Search
Department of Energy Conversion and Storage
Publications
Filters
total: 347
Catalog Publications
Year 2018
-
Quantitative study of free convective heat losses from thermodynamic partitions using Thermal Imaging
PublicationThe following paper presents a simple method of determining the presence, distribution and values of heat losses from external building walls as thermodynamic partitions using a Thermal Imaging Camera (TIC). According to Fourier's equation, the value of heat loss is proportional to the temperature gradient ∂t/∂y|y=0 in air in the y direction perpendicular to the heated surface. Unfortunately, air temperature cannot be measured...
-
Recovery of silver metallization from damaged silicon cells
PublicationMetallization is one of the key process steps to fabricate solar cells with high performance in a cost-effective way. Majority of photovoltaic solar cell manufacturing uses thick film screen print metallization with Ag containing paste to produce solar cells. The average lifetime of PV modules can be expected to be more than 25 years. The disposal of PV systems will become a problem in view of the continually increasing production...
-
Synthesis of reduced graphene oxide nanosheets using nanofibers from methane and biogas thermal decomposition with various catalysts
PublicationReduced graphene oxide and graphene oxide (rGO, GO) were synthesised from carbon nanofibers, which were formed in catalytic thermal decomposition of methane (CDM) and biogas with different catalysts used in the process. The aim of the work was valorization of CDM carbon nanofiber products. The samples were characterized using Raman spectra, a scanning electron microscope and a transmission electron microscope. As a result, we observe...
-
Technologie recyklingu zużytych i odpadowych modułów fotowoltaicznych I i II generacji
PublicationW związku z rosnącą produkcją modułów fotowoltaicznych i faktem, że czas życia pierwszych montowanych modułów dobiega końca w najbliższej przyszłości na wysypiskach będą zalegać duże ilości zużytych modułów fotowoltaicznych. Odzysk metali z uszkodzonych i zużytych modułów pozwoliłby na obniżenie kosztu produkcji ogniw, oraz na ograniczenie zużycia surowców. I generacja obejmuje moduły wykonane z mono- i polikrystalicznego krzemu,...
Year 2017
-
Badania nad nanokompozytami bazującymi na polimerach przewodzących oraz materiałach węglowych w celu zastosowania ich w superkondensatorach
PublicationCelem pracy doktorskiej było uzyskanie nanokompozytu o cechach umożliwiających zastosowanie go jako materiału elektrodowego w kondensatorach elektrochemicznych. Zrealizowano to poprzez połączenie modyfikowanych nanorurek węglowych z polimerem przewodzącym elektronowo- poli(3,4-etyleno-1,4-dioksytiofenem). W założeniu materiał węglowy powinien poprawić właściwości mechaniczne polimeru oraz usprawnić transport jonów. Polimer natomiast...
-
High-performance method of carbon nanotubes modification by microwave plasma for thin composite films preparation
PublicationIn this work we present a simple and efficient method of nitrogen plasma modification of carbon nanotubes (CNTs). The process allows for treatment of the nanotubes in the form of powder with quite a high yield (65 mg of CNTs per hour). The modified carbon nanotubes contain approx. 3.8% of nitrogen, mostly in the pyridinic form. Plasma treated CNTs exhibit better dispersibility in water and higher electric capacitance than pristine...
-
Infrared techniques for natural convection investigations in channels between two vertical, parallel, isothermal and symmetrically heated plates
PublicationThe effect of the gap width between two symmetrically heated vertical, parallel, isothermal plates on intensity of natural convective heat transfer in a gas (Pr = 0.71) was experimentally studied using the balance and gradient methods. In the former method heat fluxes were determined based on measurements of the voltage and electric current supplying the heaters placed inside the walls. In the latter, heat fluxes were calculated...
-
Materiały zmiennofazowe używane w budownictwie dla zapewnienia komfortu cieplnego w pomieszczeniach
PublicationW artykule przedstawiono możliwość wykorzystania materiałów zmiennofazowych w budownictwie do zapewnienia komfortu cieplnego w pomieszczeniach. Przedstawiono wyniki badań własnych. Pomiarów dokonano w warunkach rzeczywistych na stanowisku badawczym, składającym się z modeli budynków wraz z opomiarowaniem, przy czym jeden z nich służył jako punkt odniesienia, a drugi został zmodyfikowany za pomocą odpowiednio dobranego materiału...
-
Możliwości zastosowania materiałów zmiennofazowych do akumulowania ciepła oraz ich modyfikacje
PublicationW pracy dokonano analizy obecnego stanu wiedzy na temat materiałów zmiennofazowych (ang. Phase Change Materials, PCM), ich właściwości oraz możliwości zastosowania. Ponadto przedstawiono wyniki badań własnych. Zmodyfikowano wybrane organiczne materiały zmiennofazowe przez dodatek do nich uniepalniaczy oraz depresatorów. Sprawdzono również wpływ mieszanek różnych węglowodorów na zmianę ich właściwości termofizycznych. Dokonano oceny...
-
Nanorurki węglowe domieszkowane azotem. Synteza i zastosowania
PublicationPrzedstawiono rodzaje i właściwości nanorurek węglowych. Szczególną uwagę poświęcono nanorurkom węglowym domieszkowanym azotem (N-CNT). Zaprezentowano sposoby syntezy oraz modyfikacji N-CNT. Omówiono także możliwości wykorzystania nanorurek jako elektrod w urządzeniach do magazynowania i konwersji energii elektrycznej oraz w elektrokatalizie.
-
Photovoltaic module temperature stabilization with the use of phase change materials
PublicationThe worldwide growth of photovoltaics (PVs) has formed an exponential curve for more than four decades. During this period of time, PVs have evolved from a pure niche market of small-scale applications towards becoming a mainstream electricity source. The influence of temperature on the electrical parameters of crystalline silicon solar cells and solar modules is well described in the literature. In order to diminish these effects,...
-
Proekologiczne odnawialne źródła energii. Kompendium
PublicationW książce omówiono podstawy teoretyczne i praktyczne aspekty wykorzystania proekologicznych źródeł energii, odnosząc sie jednocześnie do źródeł konwencjonalnych. Tematem nadrzędnym książki jest szeroko rozumiana ochrona środowiska niszczonego głównie przez przemysł, którego siłą napędową, podobnie jak i całej naszej cywilizacji, jest energetyka konwencjonalna oparta na paliwach naturalnych: węglu, ropie i gazie. Produkty spalania...
-
Theoretical consideration of free convective heat transfer from a round isothermal plate slightly inclined from the vertical
PublicationA semi-analytical solution of simplified Navier-Stokes and Fourier-Kirchhoff equations describing free convective heat transfer from a round isothermal surface slightly inclined from the vertical is presented. The solution is based on the assumption, typical for natural convection, that the velocity component normal to the surface is negligibly small in comparison to the tangential one. Next we neglect the nonlinear inertia force...
-
Thermal stabilization and permanent deformation resistance of LWA/PCM-modified asphalt road surfaces
PublicationThis paper presents the results of attempts at reducing the problem of solar overheating of asphalt road pavement surfaces, resulting in weakening and accelerated destruction of the aforementioned structures. To protect pavement surfaces against periodic overheating, standard asphalt mixture AC 16 W 35/50, used for binder course, has been modified by replacing one of the aggregate fractions from the mineral mixture with lightweight...
-
Thermogravimetric analysis/ pyrolysis of used tyres and waste rubber
PublicationThe process of pyrolysis is investigated in this paper. The pyrolysis results of two samples: waste tyres and rubber at different heating rates (10, 20, 50 K/min), were compared. In other experiments the degradation of two pyrolysis products, char and oil was examined. The kinetic study using the thermogravimetry equipment (TG) was done, which allowed determination of the kinetic mechanism of the process. The elemental analysis...
-
Urządzenia do konwersji i magazynowania energii
PublicationEfektywne akumulowanie energii elektrycznej stanowi rosnący problem, w szczególności ze względu na możliwość magazynowania energii otrzymanej przy pomocy systemów opartych na odnawialnych źródłach energii, a także ze względu na wzrastające zapotrzebowanie na przenośne urządzenia elektryczne o coraz większych wymaganiach energetycznych. W poniższej pracy zostały przedstawione dwa rodzaje urządzeń służące do konwersji i magazynowania...
Year 2016
-
Electroactive polymer/graphene oxide nanostructured composites; evidence for direct chemical interactions between PEDOT and GOx
PublicationThis work concerns electrochemical synthesis of nanocomposites consisting of conducting polymer and reduced graphene oxide (rGOx) as electrode materials for supercapacitors. The electrosynthesis was performed in an aqueous solution of the 3,4-ethylenedioxytiophene (EDOT) monomer and graphene oxide (GOx) without supporting electrolyte. The amount of GOx was optimized to obtain the best electrochemical performance of the nanocomposite...
-
Electrochemical synthesis and characterization of nanocomposites based on poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and functionalized carbon nanotubes
PublicationThis work is focused on new composite materials consisting of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (pEDOT) and functionalized multi-walled carbon nanotubes synthesized electrochemically. Three types of composites were synthesized: the first one containing carbon nanotubes with carboxyl groups (covalent functionalization), the second one containing oxidized carbon nanotubes ox-MWCNTs (with different oxygen-rich polar groups) (covalent...
-
Innovative system for energy collection and management integrated within a photovoltaic module
PublicationThe dynamic development of battery technology and design based on the flow of lithium ions, mainly driven by the needs of the automotive industry, leads to the conclusion that these batteries are becoming a more viable alternative to traditional lead-acid batteries. Their use is driven by the ability to quickly charge and discharge, a higher durability, maintenance-free operation, much smaller dimensions and lighter weight. The...
-
Innowacyjne systemy wyrównywania napięć na 12-woltowych akumulatorach ołowiowych pracujących w połączeniu szeregowym
PublicationW artykule omówiono problematykę wyrównywania napięć na szeregowo połączonych 12-woltowych akumulatorach ołowiowych zbudowanych na bazie sześciu ogniw 2-woltowych. Skupiono się na rozwiązaniu z zastosowaniem dodatkowego akumulatora energii. Należy tu podkreślić fakt, że prezentowany proces wyrównywania dotyczy napięć na poszczególnych akumulatorach, a nie na ich poszczególnych ogniwach. Omówiono i przedyskutowano zalety,...
-
Innowacyjne systemy wyrównywania napięć na 12-woltowych akumulatorach ołowiowych pracujących w połączeniu szeregowym
PublicationW artykule omówiono problematykę wyrównywania napięć na szeregowo połączonych 12-woltowych akumulatorach ołowiowych zbudowanych na bazie sześciu ogniw 2-woltowych. Skupiono się na rozwiązaniu z zastosowaniem dodatkowego akumulatora energii. Należy tu podkreślić fakt, że prezentowany proces wyrównywania dotyczy napięć na poszczególnych akumulatorach, a nie na ich poszczególnych ogniwach. Omówiono i przedyskutowano zalety, wynikające...
-
Odzysk materiałów w procesach chemicznych recyklingu modułów fotowoltaicznych I i II generacji
PublicationWraz ze wzrostem zainteresowania technologią fotowoltaiczną pojawił się problem zagospodarowania odpadów powstałych podczas produkcji i użytkowania oraz pod koniec życia modułu. Technologie recyklingu tego typu odpadów powinny być zgodne z obecnie obowiązującym prawem oraz dostosowane do technologii produkcji przerabianego modułu. Dlatego też tak ważne są badania nad doskonaleniem i opracowywaniem nowych technologii recyklingu....
-
Przegląd metod stosowanych do określania parametrów termofizycznych materiałów zmiennofazowych ze szczególnym uwzględnieniem skaningowej kalorymetrii różnicowej
PublicationPrzedstawiono najczęściej stosowane metody analizy termicznej (TA) do określania parametrów termofizycznych materiałów zmiennofazowych (PCM). Określenie właściwości termofizycznych, m.in. takich jak temperatura topnienia/krzepnięcia, temperatura rozkładu, entalpia, ciepło właściwe jest bardzo istotne przy wyborze danego materiału do konkretnych aplikacji. Przedstawione metody pozwalają na szybką analizę zjawisk i procesów zachodzących...
-
Recycling of raw materials, silicon wafers and complete solar cells from photovoltaic modules
PublicationPhotovoltaic modules (PVs) are an attractive way of generating electricity in reliable and maintenance-free systems with the use of solar energy. The average lifetime of photovoltaic modules is 25 to 30 years. To offset the negative impact of photovoltaic modules on the environment, it is necessary to introduce a long-term strategy that includes a complete lifecycle of all system components from the production phase through installation...
-
Reliable renewable energy – application of electrochemical capacitors for electrical energy storage
PublicationThis paper presents electrical energy storage devices such as electrochemical capacitors, their principle of operation and electrode materials most commonly used in their manufacturing technology. Moreover, our research on development of new nanocomposite materials based on multi-walled carbon nanotubes and conducting polymer is shown. Additionally, the possibility and advantages of application of supercapacitors for accumulation...
-
Silicon oxycarbide ceramics as anodes for lithium ion batteries: influence of carbon content on lithium storage capacity
PublicationWe report here on the synthesis and characterization of silicon oxycarbide (SiOC) in view of its application as a potential anode material for Li-ion batteries. SiOC ceramics are obtained by pyrolysis of various polysiloxanes synthesized by sol–gel methods. The polysiloxanes contain different organic groups attached to silicon, which influence the chemical composition and the microstructure of the final ceramic product. The structure...
-
Technologie ochrony środowiska w przemyśle i energetyce
PublicationPublikacja prezentuje metody oczyszczania powietrza, wody i gleby skażonych podczas produkcji energii w zakładach energetycznych, przemysłowych oraz gospodarstwach domowych. Przedstawia technologie ochrony środowiska w ujęciu chemicznym, fizycznym, mechanicznym
-
Verification of the compatibility of TOC, TOKC duct silencers with selected EN standards
PublicationThe TOC and TOKC ventilation silencers tested during the a.m. procedures are compatible with selected standards to the extents and classes as stated above without further limitations.
Year 2015
-
Concentration and sources of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and polychlorinated biphenyls (PCBs) in surface soil near a municipal solid waste (MSW) landfill
PublicationDue to a continuous demand of land for infrastructural and residential development there is a public concern about the condition of surface soil near municipal solid waste landfills. A total of 12 surface (0–20 cm) soil samples from a territory near a landfill were collected and the concentration of 16 PAHs and 7 PCB congeners were investigated in these samples. Limits of detection were in the range of 0.038–1.2 μg/kg for PAHs...
-
Degradation of electrical performance of a crystalline photovoltaic module due to dust deposition in northern Poland
PublicationThe reduction in power output caused by the accumulation of dust on the photovoltaic module surface is an important problem and should receive much more attention in the literature. This study was an evaluation of the performance degradation of crystalline photovoltaic modules due to natural and simulated dust deposition. Dust is created from powdered grains of sand and particles of different bodies. Dust originates from different...
-
Innovative Gathering and Energy Management System Integrated within PV Module
PublicationThe dynamic development of battery technology and design based on the flow of lithium ions, mainly driven by the needs of the automotive industry leads to the Conclusion That they are becoming a more viable alternative to traditional lead-acid batteries. Their use is driven by the ability it quickly charge and discharge times higher durability, maintenance-free operation and much smaller dimensions as well as weight. The emergence...
-
Materiały zmiennofazowe do stabilizowania temperatury nawierzchni asfaltowych
PublicationW artykule przedstawiono możliwość wykorzystania lekkiego kruszywa budowlanego modyfikowanego materiałem zmiennofazowym (PCM), jako dodatku do nawierzchni asfaltowej, w celu zwiększenia jej stabilności termicznej przy zachowaniu dotychczasowych właściwości mechanicznych. Cel ten może zostać osiągnięty przez nasączenie porowatych granulek lekkiego kruszywa odpowiednim materiałem zmiennofazowym, co umożliwi magazynowanie określonych...
-
Określanie konwekcyjnych strat ciepła z pionowych powierzchni budynków za pomocą nowej metody.
PublicationW artykule przedstawiono nową metodę pomiaru strumieni strat ciepła za pomocą kamery termowizyjnej wykorzystywanej dotychczas jedynie do badań jakościowych, zwłaszcza do wskazywania miejsc występowania strat ciepła (wewnętrzne ubytki izolacji, mostki cieplne, nieszczelności stolarki budowlanej itd.). Zaproponowana metoda, powstała na podstawie analizy pól temperatur w powietrzu, w oparciu o równanie Fouriera, pozwala nie tylko...
-
Technologie recyklingu modułów fotowoltaicznych: krzemowych i cienkowarstwowych
PublicationTechnologie fotowoltaiczne są uważane za źródło energii o niewielkiej odpadowości, ponieważ istotnie: na etapie produkcji, a szczególnie w okresie eksploatacji, można je uznać za bezodpadowe. Pomimo tego, będą one jednak stanowiły odpad po zakończeniu okresu ich eksploatacji. Ze względu na długi okres eksploatacji recycling elementów systemów PV stanie się problemem dopiero za kilka - kilkanaście lat. Ilość odpadów z instalacji...
-
Technologie recyklingu modułów PV
PublicationDla Europy spodziewana masa wycofanych z użycia modułów w 2040 r. wyniesie 33 500 ton. Istotny problem stanowi fakt, że niektóre moduły zawierają pewne ilości szkodliwych materiałów, takich jak kadm, ołów, tellur i selen. W polityce Unii Europejskiej uwzględniono rozszerzoną odpowiedzialność producentów za produkty, obejmującą cały okres ich istnienia.
-
The use of lightweight aggregate saturated with PCM as a temperature stabilizing material for road surfaces.
PublicationThis paper presents the possibility of adding lightweight building aggregates to increase the stability – mechanical as well as thermal - of constructions and road objects. This stability can be achieved through saturating the porous granules of aggregate with a phase-change material (PCM) that allows the accumulation of solar heat. Intense solar radiation, especially during the summer, can cause the asphalt on road surfaces, bridges...
-
Zanieczyszczenie modułu PV jako jeden z czynników spadku wydajności
PublicationModuły fotowoltaiczne są narażone na codzienne działanie czynników atmosferycznych, w tym osadzających się zanieczyszczeń. Nawet po niedługim czasie użytkowania odkładająca się w sposób naturalny warstwa zanieczyszczeń powoduje spadek sprawności konwersji energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną.
Year 2014
-
Adapting the pinch point analysis to improve the ORC design process
PublicationPinch point analysis can be adapted so as to assist in the early stages of designing the ORC systems. Typically used in determining the working parameters of heat exchangers, it can be employed to improve the heat fitting between the source of heat and the working fluids of the ORC system. To attain the parametric match, an algorithm was built enabling quick estimation of the possible heat reception by the specific working fluid....
-
AN INTELLIGENT SYSTEM TO SUPPORT THE DESIGN PROCESS OF HYBRID PHOTOVOLTAIC INSTALLATIONS
PublicationThe paper presents the final version of intelligent system to support the design process of hybrid photovoltaic systems supported by fuel cells and / or thermoelectric generators developed and constructed at the Institute of Electron Technology, as well as to conduct experiments and research. A block diagram of the system and the selection of its components is described and discussed. The paper considers the availability of the...
-
An interactive system for remote modeling and design validation of hybrid photovoltaic systems
PublicationIn the paper a multi-functional demonstrator of the interactive system designed to modeling, monitoring and validation of hybrid photovoltaic systems assisted by fuel cells and thermoelectric generators is presented. The purpose of this paper is to report the system solution expressed in the form of a block diagram. Technical parameters of demonstrator components such as: silicon photovoltaic modules, fuel cells, thermoelectric...
-
ATTEMPTS OF THERMAL IMAGING CAMERA USAGE IN ESTIMATIONS OF THE CONVECTIVE HEAT LOSS FROM A VERTICAL PLATE
PublicationIn this paper a new method for determining heat transfer coefficients using a gradient method has been developed. To verify accuracy of the proposed method vertical isothermal heating plate with natural convection mechanism has been examined. This configuration was deliberately chosen, because of the fact that such case is historically the earliest and most thoroughly studied and its rich scientific documentation - the most reliable....
-
Environmental Impacts of Renewable Energy Technologies
PublicationNowadays, fossil fuels are the main sources energy from which electricity is obtained. But these sources will not last forever, so in due course renewable energies will have to replace them in this role. All energy sources have some impact on our environment. Fossil fuels — coal, oil, and natural gas — do substantially more harm than renewable energy sources by most measures, including air and water pollution, damage to public...
-
Influence of pyrolysis atmosphere on the lithium storage properties of carbon-rich polymer derived SiOC ceramic anodes
PublicationPolymer derived carbon-rich SiOC ceramics are prepared from polysiloxane precursors through a pyrolysis process at 1000 °C using pure argon and argon/hydrogen mixture as pyrolysis atmosphere. The precursor is synthesized from a linear (Si–H)-containing polysiloxane cross-linked with divinylbenzene using hydrosilylation reaction in the presence of a platinum catalyst. Pyrolysis in Ar/H2 mixtures, compared to the treatment under...
-
NEW SOLUTIONS FOR THE SOLAR CHARGE CONTROLLERS DESIGN FOR OBTAINING TRUE MPP IN PARTLY SHADED PV MODULES
PublicationSoft shading sources such as tree limbs, structural elements of buildings and chimneys, scatter and refract sunlight, significantly reducing the amount of radiation reaching the surface of the module. The hard shadings located directly on the surface (i.e. bird droppings, leaves, snow) tend to stop sunlight completely. These phenomena significantly affects the output characteristics of photovoltaic modules and often contribute...
-
Novel Analytic-Numerical Model of Free Convection: with Leading Edge Considered
PublicationA novel solution of the free convection boundary problem is represented in analytical form for velocity and temperature for an isothermal vertical plate, as an example. These fields are built as a Taylor Series in the x coordinate with coefficients as functions of the vertical coordinate (y). We restrict ourselves by cubic approximation for both functions. The basic Navier-Stokes and Fourier-Kirchhoff equations and boundary conditions...
-
Phase change thermal energy storage – the experience of the materials preparation for the specific applications.
PublicationThermal energy storage and temperature stabilization is very important in many engineering applications. There are three kinds of thermal energy storage: sensible heat, latent heat and reversible chemical reaction heat. Phase change materials (PCM) absorb, store and release large amounts of energy in the form of latent heat, at constant temperature, called the transition temperature. Many innovative applications could be found...
-
Phase Change Thermal Energy Storage – The Experience of the Materials Preparation for the Specific Applications.
PublicationThermal energy storage and temperature stabilization is very important in many engineering applications. There are three kinds of thermal energy storage: sensible heat storage, latent heat storage and reversible chemical reaction heat storage. Phase change materials (PCM) absorb, store and release large amounts of energy in the form of latent heat, at constant temperature, called the transition temperature. The amount of heat...
-
Photovoltaic-Installation Performance in Central Europe on the Example of Poland
PublicationThe amount of the electric energy obtained from a photovoltaic (PV) installation depends on the energy of the radiation. Weather conditions differ strongly between various years even in the same season. Depending on the climatic conditions of a given location, fixed PV solar plants as well as one-axis and dual-axis tracking PV solar plants are being installed worldwide. The aim of this work is to analyse the sunlight intensity...
-
Possibility of thermal imaging use in studies of natural convection heat transfer on the example of an isothermal vertical plate.
PublicationA new method of infrared (IR) camera use in convective heat transfer studies has been presented. Until now, IR cameras were utilized for temperature field visualizations of flat heated surfaces of solid objects only. Because liquids and gasses do not emit radiation in the infrared range of wave lengths, detection of temperature field in the air was conducted with the use of plastic mesh, which, after heating by hot air, emits infrared...
-
Postępy fotowoltaiki - aktualne technologie produkcji ogniw
PublicationPo energetyce wodnej i wiatrowej, fotowoltaika jest trzecią pod względem mocy zainstalowanej technologią, wykorzystującą odnawialne źródła energii. Obecnie technologie fotowoltaiczne można podzielić na trzy grupy: pierwszej, drugiej i trzeciej generacji. Za ogniwa I generacji uważa się te, które wykonane są na bazie krystalicznego krzemu, II generacji - to ogniwa cienkowarstwowe, natomiast trzecią generację stanowią ogniwa, które...