1 tydzień temu
Transformacja energetyczna polskich miast nabiera tempa, a Gliwice stają się jednym z liderów tego procesu dzięki realizacji projektu „Budowa efektywnego systemu ciepłowniczego wykorzystującego OZE wraz z magazynem ciepła w PEC-Gliwice Sp. z o.o.”. To wielkoskalowe przedsięwzięcie łączy w sobie nowoczesną, ale i sprawdzoną w Europie technologię solarną z zaawansowanym systemem akumulacji ciepła, tworząc swoisty „bank ciepła”, który pozwoli na optymalizację produkcji i dystrybucji ciepła dla mieszkańców.
Inwestycja obejmuje budowę przemysłowego pola kolektorów słonecznych, zbiornika akumulacyjnego ciepła, budynku technicznego z wymiennikownią i pompownią, a także dróg wewnętrznych i ogrodzenia. Powstała instalacja będzie bezemisyjnym, wysokosprawnym źródłem energii cieplnej przeznaczonym do zasilania miejskiej sieci ciepłowniczej w Gliwicach. Projekt jest zgodny z celami „Polityki energetycznej Polski do 2040 r.” i wpisuje się w strategię ograniczania emisji CO2 oraz dywersyfikacji źródeł energii. Realizacja inwestycji z terminem zakończenia w 2027 r. Akumulator zostanie włączony w istniejący układ PEC Gliwice i może być zasilany także z konwencjonalnych źródeł ciepła. Technologie solarne zastosowane w projekcie są całkowicie bezemisyjne i ograniczają negatywny wpływ na środowisko w porównaniu z paliwami kopalnymi. Urządzenia zostaną umieszczone w obiekcie kubaturowym o niskim poziomie emisji hałasu. Inwestycja ma charakter innowacyjny i będzie stanowić wdrożenie technologii solarnej akumulacji ciepła w skali przemysłowej.
Rys. 1. Mapa sytuacyjno-wysokościowa z projektem zagospodarowania
Magazynowanie energii: Stabilizacja i elastyczność systemu
Centralnym elementem gliwickiej inwestycji jest Układ Akumulacji Ciepła (UAC), który pełni rolę technologicznego serca systemu. Sercem tym jest stalowy, cylindryczny zbiornik o pojemności całkowitej 12 544 mł i całkowitej wysokości przekraczającej 35 m, co zapewnia zmagazynowanie energii (biorąc pod uwagę krzywe temperatur) na poziomie 1950 GJ. Akumulator, jako zbiornik bezciśnieniowy, może przechowywać gorącą wodę w temperaturze do 98°C.
Rys. 2. Układ Akumulacji Ciepła
Centralnym elementem gliwickiej inwestycji jest Układ Akumulacji Ciepła (UAC), który pełni rolę technologicznego serca systemu. Sercem tym jest stalowy, cylindryczny zbiornik o pojemności całkowitej 12 544 mł i całkowitej wysokości przekraczającej 35 m, co zapewnia zmagazynowanie energii (biorąc pod uwagę krzywe temperatur) na poziomie 1950 GJ. Akumulator, jako zbiornik bezciśnieniowy, może przechowywać gorącą wodę w temperaturze do 98°C. Budowa akumulatora będzie realizowana przez zastosowanie specjalistycznej technologii montażu metodą spiralnego podnoszenia, co zapewnia precyzję i bezpieczeństwo konstrukcji. Jedno stanowisko spawalnicze zapewni wysoką jakość i powtarzalność połączeń. Głównym zadaniem akumulatora jest magazynowanie nadwyżek energii cieplnej produkowanej w okresach niskiego zapotrzebowania (np. w nocy lub w słoneczne dni) i jej rozładowywanie w momentach szczytowych. Przy zapotrzebowaniu w lecie na poziomie 14 MW pozwala na zasilanie sieci ciepłowniczej z akumulatora przez ok. 38 h.
Zastosowanie UAC zwiększa elastyczność pracy urządzeń wytwórczych. Dzięki niemu ciepłownia (a w niedalekiej przyszłości elektrociepłownia) może pracować w sposób bardziej wyrównany, bilansując energię cieplną z farmy solarnej oraz istniejących jednostek wytwórczych. W sytuacjach awaryjnych magazyn staje się kluczowym buforem bezpieczeństwa, gwarantując ciągłość dostaw ciepła do miejskiej sieci ciepłowniczej (MSC).
Woda sieciowa wewnątrz zbiornika oraz sam zbiornik chroniony jest przez układ poduszki parowej, który dzięki elektrycznych wytwornic pary utrzymuje atmosferę beztlenową nad lustrem wody. Zapobiega to korozji wewnętrznej i zapewnia utrzymanie jakości wody sieciowej w całym cyklu eksploatacji. Praca magazynu opiera się na zjawisku stratyfikacji (warstwowania termicznego), gdzie gorąca woda gromadzi się w górnej części zbiornika, a chłodniejsza w dolnej, co pozwala na efektywne zarządzanie energią bez mieszania warstw o różnych temperaturach, stąd istotne są prędkości zasilania zbiornika. Akumulator połączony jest dzięki dwóch rurociągów (zimnego i gorącego). Zimna woda zawsze wtłaczana jest dołem zbiornika, natomiast gorąca górą. Przy ładowaniu zbiornika odbieramy zimną wodę z dołu zbiornika, a wtłaczamy gorącą wodę górą zbiornika.
Efektywność energetyczna: izolacja i odzyskiwanie zasobów
Kolektory solarne, czyli płaskie cieczowe kolektory, w których bezpośrednio energia słoneczna podgrzewa płyn solarny przekazując ciepło do instalacji ciepłowniczej.
Efektywność energetyczna gliwickiej instalacji to system naczyń połączonych. Dokumentacja przetargowa narzuca wyśrubowane normy izolacyjności dla wszystkich elementów przesyłowych i magazynowych.
Rurociągi łączące farmę solarną z budynkiem technologicznym zostaną wykonane w technologii preizolowanej o wyjątkowo niskim współczynniku przewodności cieplnej, wynoszącym λ = 0,023-0,026 W/mK. Takie parametry gwarantują, iż będziemy mogli utrzymać pożądane parametry sieci od wytwarzania do odbiorcy końcowego. Sam zbiornik akumulatora zostanie osłonięty izolacją z wełny mineralnej o grubości 300 mm na płaszczu i 500 mm na dachu. Pozwala to na utrzymanie jednostkowej straty ciepła na poziomie nieprzekraczającym 20 W/m². Szacuje się, iż choćby przy skrajnych temperaturach zewnętrznych sięgających -20°C i naładowanym w pełni akumulatorze spadek temperatury w zbiorniku o 1°C wystąpi dopiero po 260 h.
Rys. 3. Planowane miesięczne uzyski ciepła w skali roku kalendarzowego
Wysoka sprawność systemu to również efekt doboru urządzeń. Sprawność kolektorów solarnych dzięki wysokiemu współczynnikowi absorpcji 0,95 oraz odpowiednim materiałom (szyby solarne, elementy wymiennika, izolacja cieplna) wynosi ponad 80%. Warto również zauważyć, iż symulacje klimatyczne dla Gliwic wskazują na roczne globalne promieniowanie na poziomie kolektora wynoszące 1257 kWh/m²r., co potwierdza wysoki potencjał solarny tej lokalizacji. Układ będzie również nadzorowany przez system sterowania, zapewniając optymalne (z uwagi na sprawność układu) przepływy glikolu chłodzącego kolektory solarne. Wszystkie silniki elektryczne pracujące w podstawie, o mocy powyżej 30 kW, muszą charakteryzować się sprawnością na poziomie co najmniej 95%. Z kolei regulacja wydajności pomp obiegowych odbywa się dzięki falowników, co pozwala na precyzyjne dostosowanie zużycia energii elektrycznej do aktualnego przepływu medium oraz zapewnia większą kontrolę nad system oraz regulacyjność.
Technologie dla energetyki: Integracja OZE i cyfrowe zarządzanie
Projekt w Gliwicach to jedna z największych przemysłowych instalacji solarnych w Polsce. Budowa obejmuje trzy niezależne pola, na których zostanie zainstalowanych łącznie 1134 wielkopowierzchniowych kolektorów solarnych. Sumaryczna moc nominalna tej farmy termicznej wynosi 13,2 MW, przy założeniu co pozwoli na pokrycie znaczącej części zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową dla miasta w okresie letnim.
Kluczem do maksymalnego wykorzystania potencjału słońca jest inteligentne sterowanie predykcyjne. System automatyki został wyposażony w czujniki nasłonecznienia (pyrometry), które pozwalają na „wyprzedzającą” reakcję układu. Zamiast reagować na wzrost temperatury, który następuje z pewnym opóźnieniem, automatyka zwiększa przepływ glikolu w kolektorach już w momencie wykrycia zwiększonego promieniowania słońca. Dzięki temu odbiór ciepła jest optymalny. Trzeba tutaj zaznaczyć, iż jest to bardzo istotny aspekt, prowadzi do przegrzewu i wrzenia czynnika, co przyspiesza degradację glikolu i może powodować zadziałanie zabezpieczeń.
Nowoczesność projektu przejawia się również w sposobie zarządzania jego cyklem życia. Wykorzystanie zaawansowanych systemów cyfrowych pozwala pracownikom PEC na bieżący monitoring parametrów pracy i szybką identyfikację ewentualnych nieprawidłowości. Zastosowanie kodów KKS dla wszystkich urządzenia oraz integracja z nadrzędnym systemem wizualizacji PEC Gliwice umożliwia precyzyjne zarządzanie gospodarką remontową i eksploatacyjną.
Nad bezpieczeństwem technologicznym czuwa zaawansowany system sterowania. System oparto na redundantnych sterownikach procesowych oraz dedykowanych modułach Safety. Pracują one niezależnie od systemów technologicznych, posiadając najwyższy priorytet w realizacji blokad i zabezpieczeń, co znacznie ogranicza ryzyko uszkodzenia instalacji w sytuacjach nieprzewidzianych.
Technologie przesyłu i bezpieczeństwo danych
Bezpieczeństwo i niezawodność nowoczesnej elektrociepłowni zależą w dużej mierze od stabilności przesyłu danych. Komunikacja między rozproszonymi obiektami farmy solarnej, pompownią, a centralną nastawnią PEC Gliwice opiera się na nowoczesnych rozwiązaniach łączności. Największą wartością gliwickiego parku zielonej energii jest jednak jego uniwersalność. Układ został zaprojektowany w sposób umożliwiający synergię różnych źródeł ciepła.
Magazyn może być ładowany nie tylko z kolektorów słonecznych, ale również z nowo powstającego bloku wielopaliwowego, czy istniejących kotłów. Taka integracja pozwala na wybór najtańszego i najbardziej ekologicznego źródła energii w danym momencie, co bezpośrednio przekłada się na stabilność cen ciepła i bezpieczeństwo energetyczne miasta.
Inwestycja realizowana w PEC Gliwice to jeden z kluczowych projektów dywersyfikacji źródeł ciepła, który wyznacza kierunek rozwoju nowoczesnego ciepłownictwa systemowego. Łącząc potęgę natury z zaawansowaną inżynierią i cyfrowym zarządzaniem, tworzymy system, który jest nie tylko efektywny ekonomicznie, ale też przyjazny dla środowiska i odporny na rynkowe zawirowania.
Dzisiejsza niepewność regulacyjna i zmienność cen paliw jasno pokazują, iż przyszłość nie leży w jednym źródle – ani też w prostym zastąpieniu węgla innym paliwem. Prawdziwą stabilność sieci zapewnia dopiero dywersyfikacja – połączenie różnych technologii wytwarzania, które pracują wspólnie na bezpieczeństwo i elastyczność całego systemu.
Gliwice stawiają właśnie na taki model oparty na równowadze między innowacją, ekologią i niezależnością energetyczną.
Autor: Łukasz Tomczak, Dział inwestycji i Rozwoju, Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej – Gliwice Sp. z o.o.
Źródło: Artykuł pochodzi z wydania 2/2026 magazynu ,,Nowa Energia”
