Special-Ops.pl

Generacja rozproszona jako element zwiększenia niezawodności zasilania w budynkach użyteczności publicznej

Distributed Generation as an Element to Increase of Power Supply Reliability in Public Utility Buildings

W artykule przedstawiono wymagania dotyczące pewności zasilania wybranych budynków użyteczności publicznej. Omówiono także możliwości wykorzystania źródeł generacji rozproszonej, które mogą zwiększyć niezawodność zasilania w energię elektryczną.

W artykule przedstawiono wymagania dotyczące pewności zasilania wybranych budynków użyteczności publicznej. Omówiono także możliwości wykorzystania źródeł generacji rozproszonej, które mogą zwiększyć niezawodność zasilania w energię elektryczną.

Budynki użyteczności publicznej w większości zaliczają się do
obiektów o zwiększonej pewności zasilania i należą do pierwszej
kategorii odbiorców energii elektrycznej. Szpitale wśród tych budynków
są szczególnie ważne ze względu na funkcję, jaką pełnią – stworzone są,
aby ratować ludzkie życie i zdrowie, i nawet chwilowa utrata zasilania
może powodować ogromne straty i niemożliwe do cofnięcia konsekwencje.

Zobacz także

Maksymalne ilości i wartości energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii, które mogą być sprzedane w drodze aukcji

Maksymalne ilości i wartości energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii, które mogą być sprzedane w drodze aukcji Maksymalne ilości i wartości energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii, które mogą być sprzedane w drodze aukcji

Autor odwołuje do przepisów rozporządzenia Rady Ministrów z dnia 18 czerwca 2015 r. w sprawie maksymalnej ilości i wartości energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii, która może być sprzedana...

Autor odwołuje do przepisów rozporządzenia Rady Ministrów z dnia 18 czerwca 2015 r. w sprawie maksymalnej ilości i wartości energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii, która może być sprzedana w drodze aukcji w 2016 r. oraz Ustawy Prawo Zamówień Publicznych regulujących zasady sprzedaży energii elektrycznej wytwarzanej z odnawialnych źródeł energii.

Uproszczony projekt kablowej sieci elektroenergetycznej nn zakładu produkcyjnego z układem zasilania awaryjnego

Uproszczony projekt kablowej sieci elektroenergetycznej nn zakładu produkcyjnego z układem zasilania awaryjnego Uproszczony projekt kablowej sieci elektroenergetycznej nn zakładu produkcyjnego z układem zasilania awaryjnego

W ramach uproszczonego projektu kablowej sieci elektroenergetycznej nn zakładu produkcyjnego z układem zasilania awaryjnego zostały przedstawione: podstawa opracowania, opis stanu istniejącego i projektowanego,...

W ramach uproszczonego projektu kablowej sieci elektroenergetycznej nn zakładu produkcyjnego z układem zasilania awaryjnego zostały przedstawione: podstawa opracowania, opis stanu istniejącego i projektowanego, obliczenia, a całość uzupełniają uwagi końcowe.

Jak dobrać moc zespołu prądotwórczego stanowiącego awaryjne źródło zasilania?

Jak dobrać moc zespołu prądotwórczego stanowiącego awaryjne źródło zasilania? Jak dobrać moc zespołu prądotwórczego stanowiącego awaryjne źródło zasilania?

Częstym problemem, z jakim spotykają się projektanci oraz inwestorzy, jest dobór mocy zespołu prądotwórczego. W przeciwieństwie do systemu elektroenergetycznego, generator zespołu prądotwórczego jest źródłem...

Częstym problemem, z jakim spotykają się projektanci oraz inwestorzy, jest dobór mocy zespołu prądotwórczego. W przeciwieństwie do systemu elektroenergetycznego, generator zespołu prądotwórczego jest źródłem „miękkim” o parametrach obwodu zwarciowego ulegających dynamicznym zmianom. W przypadku zaniku napięcia w źródle zasilania podstawowego zespół prądotwórczy stanowiący awaryjne źródło zasilania wraz z zasilanymi odbiornikami stanowi autonomiczny system elektroenergetyczny.

Zasilanie szpitali odbywa się głównie poprzez sieć elektroenergetyczną, a pewność zasilania uzyskuje się, stosując dwie, niezależne od siebie linie zasilające – z dwóch różnych GPZ-ów lub dwóch różnych sekcji tego samego GPZ-u.

Odpowiednie współdziałanie zasilania z linii uzyskuje się poprzez zastosowanie systemów sterowania automatycznego, w tym układy automatyki SZR – samoczynnego załączenia rezerwy.

Dodatkowym źródłem energii w szpitalach są spalinowe agregaty prądotwórcze, które stosuje się w przypadku całkowitego zaniku napięcia spowodowanego poważniejszą awarią w dostawie energii.

Szczególnym elementem w szpitalu są też UPS-y zapewniające bezprzerwowe zasilanie [1, 2, 17].

Uwarunkowania prawne zasilania obiektów szpitalnych

Warunki, jakie muszą być spełnione przy zasilaniu szpitali, są określone w dokumentach normalizacyjnych oraz rozporządzeniach ministra gospodarki.

Jedną z najważniejszych norm w tym zakresie jest polska norma PN-EN 50160 Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach rozdzielczych opublikowana w 2002 r. [3].

Jest ona tłumaczeniem angielskiej normy EN 50160:1999 i zawiera podstawowe informacje na temat standardów jakościowych energii elektrycznej. Określone w niej przepisy dotyczą zapewnienia przez dostawcę odpowiednich parametrów jakościowych energii elektrycznej w celu poprawnej pracy urządzeń w budynkach użytku publicznego.

Natomiast wymagania stawiane budynkom opieki zdrowotnej zawarte są w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 26 czerwca 2012 r. w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać pod względem fachowym i sanitarnym pomieszczenia i urządzenia zakładu opieki zdrowotnej.

Najważniejszymi informacjami dotyczącymi wymagań instalacji elektrycznych jest konieczność posiadania przez szpital rezerwowego źródła zasilania: § 41. Rezerwowym źródłem zaopatrzenia szpitala w energię elektryczną powinny być agregat prądotwórczy wyposażony w funkcję autostartu, zapewniający co najmniej 30% potrzeb mocy szczytowej, a także urządzenie zapewniające odpowiedni poziom bezprzerwowego podtrzymania zasilania.

Pewność zasilania obiektów szpitalnych

Jednym z parametrów służących do oceny jakości dostarczanej energii elektrycznej jest niezawodność zasilania. Jest to podstawowy parametr, który odnosi się do przerw w zasilaniu, czyli do sytuacji, kiedy odbiorca jest pozbawiony dostawy energii.

Zróżnicowane wymagania dotyczące niezawodności zasilania są powodem wprowadzenia określonych klasyfikacji odbiorców w tym zakresie, przy czym odrębne klasyfikacje istnieją dla odbiorców: przemysłowych oraz komunalnych, czyli odbiorców zasilanych z publicznych sieci rozdzielczych, zwykle na napięciu nie wyższym od 1 kV.

Odbiorniki przemysłowe dzieli się na trzy kategorie, w zależności od skutków, jakie może powodować przerwa w pracy tych urządzeń, są to:

  • kategoria I – o najwyższej pewności zasilania,
  • kategoria II – o zwiększonej pewności zasilania,
  • kategoria III – o zwykłej pewności zasilania.

Natomiast w tab. 1. zamieszczono podział kategorii odbiorców energii elektrycznej w zależności od stopnia niezawodności zasilania na podstawie [6].

b generacja rozproszona tab

Tab. 1. Kategorie odbiorców energii elektrycznej w zależności od stopnia niezawodności zasilania [6]

Instalacje elektryczne w szpitalach muszą spełniać specjalne wymagania, aby zapewnić pewne i bezpieczne zasilanie, m.in. zasilanie powinno być niezawodne i bezprzerwowe, uszkodzenie izolacji nie może powodować przerw w zasilaniu, prądy upływu muszą być jak najmniejsze i nie mogą przekraczać określonych poziomów dopuszczalnych, konieczny jest stały monitoring układów zasilających w celu sprawdzania poprawności ich działania.

Dla zapewnienia bezpieczeństwa elektrycznego w szpitalach i innych obiektach opieki zdrowotnej stosuje się niezależne źródła zasilania z sieci miejskiej oraz źródła bezpiecznego zasilania – agregaty prądotwórcze oraz UPS-y. Dzięki tym rozwiązaniom w przypadku awarii głównego źródła zasilania systemy automatyki przełączą odbiorniki na zasilanie ze źródła bezpiecznego zasilania, które pokryje niezbędne obciążenie.

Zasady te określone są w normie PN-HD 60364-7-710, rozdział 556.5.2.1.1: „W pomieszczeniach medycznych wymaga się, aby w przypadku awarii zasilania podstawowego zostało uruchomione źródło bezpiecznego zasilania dla zasilenia urządzeń w określonym przedziale czasu i określonym czasie przełączenia” [5].

Wysoki poziom niezawodności zasilania szpitala w energię elektryczną jest warunkiem bezpieczeństwa wszystkich pacjentów, a w szczególności tych, którzy poddawani są zabiegom medycznym.

Uzyskanie takiego poziomu niezawodności możliwe jest poprzez zastosowanie zasilania elektrycznego z wielu źródeł. W praktyce realizowane jest to poprzez stosowanie kombinacji kilku rozwiązań zasilania (rys. 1.):

  • podwójne zasilanie z sieci energetycznej (zasilanie dwustronne),
  • stosowanie zasilania własnego szpitala (generator spalinowy),
  • zasilanie krytycznych odbiorników z wykorzystaniem zasilaczy UPS (bezprzerwowych),
  • zasilania wybranych obwodów elektrycznych z użyciem baterii akumulatorów (np. lampy operacyjne).
b generacja rozproszona rys

Rys. 1. Uproszczony schemat zasilania odbiorów w szpitalu (odbiory według kategorii odbiorów przemysłowych)

Układy zasilania awaryjnego powinny cechować określone właściwości, które mogą być mniej lub bardziej ważne, w zależności od zastosowania.

Idealny system powinien spełniać wszystkie poniższe wymagania:

  • zakres mocy – system zasilania awaryjnego musi być w stanie dostarczyć wymaganą ilość energii, szczególnie do odbiorników krytycznych. Ważne jest również, aby był tak dobrany, żeby nie następowało jego przeciążanie,
  • wydajność systemu – musi być wystarczająco duża, tak aby można było zapewnić odpowiednią ilość energii przez długi okres czasu,
  • możliwość natychmiastowego przejęcia pełnego obciążenia w przypadku zaniku zasilania z sie­ci elektroenergetycznej,
  • niezawodność,
  • trwałość, akceptowalny koszt inwestycyjny oraz stosunkowo niskie koszty eksploatacji. Chociaż w przypadku zapasowych jednostek, które pracują czasem tylko kilka godzin w roku, zarówno jeden, jak i drugi koszt może być bardzo wysoki,
  • elastyczność i skalowalność – czyli możliwość rozbudowy o nowe jednostki z zapewnieniem ich wzajemnej współpracy.

Niezależna linia zasilająca – rezerwowe zasilanie za pomocą linii elektroenergetycznej. Przez taką linię rozumie się rozwiązanie, w którym awaria, np. zwarcie na jednej linii, nie powoduje równoczesnego wyłączenia drugiej linii, tylko przejęcie przez nią obciążenia obu linii. Natomiast sytuacja wyłączenia obu linii jest bardzo mało prawdopodobna – powinny one być zasilane z osobnych GPZ-ów lub różnych sekcji tego samego GPZ-u.

Zasadniczo rezerwowa linia zasilająca służy do przejęcia obciążenia na dłuższy okres czasu w przypadku awarii zasilania podstawowego z pierwszej linii zasilającej. Dodatkowo należy stosować również inne urządzenia rezerwowego zasilania, które powodują poprawę jakości napięcia zasilającego, niwelując skutki zapadów spowodowanych zwarciami w systemie wewnętrznym lub krótkotrwałymi zakłóceniami w sieci.

Systemy gwarantowanego zasilania składają się z dwóch systemów: UPS (zespołu statycznego) i agregatu prądotwórczego (zespołu dynamicznego). Są one niezależne od siebie, co powoduje, że tworzą tzw. układ nadmiarowy, inaczej redundantny – gwarantują pewność dostaw energii elektrycznej.

Te redundantne źródła zasilania są podłączone do systemu zasilania obiektu przez układ samoczynnego załączenia rezerwy (SZR), który przełącza źródła zasilania w przypadku awarii. Energia elektryczna jest dystrybuowana do poszczególnych obwodów odbiorczych w zależności od ich ważności.

Zespoły prądotwórcze stosowane w szpitalach są rezerwowym źródłem zasilania – składają się z jednego lub większej liczby wysokoprężnych silników spalinowych produkujących energię elektryczną mogącą zasilić potrzebne układy szpitala. Są one przystosowane do dość długiego okresu pracy – od kilku godzin do kilku, kilkunastu dni w przypadku większych awarii zewnętrznych.

Ich moc jest różna w zależności od wymagań poszczególnych jednostek szpitalnych. Są załączane automatycznie, w przypadku wystąpienia awarii, przy czym ich rozruch trwa kilka sekund dla małych jednostek do kilkudziesięciu dla większych agregatów.

Agregaty prądotwórcze są zazwyczaj drugim rezerwowym źródłem zasilania i włączają się samoczynnie w przypadku braku lub znacznego obniżenia się napięcia w liniach zasilających budynek szpitalny.

Układy UPS z baterią akumulatorów są powszechnie stosowane jako źródła zasilania rezerwowego – dają one pewność przełączenia bezprzerwowego (nie powstają chwilowe zapady napięcia). Układy te mają wysoką sprawność oraz są produkowane w bardzo szerokim zakresie mocy, przez co można dobrać odpowiedni UPS do potrzeb szpitala.

Często zdarza się również, że stosowane są dwa UPS-y – w normalnym stanie są obciążone po ok. 40%, a w razie potrzeby (np. awarii jednego z nich), drugi może przejąć całe obciążenie. Są sterowane mikroprocesorami, przez co zabezpieczają przed przerwami w dostawie energii, ale także poprawiają jakość energii elektrycznej podczas normalnej pracy.

UPS-y współpracują z bateriami akumulatorów, które są stale doładowywane w normalnym stanie pracy, a w przypadku awarii są przełączane na zasilanie bateryjne.

Dla zapewnienia odpowiedniego zadziałania zabezpieczeń i załączenia rezerwowych źródeł energii stosowane są układy samoczynnego załączenia rezerwy (SZR), a często nawet kombinacje układów rezerwowego zasilania, aby zapewnić niezawodność działania zasilania. Odbiorniki w danym obiekcie są podzielone na grupy w zależności od priorytetu zasilania i w przypadku awarii najważniejsze jest załączenie odbiorników z pierwszej grupy przez samoczynne przełączenie na rezerwowe źródło zasilania bez jakiejkolwiek przerwy w zasilaniu.

Źródła zasilania rezerwowego

Źródłem zasilania rezerwowego zgodnie z przepisami powinien być zespół prądotwórczy składający się z silnika spalinowego i prądnicy o rozruchu automatycznym, którego czas pełnego przejęcia obciążenia jest mniejszy niż 15 s.

Moc zespołu powinna zapewnić pokrycie zapotrzebowania umożliwiającego normalną pracę szpitala w warunkach awaryjnych, co stanowi około 35% mocy szczytowej. Zadziałanie zespołu prądotwórczego powinno nastąpić przy zaniku napięcia lub jego obniżeniu o 10% w czasie ponad 3 s. Zbiorniki paliwa powinny mieć pojemność zapewniającą nieprzerwaną pracę zespołu pod pełnym obciążeniem przez minimum 24 h.

Agregaty prądotwórcze są stosowane jako rezerwowe źródło zasilania wszędzie tam, gdzie wymagany czas podtrzymania przekracza 40 min.

Agregaty prądotwórcze, czyli prądnice napędzane są najczęściej silnikiem spalinowym wysokoprężnym, rzadziej turbiną gazową, powinny być gotowe przejąć obciążenie na czas od kilku godzin nawet do kilku dni. Układy te wyposażone są zwykle w autonomiczny system automatycznej regulacji prędkości obrotowej i synchronizacji z zewnętrzną siecią zasilającą lub z innymi jednostkami prądotwórczymi. Produkowane są w bardzo szerokim zakresie swych mocy znamionowych, od kilkunastu kW do kilku MW. Źródłem zasilania zapasowego mogą być baterie akumulatorów lub UPS. W przypadku baterii akumulatorów czas przerwy nie może przekroczyć 0,5 s przy natychmiastowym działaniu załączenia, a stosując odpowiednio dobrany UPS, można zapewnić działanie bezprzerwowe o zasilaniu ciągłym.

Zadaniem źródła zasilania zapasowego jest zasilanie lamp bezcieniowych w salach operacyjnych i opraw oświetlenia ewakuacyjnego, a także aparatów elektromedycznych służących do podtrzymania ważnych funkcji życiowych.

Do głównych zalet zasilaczy UPS należy zaliczyć takie cechy, jak:

  • izolowanie zakłóceń pochodzących z sieci energetycznej,
  • utrzymywanie stałej wartości napięcia oraz
  • w razie potrzeby izolowanie podłączonych do niego urządzeń od sieci energetycznej.

Wyróżnia się następujące podstawowe rodzaje zasilaczy UPS:

  • pracujące w trybie VFD, czyli Voltage, Frequency Dependent (układy o biernej gotowości),
  • pracujące w trybie VI, czyli Output Voltage Independent (układy liniowo interaktywne),
  • pracujące w trybie VFI, czyli Voltage, Frequency Independent (układy o podwójnej konwersji).

Układy o biernej gotowości są najprostszymi zasilaczami, w których podczas normalnych warunków zasilania bateria akumulatorów jest stale doładowywana, natomiast w przypadku konieczności zasilania rezerwowego odbiory są przełączane na zasilanie z baterii poprzez falownik. Typowy czas zasilania rezerwowego przewidziany jest na ok. 3 godzin, przy czym czas poprzedniego ładowania baterii akumulatorów jest dwukrotnie dłuższy, czyli ok. 6 godzin.

Układy liniowo interaktywne są zasilane z sieci podczas normalnej pracy w ten sposób, że część pobieranej energii zużywana jest na stałe doładowywanie baterii akumulatorów, która z kolei dostarcza energię do odbiornika, wspomagając w ten sposób ciągły podstawowy układ zasilania.

W przypadku przerwy w zasilaniu podstawowym odbiory zasilane są w sposób ciągły z baterii akumulatorów poprzez przekształtnik, pracujący teraz jako falownik.

Układy UPS o podwójnej konwersji to najbardziej rozbudowane układy zasilania bezprzerwowego. W czasie normalnej pracy energia jest przetwarzana dwukrotnie: raz z prądu przemiennego na prąd stały, a następnie z prądu stałego na prąd przemienny.

Zaletą tych układów jest płynne i zupełnie nieodczuwalne dla odbiornika przejście z zasilania podstawowego na rezerwowy [7].

Nowoczesne i niekonwencjonalne źródła zasilania

Systemy kogeneracyjne, zwane również systemami CHP (Combined Heat and Power) o mocy od kilku kilowatów do kilkudziesięciu kilowatów stosowane są także jako jednostki zasilające w budynkach użyteczności publicznej.

Urządzenia kogeneracyjne stosuje się tam, gdzie ma miejsce stałe zapotrzebowanie na ciepło i energię elektryczną, np. w szkołach, szpitalach, sanatoriach, hotelach i małych osiedlach i zakładach przemysłowych.

Występowanie przez określony czas w roku odpowiedniego, w miarę stałego, zapotrzebowania na ciepło i energię elektryczną (co ma miejsce np. w szpitalach), ma zasadnicze znaczenie dla opłacalności takich inwestycji.

Małe układy skojarzone zasilane są głównie gazem zimnym, biogazem, a rzadziej olejem opałowym.

Energia elektryczna generowana w skojarzeniu może być w całości zużyta w obiekcie, jak również w całości lub części sprzedana do sieci, lub innym odbiorcom.

Coraz częściej wskazuje się też na duże możliwości i korzyści wykorzystania układów trigeneracyjnych o małych mocach.

Układy kogeneracyjne z silnikami spalinowymi mają moc od 5 kW do 6 MW energii elektrycznej i dostarczają ciepło o temp. 70÷120°C. Ich sprawność całkowita waha się od 80 do ponad 90%.

Mikroturbiny gazowe o mocy od kilku do kilkuset kilowatów dzięki zaawansowanym systemom sterowania pracują bezobsługowo, a automatyczny rozruch odbywa się z synchronizacją do sieci dystrybucji energii elektrycznej.

Mikroturbiny mogą być zasilane gazem ziemnym, płynnym, biogazem lub olejem napędowym. Zbudowane są zwykle jako zespół jednostopniowej sprężarki promieniowej i jednostopniowej turbiny promieniowej z rekuperatorem stanowiącym wymiennik regeneracyjny. Osiągają sprawność wytwarzania energii elektrycznej na poziomie 20÷35%, a ciepła w zakresie 40÷60%, całkowita sprawność w układzie kogeneracyjnym wynosi ponad 80%.

Ogniwa paliwowe są to urządzenia elektrochemiczne, które wytwarzają energię elektryczną i ciepło bezpośrednio z zachodzącej w nich reakcji chemicznej, w wyniku stale dostarczanego do nich z zewnątrz paliwa. Ich największą zaletą jest bardzo niska emisja zanieczyszczeń do atmosfery.

Technologia ogniw paliwowych jest intensywnie rozwijana w krajach UE, Japonii oraz USA.

Większość ogniw paliwowych do produkcji energii elektrycznej i ciepła wykorzystuje wodór (ogniwa wodorowe). Ogniwa paliwowe używane są zarówno w małych, domowych jednostkach produkujących energię elektryczną i ciepło (systemy CHP) lub pomocniczych źródłach prądu o mocach kilkudziesięciu kilowatów, jak i w dużych elektrowniach o mocy kilku megawatów. Urządzenia takie są stosowane w miejscach, gdzie ważna jest ciągła i pewna dostawa energii elektrycznej i ciepła: w szpitalach, bazach wojskowych, budynkach biurowych i w przemyśle.

Do niekonwencjonalnych źródeł energii w układach rezerwowego zasilania należy zaliczyć także: koła zamachowe, superkondensatory, nadprzewodnikowe magnetyczne zasobniki energii (SMES). Źródła te w większości znajdują się w początkowej fazie rozwoju i nie są stosowane komercyjnie.

Podejmowane są także próby wykorzystania energii wiatru oraz promieniowania słonecznego do zasilania budynków użyteczności publicznej. Jednakże ze względu na stochastyczny charakter pracy tych źródeł trudno je uznać za źródła pełniące funkcje zwiększające pewność zasilania. Natomiast z powodzeniem mogą być one stosowane jako jednostki, które uzupełniają źródła podstawowe, obniżają zapotrzebowanie na moc dostarczoną z systemu.

Zarówno elektrownie wiatrowe, jak i panele fotowoltaiczne mogą także współpracować z lokalnymi magazynami energii i wtedy takie hybrydowe układy wytwórcze mogą spełniać funkcję zwiększania niezawodności zasilania budynków.

Przykłady nowoczesnych rozwiązań

Coraz popularniejsze staje się także instalowanie własnych systemów zasilania takich jak odnawialne źródła energii, np. instalacja paneli fotowoltaicznych lub układy kogeneracyjne CHP.

Poniżej podano przykłady placówek medycznych, które wyposażone są w instalacje źródeł rozproszonych.

W szpitalu Rhön-Klinikum w Bad Neustadt w 2000 r. zainstalowane zostało jedno z najdłużej pracujących ogniw paliwowych. Urządzenie HotModule ma moc elektryczną 250 kW i pozwala na wytworzenie 180 kW ciepła.

W szpitalu St. Agnes Hospital w Bocholt (Niemcy) zainstalowano ogniwo paliwowe PureCell(R) Model 200 (o mocy 200 kW). Ogniwo paliwowe wytwarza energię elektryczną oraz ciepło, a także zapewnia produkcję chłodu do urządzeń klimatyzacyjnych. Dostępność ogniwa paliwowego wynosi ok. 97% [13].

W szpitalu St. Helena Hospital w Napa Valley (Kalifornia) zainstalowano w 2009 r. ogniwo paliwowe PureCell(R) Model 400 (o mocy 400 kW) [14].

W szpitalu Hartford Hospital w Connecticut zaistalowane zostało ogniwo paliwowe o mocy 1,4 MW [15].

Szpital Sutter Health’s w Santa Rosa (USA) wyposażony został w ogniwo paliwowe o mocy 375 kW, co zapewnia ponad 70% zapotrzebowania na energię elektryczną [16].

W Stanach Zjednoczonych w kilku szpitalach zainstalowano jednostki kogeneracyjne, które służą do produkcji energii elektrycznej na potrzeby własne, a także produkują ciepło na potrzeby szpitala.

Szpital Johns Hopkins ma jednostkę CHP o mocy elektrycznej 15 MW, Szpital Mayo Clinic o mocy elektrycznej 5,2 MW, a szpital Presbyterian w Nowym Jorku układ kogeneracyjny o mocy 7,5 MW.

W szpitalu Christian Health Care Center w Wyckoff (stan New Jersey) pracuje mikroturbina kogeneracyjna o mocy elektrycznej 260 kW.

Szpital St. Peter’s University Hospital w New Brunswick (New Jersey – USA) zainstalował ponad 2,1 MW w panelach fotowoltaicznych. Projekt został zrealizowany w 2011 r. [12].

W Haiti, w miejscowości Mirebalais (ok. 60 km od stolicy Port-au-Prince) lokalny szpital został wyposażony w 1800 paneli fotowoltaicznych o mocy 280 W każdy. Łączna moc to ponad 500 kW. Energia dodatkowo magazynowana jest w akumulatorach aby zapewnić ciągłość dostaw energii elektrycznej [10].

Szpital Queensland Health (USA) ma zainstalowane 266 kW w panelach fotowoltaicznych, co pozwala na wyprodukowanie ok. 385 kWh energii elektrycznej rocznie [11].

W Wojewódzkim Specjalistycznym Szpitalu im dr. Wł. Biegańskiego w Łodzi, w ramach programu oszczędnościowego energii elektrycznej, zainstalowano ogniwa fotowoltaiczne o łącznej mocy 219 kW. Inwestycja oficjalnie otwarta została w październiku 2012 r., dzięki czemu szpital znacznie obniżył swój pobór energii od zewnętrznych dostawców, a równocześnie zyskał dodatkowe rezerwowe źródło zasilania oraz stał się obiektem spełniającym wszelkie normy środowiskowe w zakresie ochrony atmosfery.

Każdy pawilon szpitala ma własną instalację fotowoltaiczną, z której energia jest wykorzystywana na potrzeby własne oddziałów, ale także istnieje możliwość przesyłania energii między pawilonami w zależności od zapotrzebowania.

System jest również wyposażony w akumulatory, które gromadzą część energii i pozwalają na jej użytkowanie w godzinach nocnych. Dodatkowo szpital został objęty programem dotyczącym zainstalowania jednostki trigeneracyjnej, która ma zapewnić niezależność zasilania w energię elektryczną oraz ciepło, a także ma produkować chłód na potrzeby klimatyzacji [9].

Wojewódzki Szpital Specjalistyczny w Legnicy od 2014 r. ma własną instalację kogeneracyjną do wytwarzania energii elektrycznej i ciepła. Jednostka kogeneracyjna jest zasilana gazem ziemnym i ma moc 100 kW energii elektrycznej oraz 200 kW energii cieplnej, dzięki czemu wytwarza energię cieplną na potrzeby ciepłej wody użytkowej, ale również zasila w części budynki szpitala w energię elektryczną [9].

Wojewódzki Szpital Specjalistyczny w Radomiu dzięki wsparciu z funduszy europejskich zrealizował projekt zasilania szpitala przy pomocy źródeł odnawialnych. Po pierwsze powstał system kogeneracyjny o mocy elektrycznej 1166 kW i cieplnej 1150 kW wytwarzający ciepło i energię z gazu. Dodatkowo na dachu jednego z budynków zainstalowano ogniwa fotowoltaiczne, a także postawiono wiatrak, z którego energia wykorzystywana jest do zewnętrznego oświetlania szpitala [9].

Powyższe opisy szpitali są jedynie przykładami zmian zachodzących w zasilaniu szpitali w Polsce i na świecie.

Coraz częściej przeprowadzane są modernizacje w szpitalach mające na celu oszczędniejsze gospodarowanie energią oraz instalowanie nowych źródeł energii, które uniezależniają szpitale od operatorów zewnętrznych, ale także zapewniają dodatkowe źródła rezerwowego zasilania.

Podsumowanie

Zagadnienie zasilania budynków szpitalnych jako obiektów o specjalnych wymaganiach technicznych to niezwykle szeroki, interesujący, ale również trudny temat. Jednak jest to niezwykle ważne zagadnienie, gdyż od pewności zasilania szpitala zależy ludzkie życie. Z tego powodu dąży się do coraz to nowych zastosowań i poprawy jakości energii elektrycznej, a wymagania stawiane budynkom szpitalnym muszą być restrykcyjnie przestrzegane.

Obecnie przy zasilaniu szpitali ważne są trzy fundamentalne zagadnienia:

  • gwarancja dostaw energii – konieczność zapewnienia bezpiecznej ilości energii o odpowiedniej jakości; stała dostępność energii zasilającej oraz optymalna praca systemu,
  • niezawodna eksploatacja instalacji – stawianie na jakość elementów systemów zasilających oraz instalacji; inwestowanie w technologie,
  • efektywność energetyczna — odpowiednie zarządzanie instalacjami w celu uzyskania efektywniejszego zużycia energii – dążenie do ograniczenia zużycia poprzez odpowiednią kontrolę, jak i optymalizację działania.

Rozwiązania technologiczne stosowane w szpitalach mają zapewnić ciągłość zasilania przy równoczesnym spełnieniu wszystkich wymogów bezpieczeństwa.

Rozwój nowych technologii gwarantuje coraz lepsze współdziałanie wszelkich elementów systemu zasilania ze sobą, a także zwiększa ochronę i bezpieczeństwo przy równoczesnym wzroście efektywności energetycznej i ekonomicznej [10].

Literatura

  1. H. Markiewicz, A. Klajn, Jakość zasilania – poradnik. Pewność zasilania. Układy rezerwowego zasilania odbiorców, 2003.
  2. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 26 czerwca 2012 r. w sprawie szczegółowych wymagań, jakim powinny odpowiadać pomieszczenia i urządzenia podmiotu wykonującego działalność leczniczą (DzU z dnia 29 czerwca 2012 r.)
  3. Norma PN-EN 50160 Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach rozdzielczych.
  4. Norma PN-HD 60364-7-710, rozdział 556.5.2.1.1.
  5. K. Strzałka-Gołuszka, J. Strzałka, Praktyczne sposoby poprawy niezawodności zasilania i jakości energii elektrycznej, „Biuletyn Techniczny” nr 2 (46) 2010.
  6. G. Seip, Elektrische Installationstechnik, T1. Berlin, Munchen, Simens, Aktiengesellschaft 1993.
  7. H. Markiewicz, A. Klajn, Pewność zasilania. Układy rezerwowego zasilania odbiorców (www.miedz.org.pl).
  8. Dokument harmonizujący HD 60364-7-710:2012 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji – pomieszczenia medyczne.
  9. M. Ciarkowska, R. Szczerbowski, Bezpieczeństwo zasilania obiektów szpitalnych, Materiały II międzynarodowej konferencji naukowej „Europejski wymiar bezpieczeństwa energetycznego Polski a ochrona środowiska”, Poznań, czerwiec 2015.
  10. http://www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/5883/Solar-Powered-Hospital.aspx.
  11. http://www04.abb.com/global/auabb/auabb500.nsf!OpenDatabase&db=/global/auabb/auabb504.nsf&v=DB2&e=us&url=/global/seitp/seitp202.nsf/0/BE3F8E17E669BC65C12579970011D4E2!OpenDocument.
  12. http://investors.canadiansolar.com/phoenix.zhtml?c=196781&p=irol-newsArticle&ID=1608695.
  13. http://www.prnewswire.com/news-releases/fuel-cell-at-german-hospital-tops-10-million-kilowatt-hours-of-operation-56795852.html.
  14. http://www.prnewswire.com/news-releases/st-helenas-hospital-orders-new-model-400kw-fuel-cell-from-utc-power-64853322.html.
  15. http://www.fuelcellenergy.com/applications/clean-natural-gas/on-site-power-generation/universities-healthcare/.
  16. http://www.hfmmagazine.com/display/HFM-news-article.dhtml?dcrPath=/templatedata/HF_Common/NewsArticle/data/HFM/Magazine/2015/Apr/upfront-fuel-cell.
  17. W. Dołęga, Układy zasilania obiektów ochrony zdrowia, „INPE” nr 182–183, s. 29–38.
  18. J. Wiatr, M. Miegoń, Zasilanie budynków użyteczności publicznej oraz budynków mieszkalnych w energię elektryczną, „Niezbędnik Elektryka”, „elektro.info”, Warszawa 2011.

Galeria zdjęć

Tytuł
przejdź do galerii

Komentarze

Najnowsze produkty i technologie

BALLISTOL – jakość i wszechstronność!

BALLISTOL – jakość i wszechstronność! BALLISTOL – jakość i wszechstronność!

Rynek wszelkiego rodzaju czyścideł i smarowideł dla broni jest obecnie bardzo mocno rozbudowany. Mnogość producentów, marek, może przyprawić o zawrót głowy. Co wybrać? Co będzie najlepsze do czyszczenia...

Rynek wszelkiego rodzaju czyścideł i smarowideł dla broni jest obecnie bardzo mocno rozbudowany. Mnogość producentów, marek, może przyprawić o zawrót głowy. Co wybrać? Co będzie najlepsze do czyszczenia karabinu, co do sztucera, a co do pistoletu? Wiadomo, że tak samo jak myć ręce, szczególnie w obliczu Covid-19, trzeba dbać o czystość broni. Dzięki temu służyć nam będzie niezawodnością i perfekcyjnym działaniem przez długie lata.

Elementy instalacji przemysłowej

Elementy instalacji przemysłowej Elementy instalacji przemysłowej

Elementy instalacji elektrycznej w domu zasadniczo różnią się od instalacji pracującej w fabrykach czy warsztatach. Specyfika zakładów przemysłowych wymaga zastosowania określonych elementów instalacji....

Elementy instalacji elektrycznej w domu zasadniczo różnią się od instalacji pracującej w fabrykach czy warsztatach. Specyfika zakładów przemysłowych wymaga zastosowania określonych elementów instalacji. Omówimy dzisiaj gniazda, wtyczki i przewody przemysłowe, porównując je do odpowiedników, które są stosowane w naszych domach.

UPS-y kompensacyjne

UPS-y kompensacyjne UPS-y kompensacyjne

Urządzenia zasilania bezprzerwowego są niezbędnym elementem układów zasilania wrażliwych odbiorów, procesów technologicznych, zasilania centrów danych i układów automatyki. Środowisko techniczne, w jakim...

Urządzenia zasilania bezprzerwowego są niezbędnym elementem układów zasilania wrażliwych odbiorów, procesów technologicznych, zasilania centrów danych i układów automatyki. Środowisko techniczne, w jakim te urządzenia funkcjonują, opisują normy na urządzenia odbierające energię z sieci energetycznej oraz normy i wymagania na sieć zasilającą, w szczególności wymagania na jakość energii elektrycznej dostarczanej przez operatora systemu dystrybucji energii OSD.

Valena Allure – ikona designu

Valena Allure – ikona designu Valena Allure – ikona designu

Valena Allure to nowa seria osprzętu firmy Legrand, łącząca wysmakowaną awangardę i nowoczesność. Wyróżniający ją kształt ramek oraz paleta różnorodnych materiałów zachęcają do eksperymentowania. Valena...

Valena Allure to nowa seria osprzętu firmy Legrand, łącząca wysmakowaną awangardę i nowoczesność. Wyróżniający ją kształt ramek oraz paleta różnorodnych materiałów zachęcają do eksperymentowania. Valena Allure pomoże z łatwością przekształcić Twój dom w otoczenie pełne nowych wrażeń i stanowić będzie źródło kolejnych inspiracji.

Bezpieczeństwo podczas prac serwisowych

Bezpieczeństwo podczas prac serwisowych Bezpieczeństwo podczas prac serwisowych

Niezależnie od tego, gdzie chcesz zastosować program Lockout/Tagout, firma Brady będzie Cię prowadzić i wspierać. Nasze kompleksowe rozwiązanie Lockout/Tagout obejmuje innowacyjne kłódki z rozbudowanym...

Niezależnie od tego, gdzie chcesz zastosować program Lockout/Tagout, firma Brady będzie Cię prowadzić i wspierać. Nasze kompleksowe rozwiązanie Lockout/Tagout obejmuje innowacyjne kłódki z rozbudowanym planowaniem kluczy, specjalistyczne blokady zabezpieczające, praktyczne oprogramowanie i doskonałe usługi obejmujące identyfikację punktów kontroli energii oraz najlepsze w swojej klasie tworzenie procedur.

Słowniczek najważniejszych pojęć z branży elektrycznej

Słowniczek najważniejszych pojęć z branży elektrycznej Słowniczek najważniejszych pojęć z branży elektrycznej

Znasz to uczucie, gdy wchodząc do sklepu stacjonarnego albo przeszukując największe internetowe sklepy elektryczne, czujesz się zagubionym i niepewnym? Wśród tysięcy produktów i oznaczeń nie wiesz jaki...

Znasz to uczucie, gdy wchodząc do sklepu stacjonarnego albo przeszukując największe internetowe sklepy elektryczne, czujesz się zagubionym i niepewnym? Wśród tysięcy produktów i oznaczeń nie wiesz jaki produkt spełni Twoje oczekiwania i co ważne – stanie się bezpiecznym i funkcjonalnym?

Rejestratory sieciowe NVR – czym różnią się od DVR, do czego są przeznaczone?

Rejestratory sieciowe NVR – czym różnią się od DVR, do czego są przeznaczone? Rejestratory sieciowe NVR – czym różnią się od DVR, do czego są przeznaczone?

W przeciwieństwie do rejestratorów DVR urządzenia NVR służą do obsługi kamer wykorzystujących protokół internetowy. Urządzenia te nie potrzebują dodatkowego okablowania do transferowania danych – pobierają...

W przeciwieństwie do rejestratorów DVR urządzenia NVR służą do obsługi kamer wykorzystujących protokół internetowy. Urządzenia te nie potrzebują dodatkowego okablowania do transferowania danych – pobierają je przez internet od skonfigurowanych ze sobą kamer IP. Co jeszcze warto wiedzieć o rejestratorach sieciowych NVR?

Nowoczesne zespoły zabezpieczeń WN typu e2TANGO-2000

Nowoczesne zespoły zabezpieczeń WN typu e2TANGO-2000 Nowoczesne zespoły zabezpieczeń WN typu e2TANGO-2000

Wdrożenie platformy zabezpieczeń typu e2TANGO dla średnich napięć zaowocowało pozytywnym odbiorem przez klientów oraz jednoczesne sugestie, aby rozszerzyć ofertę firmy o zabezpieczenia WN. Ideą...

Wdrożenie platformy zabezpieczeń typu e2TANGO dla średnich napięć zaowocowało pozytywnym odbiorem przez klientów oraz jednoczesne sugestie, aby rozszerzyć ofertę firmy o zabezpieczenia WN. Ideą podczas tworzenia platformy automatyki zabezpieczeniowej WN było zapewnienie odbiorców o całkowitej pewności działania strony sprzętowej oraz oprogramowania i algorytmów.

Odnawialne źródła energii, a krajowe bilanse energetyczne w roku 2017

Odnawialne źródła energii, a krajowe bilanse energetyczne w roku 2017 Odnawialne źródła energii, a krajowe bilanse energetyczne w roku 2017

Odnawialne źródła energii - jeśli chodzi o ich udział w Polskiej gospodarce, to odnotowuje się wzrost OZE z roku na rok. Niezaprzeczalnie nadal najwięcej energii w naszym kraju pochodzi ze źródeł konwencjonalnych,...

Odnawialne źródła energii - jeśli chodzi o ich udział w Polskiej gospodarce, to odnotowuje się wzrost OZE z roku na rok. Niezaprzeczalnie nadal najwięcej energii w naszym kraju pochodzi ze źródeł konwencjonalnych, z paliw kopalnych, takich jak węgiel kamienny, brunatny, gaz ziemny czy ropa naftowa. Ciągłe uzależnienie kraju od dostaw gazu i ropy, nie oddziałuje pozytywnie na stan gospodarki czy poczucie komfortu społeczeństwa z zakresu energetyki, a w tym podwyżek cen za energię elektryczną. Nie...

Nowoczesne oświetlenie Neonica

Nowoczesne oświetlenie Neonica Nowoczesne oświetlenie Neonica

Podczas remontu mieszkania, domu, pokoju czy biura, lub w trakcie planowania od samego początku ważnej dla nas przestrzeni, najczęściej w głowie mamy już przygotowaną wizję lub koncepcję. Plany te dotyczą...

Podczas remontu mieszkania, domu, pokoju czy biura, lub w trakcie planowania od samego początku ważnej dla nas przestrzeni, najczęściej w głowie mamy już przygotowaną wizję lub koncepcję. Plany te dotyczą zarówno układu mebli, wykorzystanych materiałów czy koloru ścian. Jednak przede wszystkim warto dokładnie i z uwagą podjąć decyzje związane z wyborem odpowiedniego oświetlenia.

Bezprzerwowy System Zasilania Merus UPQ

Bezprzerwowy System Zasilania Merus UPQ Bezprzerwowy System Zasilania Merus UPQ

Bezprzerwowy System Zasilania Merus UPQ to innowacyjna koncepcja, łącząca funkcje zasilacza UPS i aktywnego filtra harmonicznego w jedno solidne rozwiązanie.

Bezprzerwowy System Zasilania Merus UPQ to innowacyjna koncepcja, łącząca funkcje zasilacza UPS i aktywnego filtra harmonicznego w jedno solidne rozwiązanie.

Czy wykwalifikowani elektrycy muszą aż tyle robić ręcznie?

Czy wykwalifikowani elektrycy muszą aż tyle robić ręcznie? Czy wykwalifikowani elektrycy muszą aż tyle robić ręcznie?

Rosnąca ilość zleceń, coraz bardziej złożone projekty oraz niewystarczająca ilość specjalistów daje się we znaki również w branży produkcji aparatury sterowniczej. Firmy Rittal i Eplan zauważyły to wyzwanie...

Rosnąca ilość zleceń, coraz bardziej złożone projekty oraz niewystarczająca ilość specjalistów daje się we znaki również w branży produkcji aparatury sterowniczej. Firmy Rittal i Eplan zauważyły to wyzwanie i zapoczątkowały wspólny projekt – zintegrowany łańcuch wartości, czyli systemowe podejście do optymalizacji i industrializacji procesów prefabrykacji szaf sterowniczych i rozdzielnic.

Copyright © 2004-2019 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
Portal Budowlany - Elektro.Info.pl

Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień przeglądarki dotyczących cookies. Nim Państwo zaczną korzystać z naszego serwisu prosimy o zapoznanie się z naszą polityką prywatności oraz Informacją o Cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności oraz Informacji o Cookies. Administratorem Państwa danych osobowych jest Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp.K., nr KRS: 0000537655, z siedzibą w 04-112 Warszawa, ul. Karczewska 18, tel. +48 22 810-21-24, właściciel strony www.elektro.info.pl. Twoje Dane Osobowe będą chronione zgodnie z wytycznymi polityki prywatności www.elektro.info.pl oraz zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016r i z Ustawą o ochronie danych osobowych Dz.U. 2018 poz. 1000 z dnia 10 maja 2018r.