonecznych systemów grzewczych.

Miejsce wydania:

Koszalin

Wydawca:

[s.n.]

Data:

2024

Typ:

rozprawa doktorska

Język:

pol

Prawa:

Biblioteka Politechniki Koszalińskiej

Prawa dostępu:

internet

Licencja:

Creative Commons BY-NC 4.0