Materiały konferencyjne SEP 2022

powe [2]. Ze względu na rozpoznaną strukturę geologiczną oraz gotową infrastrukturę wzmac- niającą górotwór, poeksploatacyjne wyrobiska podziemne są szansą na rozpowszechnienie sys- temów magazynowania energii. Aktywność zespołu działającego w Politechnice Śląskiej umożliwiła wypracowanie wielu koncepcji adiabatycznych systemów magazynowania energii w sprężonych gazach, a w tym rozwiązań opatentowanych lub też stanowiących obecnie przedmioty zgłoszeń patentowych. Na uwagę zasługuje koncepcja podziemnego magazynu na sprężone powietrze wykorzystującego poeksploatacyjny szyb kopalniany [3]. Według tez sta- wianych przez członków zespołu z Politechniki Śląskiej szyby pokopalniane mogą być rów- nież z powodzeniem adaptowane jako zbiorniki podziemne dla magazynowania dwutlenku węgla [4], mogącego stanowić także nośnik energii wykorzystywany w ramach opatentowa- nych wynalazków [5, 6]. Choć magazynowanie dwutlenku węgla w strukturach podziemnych jest korzystne z puntu widzenia możliwości ograniczenia wymaganych nakładów inwestycyj- nych to zespół angażuje się również w rozwijanie technik magazynowania tego gazu z instala- cjach naziemnych [7]. W Politechnice Śląskiej prowadzone są już od wielu lat również badania nad strukturami systemów magazynowania energii w sprężonych gazach oraz w wodorze, a w tym działania ukierunkowane na opracowywanie rozwiązań hybrydowych [8, 9]. Wśród efektów prac w tym zakresie są również wynalazki [10, 11].Proponowane rozwiązania bardzo dobrze wpisują się w koncepcję rozwoju gospodarki wodorowej i budzą dziś zainteresowanie podmiotów przemy- słowych. Podstawową zaletą adiabatycznych systemów magazynowania energii w sprężonych ga- zach jest wykluczenie procesu spalania paliwa w fazie rozładowania systemu, co znacząco zwiększa ekologiczność proponowanych układów. W Politechnice Śląskiej prowadzone są pra- ce badawcze nad systemami TES (ang. Thermal Energy Storage ), gdzie jako materiały akumu- lacyjne wykorzystywane są skały lub stałe materiały syntetyczne. Podstawowe wyzwania ba- dawcze są skoncentrowane na aspektach związanych z geometrią zasobników ciepła, które są przewidziane dla zabudowy wewnątrzszybowej. Wymiary geometryczne zasobników TES de- terminowane są w tym przypadku przez średnicę poeksploatacyjnego szybu kopalnianego i czy- nią tę koncepcję unikalną w skali już funkcjonujących i proponowanych układów [12, 13]. Smu- kłość zasobnika z jednej strony jest narzucona wymiarami szybu oraz wymaganą do wykorzy- stania objętością materiału akumulacyjnego, z drugiej jednak strony otwiera możliwości opty- malizacji systemu A-CAES, gdzie dąży się do wysokiej sprawności egzergetycznej, przy rów- noczesnym zachowaniu akceptowalnych oporów przepływu gazów przez materiał akumulacyj- ny w fazie ładowaniai rozładowywania systemu. Optymalizacja magazynu ciepła stała się przedmiotem badań eksperymentalnych i numerycznych prowadzonych na stanowisku labora- toryjnym w Katedrze Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej [14, 15]. Po- nadto, prowadzone są również badania systemowe oraz prace projektowe, których celem jest dostarczenie szczegółowych charakterystyk działania systemu A-CAES. 2. WYZWANIA PROJEKTOWE 2.1. Konstrukcja rezerwuaru sprężonego gazu Głównym kamieniem milowym na drodze do opracowania spójnej dokumentacji projektowej instalacji magazynowania energii wykorzystującej infrastrukturę pokopalnianą jest rozpozna- nie i ocena stopnia szczelności istniejących konstrukcji podziemnych oraz ich zdolności do przenoszenia dodatkowych obciążeń. Niezależnie od rodzaju przechowywanego w zbiorniku podziemnym sprężonego gazu, ograniczenie jego dyfuzji do górotworu pozwoli na utrzymanie odpowiednich poziomów ci-