Nauki Techniczne

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi Polskiej Akademii Nauk

Zawartość

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi Polskiej Akademii Nauk | 2018 | Nr 107 |

Abstrakt

Niniejsza publikacja przedstawia ocenę efektywności ekonomicznej hipotetycznej instalacji zgazowania odpadów komunalnych i przemysłowych do produkcji gazu procesowego wykorzystywanego w dalszej kolejności do produkcji energii bądź produktów chemicznych. W pierwszej części pracy przedstawiono przykładowy układ technologiczny energochemicznego przetwarzania mułu węglowego i odpadów komunalnych, bazujący na procesie zgazowania z wykorzystaniem reaktora fluidalnego. Hipotetyczna instalacja składa się z dwóch głównych bloków: przygotowania paliwa oraz zgazowania. W bloku przygotowania paliwa realizowane są operacje przyjęcia surowców, ich magazynowania (składowania), a następnie podjęcia, mielenia, mieszania, suszenia oraz transportu paliwa do bloku zgazowania. W bloku zgazowania realizowane są operacje zgazowania paliwa, produkcji tlenu, chłodzenia i oczyszczania surowego gazu procesowego oraz obróbki popiołu. W dalszej części szczegółowo opisano kluczowe założenia dotyczące prowadzonego procesu zgazowania, a także oszacowano nakłady inwestycyjne oraz koszty operacyjne związane z prowadzeniem procesu. W konsekwencji bazując na metodzie zdyskontowanych przepływów pieniężnych, wyznaczono jednostkowy koszt wytworzenia energii zawartej w gazie syntezowym (cost of energy, COE) oraz dokonano interpretacji wyników. Celem uzyskania akceptowalnej efektywności procesu zgazowania paliw odpadowych do produkcji alternatywnego paliwa, gazu procesowego, konieczne jest uzupełnienie mieszanki miał-muł domieszką RDF. W takim przypadku jednostkowy koszt paliwa mierzony wskaźnikiem zł/GJ jest niższy niż w przypadku węgla kamiennego a porównywalny z węglem brunatnym. Wykorzystanie mułów węglowych do produkcji gazu procesowego w sposób efektywny ekonomicznie jest możliwe jedynie w przypadku zmian w systemie regulacji prawnych umożliwiających pobieranie opłat za utylizacje odpadów przemysłowych – mułów węglowych.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Szacuje się, że ilość zużytych opon samochodowych na terenie Unii Europejskiej w roku 2016 wynosiła 3 515 000 Mg, co niewątpliwie stanowi problem z punktu widzenia inżynierii i ochrony środowiska. Alternatywą do składowania tego odpadu na wysypiskach jest poddanie go procesowi pirolizy. W wyniku rozkładu termicznego uzyskuje się wartościowe pod względem kaloryczności produkty (frakcja olejowa oraz gazowa), a także stałą pozostałość, która ze względu na skład i właściwości może zostać przetworzona na wysokiej jakości sorbent węglowy. W tym celu stosowane są różne metody modyfikacji pirolizatu, zarówno polegające na aktywacji fizycznej, jak i chemicznej. W niniejszym artykule przedstawiono charakterystykę stałej pozostałości po pirolizie opon gumowych przebiegającej w temperaturze około 400°C, która obejmowała analizę składu chemicznego (XRF oraz IR), charakterystykę mineralogiczną (XRD, SEM-EDS) oraz teksturalną. Dodatkowo w celu aktywacji próbkę poddano działaniu azotu w temperaturze 550°C. Analiza mineralogiczna wykazała, że dominującym składnikiem mineralnym jest węgiel. Ponadto zaobserwowano obecność kwarcu, kalcytu i sfalerytu. Analiza składu chemicznego sugeruje, że ze względu na wysoką zawartość węgla (ok. 80% mas.) istnieje możliwość otrzymania sorbentu węglowego z analizowanego odpadu. Jednak dotychczasowe badania, które miały charakter wstępny, nie pozwoliły na otrzymanie materiału stanowiącego substytut węgla aktywnego, ponieważ zastosowana modyfikacja w niewielkim stopniu zwiększyła powierzchnię właściwą BET, która osiągnęła wartość około 85 m2/g. Na podstawie analizy rozkładu i wielkość porów badanych 2 próbek stwierdzono, że jest on homogeniczny/ modalny o charakterze mikro-/mezoporowatym, zaś kształt pętli histerezy sugeruje na obecność porów typu „butelkowego”. Ze względu na stosunkowo wysoką zawartość cynku w składzie odpadu (ok. 4% mas.) należałoby również rozważyć możliwość odzysku tego pierwiastka.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Celem artykułu jest zaprezentowanie opinii autora na temat potencjalnych możliwości monitorowania stanu gazociągu podmorskiego w relacji złoże B8 (wydobycie surowca) – Władysławowo (odbiór i wykorzystanie gazu) przy wykorzystaniu zasobów Marynarki Wojennej RP. Z uwagi na specyficzne uwarunkowania batymetryczne posadowienia gazociągu pożądane jest posiadanie wydajnych i bezpiecznych dla załóg okrętowych systemów odpowiedzialnych za monitorowanie stanu podmorskich linii przesyłowych. Kluczowymi elementami determinującymi prowadzenie działań poszukiwania obiektów niebezpiecznych w toni wodnej jest skrócenie czasu misji oraz wysokie prawdopodobieństwo wykrycia. Artykuł przedstawia zbiór głównych zagrożeń dla funkcjonowania obiektu ważnego dla niezależności energetycznej państwa (dywersyfikacja dostaw). W tym ujęciu przeanalizowany został przykład wykrycia pojazdu bezzałogowego w pobliżu gazociągu Nord Stream wraz z określeniem negatywnego wpływu dla użytkowników morza i stan bezpieczeństwa. Obserwowany w ostatniej dekadzie dynamiczny rozwój technologii bezzałogowych (powietrznych, nawodnych, podwodnych) kreuje nowe możliwości wykorzystania systemów autonomicznych w działaniach na rzecz bezpieczeństwa i nadzoru środowiska morskiego. Siły przeciwminowe Marynarki Wojennej RP zostały wzmocnione poprzez wprowadzenie do służby nowego typu niszczyciela min (Kormoran II) w ramach programu modernizacyjnego sił morskich. Zaprezentowane w opracowaniu systemy bezzałogowe wyposażone w zaawansowane technologicznie sonary oraz wysokie poziomy autonomiczności tworzą nowe możliwości dla efektywnego wykrywania, klasyfikacji, identyfikacji oraz neutralizacji obiektów niebezpiecznych znajdujących się na dnie morza oraz w toni wodnej. Artykuł wskazuje główne zalety wykorzystania technologii bezzałogowych zapewniających skrócenie czasu działania i zapewnienie bezpieczeństwa załogom. Marynarka Wojenna RP posiada już doświadczenie z bojowego użycia tego typu systemów w działaniach na rzeczywistych obiektach historycznych. Realizacja zadań pozwala na szkolenie operatorów systemów i zebranie niezbędnego doświadczenia. Zwraca także uwagę na podwójny charakter zastosowań systemów autonomicznych zarówno dla działań z zakresu obronności, jak i bezpieczeństwa.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W ostatnich latach poszukiwania nowych, efektywnych rozwiązań wytwarzania energii są skierowane na produkcję energii elektrycznej z wykorzystaniem nośników odnawialnych oraz przyjaznych środowisku. Spowodowało to wzrost zainteresowania ogniwami PV oraz systemami kogeneracyjnymi. W artykule, na tle historii rozwoju kolejnych generacji ogniw PV, zaprezentowano główne czynniki wpływające na ich parametry eksploatacyjne. Scharakteryzowano średnie dzienne promieniowanie słoneczne i prędkości wiatru w Łodzi. Przedmiotem badań była stacjonarna i nadążna instalacja fotowoltaiczna o łącznej mocy szczytowej 15 kWp oraz mikroturbina gazowa o mocy elektrycznej 30 kW, znajdujące się na Politechnice Łódzkiej na Wydziału Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki, zasilające sieć elektroenergetyczną budynków laboratoriów. Pomiary energetyczne prowadzono w 2016 roku i na ich podstawie wykonano analizę efektywności energetycznej i analizę finansową zaopatrzenia budynków w energię. Oceniono uzysk energii w modułach stacjonarnych i nadążnych oraz procentowe pokrycie energii elektrycznej z ogniw PV i mikroturbiny. Wyznaczono rozkład miesięcznych oszczędności, roczną oszczędność kosztów energii oraz czas zwrotu kosztów inwestycyjnych badanych systemów. Przeprowadzone badania pozwalają na stwierdzenie, że energia wytworzona przez moduły nadążne jest około 3 razy większa niż wytworzona w modułach stacjonarnych. Natomiast roczne oszczędności kosztów energii przy zastosowaniu mikroturbiny gazowej są około dziesięciokrotnie większe niż dla paneli nadążnych. Po przeprowadzeniu tej analizy można stwierdzić opłacalność stosowania agregatów kogeneracyjnych i paneli fotowoltaicznych, mimo dużych nakładów finansowych. Czas zwrotu nakładów inwestycyjnych wynosi około 12 lat podczas użytkowania instalacji przez cały rok.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Polski sektor energetyczny w dużej mierze oparty jest na paliwach kopalnych wykorzystywanych w energetyce konwencjonalnej, co nie do końca jest zgodne z obecną polityką energetyczną Unii Europejskiej. Dlatego konieczne staje się większe wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, gwarantujących zachowanie wartości środowiska przyrodniczego obszarów wiejskich. Należy podkreślić, że oprócz efektu ekonomicznego bardzo ważny jest efekt środowiskowy, rozumiany jako wpływ OZE na środowisko przyrodnicze i jakość życia mieszkańców obszarów wiejskich. Intensywny rozwój OZE wywołuje wiele kontrowersji wśród polityków, a także wśród mieszkańców obszarów wiejskich, które są związane także z mitami dotyczącymi energii odnawialnej jako szkodliwej dla środowiska przyrodniczego.

Rozwój obszarów wiejskich powinien być połączony z sytuacją społeczno-gospodarczą, a tym bardziej z sytuacją społeczno-kulturową jej mieszkańców, gdyż zakłada on, że rozwój obszarów wiejskich w Polsce jest związany nie tylko z rolnictwem, ale także z wartościami historycznymi i przyrodniczymi oraz ich trwałością. W pracy założono, że trwałość obszarów wiejskich w dużym stopniu łączy się ze zdolnością zachowania ich wartości przyrodniczych, a także zapewnieniem satysfakcjonującej jakości życia mieszkańcom.

Celem niniejszej pracy jest określenie postaw mieszkańców obszarów wiejskich województwa podkarpackiego na temat oddziaływania odnawialnych źródeł energii na środowisko przyrodnicze. Podstawowym źródłem danych były badania ankietowe zrealizowane w 2017 r. wśród 282 mieszkańców województwa podkarpackiego.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Za pomocą małych turbin wiatrowych można tworzyć rozproszone źródła energii elektrycznej użyteczne na obszarach o dobrych warunkach wietrznych. Niekiedy jednak możliwe jest wykorzystanie małych turbin wiatrowych również na terenach charakteryzujących się mniejszą średnią prędkością wiatru w ciągu roku. Na etapie projektowania małej turbiny wiatrowej można wykorzystywać różnego rodzaju rozwiązania techniczne zwiększające prędkość strugi wiatru, jak też w sposób optymalny ją ukierunkowujące. Do metod pozwalających na zwiększenie efektywności przetwarzania energii wiatru na energię elektryczną w przypadku turbiny wiatrowej należą zastosowanie dyfuzora osłaniającego wirnik turbiny oraz optymalizacja kształtu łopatek montowanych na wirniku turbiny. W pracy zbadano wpływ geometrii dyfuzora oraz łopatek wirnika na efektywność przykładowej turbiny wiatrowej przeznaczonej do eksploatacji na terenie województwa zachodniopomorskiego. Analizy wykonano dla trzech typów dyfuzora oraz dla trzech typów łopatek wirnika. Na ich podstawie dokonano wyboru najbardziej optymalnego kształtu dyfuzora oraz łopatek ze względu na efektywność turbiny wiatrowej. Dla turbiny z zaprojektowanym dyfuzorem wykonano obliczenia mocy wyjściowej dla przyjętych różnych wartości średniej rocznej prędkości wiatru oraz stałego współczynnika mocy Betza i założonej sprawności generatora. We wszystkich analizowanych przypadkach oszacowano też ilość energii możliwej do wygenerowania przez turbinę w ciągu roku. Na podstawie tych obliczeń wysunięto ważne wnioski o znaczeniu praktycznym. W końcowej części pracy przedstawiono model 3D turbiny wiatrowej z wybranymi na podstawie wcześniejszych analiz dyfuzorem i łopatkami wirnika. Jako materiału na dyfuzor i łopatki wirnika użyto włókna szklanego typu A. Za pomocą obliczeń z wykorzystaniem metody elementów skończonych wyznaczono graniczne przemieszczenia konstrukcji turbiny pod wpływem wiatru huraganowego. Na podstawie tych obliczeń wykazano poprawność konstrukcji zamodelowanej małej turbiny wiatrowej.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Duża zmienność i nieprzewidywalność wielkości wytwarzania energii elektrycznej z elektrowni fotowoltaicznych wynika z jej zależności od aktualnych warunków nasłonecznienia. Warunki te uzależnione są od szeregu czynników i są zmienne w czasie. Mimo tej specyfiki instalacje fotowoltaiczne stają się coraz bardziej popularne na świecie i w Polsce. Jest to spowodowane przede wszystkim tym, że wytwarzanie energii z odnawialnych źródeł ma wiele zalet, m.in. pozyskiwana energia jest darmowa, odnawialna w czasie i ekologiczna, a jej produkcja we własnym zakresie daje częściowe uniezależnienie się od dostaw energii z sieci elektroenergetycznej. Ponadto obserwowany znaczący spadek cen modułów fotowoltaicznych jeszcze bardziej przyspieszył rozwój wykorzystania tego źródła energii. W Polsce zainteresowanie tą metodą wytwarzania energii, wśród gospodarstw domowych, znacząco wzrosło po wprowadzeniu w systemie prawnym instytucji prosumenta i zastosowania wielu ułatwień administracyjnych oraz wsparcia finansowego. Wprowadzone mechanizmy pozwoliły mi.in na bilansowanie netto zużytej i wyprodukowanej przez mikroinstalację energii, poprzez pośrednie magazynowanie jej w sieci elektroenergetycznej. W artykule scharakteryzowano problematykę bilansowania się źródeł wykorzystujących energię słoneczną na podstawie mikroinstalacji wykorzystywanej w gospodarstwie domowym (tzw. instalacji prosumenckiej). W przeprowadzonych analizach porównano profil obciążenia typowego gospodarstwa domowego i profil generacji energii z instalacji fotowoltaicznej, wyznaczając rzeczywiste kształtowanie się poziomu bilansowania takiego systemu.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Artykuł przedstawia charakterystykę postawy, jaką wykazują się studenci wobec samochodów elektrycznych oraz znaczenie wyróżnionych elementów postawy w tworzeniu zainteresowania zakupem takich pojazdów. Samochody elektryczne to nowy rodzaj pojazdów, które posiadają silnik elektryczny i korzystają z energii elektrycznej zgromadzonej w akumulatorach. Wprowadzane są na rynek, lecz z różnych względów ich sprzedaż w Polsce nie jest wysoka. Jak dotąd wiadomo niewiele o tym, jak samochody elektryczne są oceniane przez Polaków. Przeprowadzone badania referowane w przedstawianym artykule są próbą poznania postawy wobec tego typu pojazdów. Badany model postawy obejmuje trzy obszary: wiedzę na ich temat, emocje, jakie one wywołują oraz potencjalne zachowania. Osobami badanymi byli studenci Politechniki Rzeszowskiej, więc grupa młodych ludzi stanowiąca potencjalnych odbiorców nowych technologii. Uzyskane wyniki wskazują, że samochody elektryczne są mało znane, jednocześnie budzą one duże zainteresowanie, a ich obraz w umysłach młodych ludzi jest bardzo pozytywny. Zauważalne są także ich ograniczenia, w największym stopniu zbyt wysoka cena zakupu, ale także inne czynniki: brak wystarczających informacji oraz niezadawalające parametry techniczne, głównie długi czas potrzebny na naładowanie baterii oraz zbyt krótka odległość możliwa do przejechania na jednym ładowaniu baterii. Zainteresowanie zakupem jest uwarunkowane odczuwaniem pozytywnych emocji, a brak wystarczających informacji stanowi przeszkodę w zastanawianiu się nad kupnem takiego pojazdu. Poznanie postaw polskich studentów wobec samochodów elektrycznych może być pomocne w dostosowaniu informacji o takich samochodach do potencjalnych odbiorców, co w efekcie może mieć wpływ na poziom zainteresowania oraz wielkość sprzedaży.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Rozwój elektromobilności stanowi wyzwanie dla krajowego systemu elektroenergetycznego zarówno pod względem technicznym, jak i ekonomiczno-rynkowym. Aktualnie istnieje niewiele analiz dotyczących określenia mocy niezbędnej do zasilenia planowanej infrastruktury oraz oszacowania zachęt i korzyści ekonomicznych wynikających z modyfikacji systemu rozliczeniowego. Dokumentem determinującym regulacje prawne oraz obowiązek budowy stacji ładowania pojazdów dla określonych gmin jest Ustawa o elektromobilności i paliwach alternatywnych (Dz.U. 2018 poz. 317). Akt ten określa, że rozwój elektromobilności ze względu na powstawanie punktów ładowania z powodu specyfiki obejmującej nie tylko pojazdy indywidualne będzie odbywał się obszarowo. Miejscami, które w pierwszym etapie będą dedykowane dla wdrożenia koncepcji elektromobilności, będą gminy obejmujące duże aglomeracje. Dodatkowo, z uwagi na aspekt lokalny, rozwój elektromobilności może mieć miejsce na obszarach inicjatyw klastrów energii, które to przy wykorzystaniu polityki zwiększania świadomości energetycznej zmierzają w kierunku produkcji energii z lokalnych zasobów odnawialnych źródeł energii. Planowany rozwój elektromobilności zakłada systematyczny wzrost liczby samochodów elektrycznych spowodowany wprowadzanymi systemami wsparcia. Dynamizacja tego sektora może powodować zwiększanie się popytu na energię elektryczną. Ze względów systemu elektroenergetycznego ważnym czynnikiem determinującym poziom poboru energii w zależności od pory dnia może okazać się odpowiednie ukształtowanie cenników opłat za usługę ładowania. Odpowiednia stymulacja cennikowa może wpłynąć na zachowania odbiorców powodujące ładowanie samochodów w dolinie zapotrzebowania na energię. Celem artykułu jest scharakteryzowanie skali zjawiska elektromobilności w kontekście powstawania infrastruktury punktów ładowania wraz z możliwością stymulacji cennikowej wpływającej na profil zapotrzebowania na energię elektryczną. Istotne jest też uwzględnienie wyzwań i obowiązków gmin oraz klastrów energii z perspektywy wprowadzania elektromobilności.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W artykule przedstawiono założenia leżące u podstaw organizacji handlu emisjami gazów cieplarnianych ze szczególnym naciskiem na handel uprawnieniami do emisji CO2. W ramach przeprowadzonej analizy literaturowej opisano podjęte na przestrzeni czasu działania o charakterze międzynarodowym ukierunkowane na ograniczanie emisji gazów cieplarnianych do atmosfery, poczynając od Pierwszej Światowej Konferencji Klimatycznej zorganizowanej w 1979 r. Dużą uwagę poświęcono także genezie powstania oraz wytycznym Protokołu z Kioto. Oprócz opisu kluczowych założeń Protokołu oraz jego głównych składowych, poddano również charakterystyce handel międzynarodowy jednostkami Kioto. W szczegółowy sposób opisano mechanizmy występujące w ramach handlu międzynarodowego oraz podlegające obrotowi rodzaje jednostek. W kolejnej części artykułu scharakteryzowane zostały systemy handlu emisjami gazów cieplarnianych działające na świecie. W drugiej części pracy szczególną uwagę poświęcono uwarunkowaniom rynku europejskiego, czyli tzw. Europejskiemu Systemowi Handlu Emisjami – EU ETS. Przedstawiono wydarzenia historyczne, które dały podstawy do stworzenia EU ETS. W dalszej kolejności opisano również rodzaje jednostek, które podlegają obrotowi. Przy okazji przedstawienia giełd towarowych, na których odbywa się handel, wskazano również kluczowe czynniki, od których zależy cena pojedynczych uprawnień. Ostatnia część artykułu została poświęcona stosunkowo aktualnym zagadnieniom – Dyrektywie IED oraz konkluzjom BAT. Odwołując się do obowiązujących regulacji, poddano analizie wpływ ich wdrożenia na sytuację podmiotów zobligowanych do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych. W końcowej fazie podjęto próbę oceny wpływu IED i BAT na ceny energii elektrycznej.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Towarzysząca prowadzeniu robót górniczych sejsmiczność indukowana, w tym przede wszystkim wysokoenergetyczna, jest jednym z głównych czynników decydujących o występowaniu zjawisk dynamicznych w górotworze. Określane tym mianem tąpnięcia i odprężenia należą do najpoważniejszych pod względem skutków zdarzeń wywołanych wstrząsami górotworu w kopalniach podziemnych. Charakteryzują się słabą przewidywalnością czasu i miejsca, a ich wpływ na skalę przejawów innych zagrożeń naturalnych (głównie wentylacyjnych) znacznie utrudnia dobór i wdrażanie optymalnych metod zwalczania. Biorąc pod uwagę systematycznie rosnącą głębokość eksploatacji w rejonie LGOM w połączeniu z obserwowanym zmniejszaniem się wysokości furty eksploatacyjnej, poznanie genezy oraz atrybutów aktywności sejsmicznej generowanej eksploatacją dokonaną w konkretnych uwarunkowaniach geologiczno-górniczych może przyczynić się do poprawy skuteczności podejmowanych działań prewencyjnych w aspekcie ograniczania skutków wstrząsów w wyrobiskach dołowych, a tym samym zapewnienia właściwego poziomu bezpieczeństwa zatrudnionych załóg. W pracy podjęto próbę odniesienia się do kwestii możliwej relacji pomiędzy miąższością eksploatowanego złoża i kształtowaniem się wybranych parametrów sejsmiczności indukowanej górotworu (liczby i energii wstrząsów) z uwzględnieniem lokalizacji epicentrum rejestrowanych zjawisk względem frontu robót rozcinkowych w ramach szeroko stosowanych w LGOM jednoetapowych systemów komorowo-filarowych. Wykorzystano dane udostępnione przez stację geofizyki górniczej O/ZG Rudna, przy czym opierając się na informacji o rzeczywistej wysokości złoża w poszczególnych rejonach kopalni (Rudna Główna, Rudna Północna, Rudna Zachodnia) w połączeniu z przeglądem notowanej na przestrzeni ostatnich lat aktywności sejsmicznej tych rejonów, wytypowano do szczegółowych rozważań trzy pola eksploatacyjne (każde z innego rejonu) o znacząco różnych miąższościach wybieranego złoża (pole G-7/5/RG, pole XX/1/RP, pole XIX/1/RZ). Dysponując wypisem z katalogów aktywności sejsmicznej w obrębie wzmiankowanych parcel wyznaczono i dokonano analizy udziałów procentowych liczby notowanych zjawisk i ich energii w kontekście usytuowania epicentrum w obszarach powszechnie identyfikowanych z elementami systemu eksploatacji (w caliźnie furty, na froncie rozcinki i w strefie roboczej pola, w zrobach). Dla potrzeb wnioskowania o wielkości zagrożenia sejsmicznego w danym rejonie (polu) do analiz porównawczych wykorzystano zbiór wszystkich wstrząsów o energii powyżej 1 × 103 J, natomiast dla oceny skuteczności stosowanych metod/środków profilaktyki tąpaniowej operowano wyłącznie zjawiskami sprowokowanymi, zaistniałymi w czasie wyczekiwania po robotach strzałowych.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Rachunek fraktalny jest jedną z szybko rozwijających się dziedzin matematyki i znajduje zastosowanie między innymi w opisie struktur porowych. Stanowi nowe spojrzenie na ich nieregularność i chaotyczność. Aby mógł być stosowanym poprawnie, powinien być wspomagany analizą błędu. W artykule przedstawiono i zweryfikowano niedoskonałości związane z analizą obrazu oraz możliwe sposoby ich korekcji. Jednym z kluczowych aspektów podczas takich badań jest miejsce oraz ilość wykonanych zdjęć. Sfotografowano powiększony obraz gruboziarnistego piaskowca w płytce cienkiej, uzyskany przy użyciu lupy binokularnej. Następnie wykonane zdjęcia zostały połączone w jedno. Otrzymane rozkłady parametrów fraktalnych pokazują ich zmienność oraz potwierdzają, że poprawnie wykonana seria zdjęć struktury porowej powinna zawierać zarówno obszary bardziej, jak i mniej porowate, a ich ilość należy dostosować do próbki. Zbadano wpływ rozdzielczości zdjęcia na wartości wymiaru fraktalnego oraz lakunarności. Wykorzystano zdjęcia wapienia wykonane w SEM z użyciem elektronów wstecznie rozproszonych w zakresie powiększeń 120–2000×. Dodatkowo badaniu poddany został pojedynczy por. Otrzymane wyniki wskazują, że dla dużego zakresu powiększeń wartości wymiaru fraktalnego są zbliżone, natomiast lakunarność każdorazowo się zmienia. Jest to związane ze zmieniającą się jednorodnością zdjęcia. Analizie poddana została również metodyka wyznaczania rozkładu przestrzennego parametrów fraktalnych w oparciu o binaryzację. Stosowane metody zakładają, że binaryzacja następuje przed lub po podziale zdjęcia na mniejsze prostokąty, z których wyznaczane są wartości wymiaru fraktalnego oraz lakunarności. Indywidualna binaryzacja, pomimo czasochłonności, zapewnia lepsze wyniki, które są bardziej zbliżone do rzeczywistości. Nie jest możliwe zdefiniowanie jednej, słusznej metodyki do eliminowania błędów. Przedstawiono zbiór wskazówek, które mogą posłużyć do udoskonalenia wyników w przyszłej analizie obrazu struktur porowych.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Prowadzona od ponad 200 lat eksploatacja górnicza na Górnym Śląsku oddziałuje negatywnie na obiekty budowlane. Zjawisko to we wszystkich przypadkach związane jest z występowaniem deformacji ciągłych powierzchni, a w pewnych przypadkach również deformacji nieciągłych (najczęściej zapadlisk), zmian stosunków wodnych oraz wstrząsów górotworu. W niniejszej pracy przedstawiono ocenę wpływu dokonanej eksploatacji górniczej na budynek zlokalizowany w Górnośląskim Z agłębiu Węglowym (GZW). Na budynek oddziaływały deformacje ciągłe oraz wstrząsy górotworu. W pracy dokonano obliczeń wartości wskaźników deformacji za pomocą teorii Budryka-Knothego, które częściowo zweryfikowano w oparciu o wyniki pomiarów geodezyjnych. Dokonano również analizy wartości prędkości i przyśpieszeń drgań podłoża wywołanych wstrząsami pochodzenia górniczego. Stwierdzono bardzo dużą zgodność wyników uzyskanych na podstawie obliczeń z wartościami stwierdzonymi pomiarami maksymalnej amplitudy składowej poziomej przyśpieszenia drgań (PGA) i maksymalnej amplitudę składowej poziomej prędkości drgań (PGV). W przypadku wstrząsów o największych energiach w hipocentrum zaproponowano również wzór empiryczny pozwalający na obliczanie wartości PGA w danych warunkach geologiczno-górniczych. Z akres stosowania zaprezentowanego wzoru jest oczywiście ograniczony jedynie do rozpatrywanych warunków. Przedstawione wnioski wskazują na to, że obecnie dysponujemy nie tylko metodami pozwalającymi na obliczanie z wystarczającą dla praktyki dokładnością wartości wskaźników deformacji, lecz również wartości PGV i PGA.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

17 maja 2018 r. Narodowe Centrum Badań i Rozwoju ogłosiło otwarcie nowego postępowania w ramach Programu Magazynowania Wodoru. Jako cel określono opracowanie Systemu Zasobnika Wodoru z przeznaczeniem do zasilania ogniw paliwowych oraz jego demonstrację w Obiekcie Mobilnym. Ma to kreować alternatywę dla wykorzystania paliw kopalnych oraz stworzyć pole do konkurencji w tworzeniu rozwiązań z zakresu dostępu do „czystej” energii. Za opracowanie założeń, regulaminów i realizację odpowiedzialne jest Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

W artykule poddano analizie główne założenia programu i obecną sytuację prawną związaną z finansowaniem prac badawczych i rozwojowych w tym obszarze. Pogłębione opracowanie dotyczy sposobów wykorzystania partnerstwa innowacyjnego i jego umiejscowienia w systemie aktów prawnych Unii Europejskiej. Dyskusji poddano również koncepcję zamówienia przedkomercyjnego PCP (pre-commercial procurement), która została opracowana w celu wsparcia realizacji prototypów rozwiązań – powstałych w efekcie prac badawczo-rozwojowych – o dużym potencjale ewentualnej komercjalizacji. Procedura ta charakteryzuje się zapewnieniem finansowania produktu lub usługi na wczesnym etapie rozwoju. Stwarza to co prawda pewne ryzyko niepowodzenia przedsięwzięcia, ale z drugiej strony stymuluje rozwój technologiczny.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W artykule dokonano analizy wartości śladu węglowego dla obuwia dziecięcego, czyli takiego, które charakteryzuje się niewielką masą, ale różni się pod względem materiałów konstrukcyjnych. Ślad węglowy jest to ekologiczny wskaźnik, który stosowany jest do pomiaru sumy emisji gazów cieplarnianych (GHG) do atmosfery, wynikającej z wytworzenia obuwia. Złożoność metodyki jego obliczania implikowana jest faktem, że produkcja obuwia jest procesem wieloetapowym i na każdym z nich istnieje prawdopodobieństwo wystąpienia emisji gazów cieplarnianych. Dodatkowo stosowanie szerokiej gamy materiałów zarówno sztucznych, jak i naturalnych do wytwarzania półproduktów obuwniczych powoduje, że w cyklu życia mogą pojawiać się duże ilości odpadów stałych, ścieków, a także emisja szkodliwych gazów cieplarnianych, mogących mieć negatywny wpływ na środowisko. Różnorodność materiałów wiąże się z powstawaniem problemów, związanych z precyzją określenia źródła ich pochodzenia, co utrudnia oszacowanie śladu węglowego związanego z produkcją surowców, zwłaszcza w przypadku, gdy istnieje skomplikowany łańcuch dostaw. W niniejszej pracy na podstawie dostępnej metodyki obliczono ślad węglowy dla czterech modeli obuwia dziecięcego (jeden o cholewce w postaci otwartej (obuwie typu sandał) oraz trzy o cholewce pełnej) z uwzględnieniem poszczególnych cykli jego życia obejmujących: nabycie surowców (etap 1), produkcję materiałów wejściowych (etap 2), produkcję komponentów obuwia (etap 3), montaż, wykańczanie, pakowanie (etap 4), produkcję opakowań (etap 5), dystrybucję do klientów (etap 6) oraz koniec cyklu życia produktu (etap 8), poprzedzony okresem użytkowania ustalonym na 6 miesięcy (etap 7). Na tej podstawie wskazano te obszary cyklu życia obuwia, w których możliwa jest implementacja opcji zmniejszających ilość wyemitowanych gazów cieplarnianych wyrażonych w ekwiwalencie dwutlenku węgla. Potencjalne działania naprawcze powinny być w szczególności skierowane na etapy: 3 (najbardziej emisyjny), 4 oraz 8.

Przejdź do artykułu

Redakcja

Kolegium Redakcyjne
  • Redaktor naczelny: Krzysztof Galos
  • Z-ca redaktora naczelnego: Lidia Gawlik
  • Redaktor tematyczny: Gospodarka surowcami
  • Sekretarz redakcji: Zbigniew Grudziński
  • Redaktor tematyczny: Paliwa i energia
  • Z-ca sekretarza redakcji: Zenon Pilecki
  • Redaktor tematyczny: Górnictwo i geoinżynieria
  • Redaktor statystyczny: Jacek Mucha
Komitet Wydawniczy
  • Emilia Rydzewska – redaktor językowy (polski)
  • Michelle Atallah – redaktor językowy (angielski)
  • Barbara Sudoł – redaktor techniczny

Kontakt

Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energia Polskiej Akademii Nauk
ul. J. Wybickiego 7, 31-261 Kraków
tel.: +48 12 6323300, faks: +48 12 6323524
e-mail: lidia.gawlik@min-pan.krakow.pl

https://min-pan.krakow.pl/wydawnictwo/czasopisma/zeszyty-naukowe-instytutu-surowcami-mineralnymi-i-energia-pan/

Ta strona wykorzystuje pliki 'cookies'. Więcej informacji