Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

SZÉLENERGIA Bíróné Kircsi Andrea Egyetemi tanársegéd DE Meteorológiai Tanszék.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "SZÉLENERGIA Bíróné Kircsi Andrea Egyetemi tanársegéd DE Meteorológiai Tanszék."— Előadás másolata:

1 SZÉLENERGIA Bíróné Kircsi Andrea Egyetemi tanársegéd DE Meteorológiai Tanszék

2 2005Szélenergia2 A szél mozgási energiáját hasznosító berendezések elnevezése Nincs egységes elnevezés, bármelyik elfogadható. Nincs egységes elnevezés, bármelyik elfogadható. –Szélmotor (mechanikai energia) –Szélerőgép (mechanikai, ritkán villamos energia) –Szélturbina (villamos energia) –Szélgenerátor (villamos energia) –Szélerőmű) (villamos energia)

3 2005Szélenergia3 Szélmotorok csoportosítása az NSZO szerint NSZO nemzetközi szabadalmi osztályozás NSZO nemzetközi szabadalmi osztályozás –A szélmotor olyan készülék amely a természetes szél energiáját hasznos mechanikai energiává alakítja át és ezt az energiát a felhasználási helyre továbbítja.

4 2005Szélenergia4 Szélmotorok csoportosítása az NSZO szerint F03D1/00 Szélmotorok lényegében a szél irányában lévő forgástengellyel. F03D1/00 Szélmotorok lényegében a szél irányában lévő forgástengellyel. F03D3/00 Szélmotorok lényegében a szél irányával derékszöget bezáró forgástengellyel. F03D3/00 Szélmotorok lényegében a szél irányával derékszöget bezáró forgástengellyel. F03D1/00 Egyéb szélmotorok: F03D1/00 Egyéb szélmotorok: –A széllel érintkező részek végtelen láncokon vagy hasonlókon vannak. –A széllel érintkező sínen lévő járószerkezeten vannak –A széllel érintkező részek ide oda lengő mozgást végeznek és nem forognak.

5 2005Szélenergia5 Szélmotorok csoportosítása (forgó szélmotorok) Lassú járású Lassú járású Gyorsjárású Gyorsjárású Vízszintes Vízszintes Függőleges Függőleges Ellenállást hasznosító Ellenállást hasznosító Felhajtó erőt hasznosító Felhajtó erőt hasznosító

6 2005Szélenergia6

7 2005Szélenergia7

8 2005Szélenergia8

9 2005Szélenergia9 Elektromos áram előállító szélgenerátorok csoportosítása –Fűtés céljára –Akkumulátortöltésre –Vízszivattyú működtetésére –Sótalanításra –Elektromos hálózatra kapcsoltak

10 2005Szélenergia10 Vízszivattyút működtető szélmotorok csoportosítása –Csavarszivattyú (100m) –Dugattyús szivattyú (100m) –Többfokozatú centrifugál szivattyú (30m) –Mamutszivattyú (10m) –Membrán szivattyú (3m) –Centrifugál szivattyú (3m) –Kanalas láncos vízemelő (3m) – Csigaszivattyú (1m)

11 2005Szélenergia11 Vízszivattyút működtető szélmotorok csoportosítása

12 2005Szélenergia12 Elektromos hálózatra termelő szélgenerátor szerkezeti felépítése Az ábrán váltóművel rendelkező szélgenerátor látható Az ábrán váltóművel rendelkező szélgenerátor látható Forgató rendszer fölötti részt „gondolának” nevezik. Forgató rendszer fölötti részt „gondolának” nevezik.

13 2005Szélenergia13 Váltóműves szélgenerátor szerkezeti felépítése

14 2005Szélenergia14 Váltóművel rendelkező szélerőmű beruházási költségeinek megoszlása

15 2005Szélenergia15 Váltómű nélküli szélgenerátor szerkezeti felépítése

16 2005Szélenergia16 Váltómű nélküli és váltóművel rendelkező generátor összehasonlítása

17 2005Szélenergia17 Váltómű nélküli és váltóművel rendelkező generátor összehasonlítása Áttétel nélküli generátorok előnyei: Áttétel nélküli generátorok előnyei: –Elmarad a mechanikai áttételen keletkező energiaveszteség és zaj. –Kevesebb az alkatrész, csapágyazás ezért csökken a karbantartási igény, nő az élettartam. –Ár

18 2005Szélenergia18 Váltómű nélküli és váltóművel rendelkező generátor összehasonlítása Áttétel nélküli generátorok hátrányai: Áttétel nélküli generátorok hátrányai: –15-60/min fordulatszámon az 50Hz frekvenciájú, MW nagyságrendű teljesítményű generátor külső átmérője 5-6 m. A vasúti és a közúti szállítás nehezen megoldható, ezért a generátort a helyszínen kell összeszerelni. –A nagy átmérőjű generátor nagy átmérőjű generátorházba (gondolába) fér bele, amely növeli a szél turbulenciáját, növelheti a mechanikai rezgések számát és erejét.

19 2005Szélenergia19 Szárnylapát profil A szárnylapáton a repülőgépek szárnyaihoz hasonlóan a szélnyomás hatására aerodinamikai erő képződik. A keletkező nyomaték közvetetten meghajtja az elektromos generátort. A szárnylapáton a repülőgépek szárnyaihoz hasonlóan a szélnyomás hatására aerodinamikai erő képződik. A keletkező nyomaték közvetetten meghajtja az elektromos generátort.

20 2005Szélenergia20 Lapátok tulajdonságai Anyaguk üvegszálas poliészter, vagy szénszálas erősítésű műanyagok. Anyaguk üvegszálas poliészter, vagy szénszálas erősítésű műanyagok. A lapátok fűthetőek a jég lerakodásának megakadályozása céljából A lapátok fűthetőek a jég lerakodásának megakadályozása céljából A lapátprofil változik a hossz mentén A lapátprofil változik a hossz mentén A lapátok vége elforgatható aerodinamikai biztonsági féket tartalmaz A lapátok vége elforgatható aerodinamikai biztonsági féket tartalmaz

21 2005Szélenergia21 Követelmények a szárnylapátokkal szemben Ki kell bírniuk az eső a por a hó a jég koptató hatásait, a kopás a lapátok végein a legjelentősebb ahol a sebesség eléri a 100 m/s-ot. Ki kell bírniuk az eső a por a hó a jég koptató hatásait, a kopás a lapátok végein a legjelentősebb ahol a sebesség eléri a 100 m/s-ot. Ki kell bírniuk a légkörben található anyagok például savas esők vegyi korrodáló hatását. Ki kell bírniuk a légkörben található anyagok például savas esők vegyi korrodáló hatását. Ki kell bírniuk a széllökések mechanikai hatásait. Ki kell bírniuk a széllökések mechanikai hatásait. Ki kell bírniuk a lapátok végén fellépő centrifugális erőt Ki kell bírniuk a lapátok végén fellépő centrifugális erőt

22 2005Szélenergia22

23 2005Szélenergia23 Szárnylapátszög állító mechanizmus: Pitch Gyorsjárati tényező: a lapátnak a lapátvégén mért sebességének és a szél sebességének hányadosa. Gyorsjárati tényező: a lapátnak a lapátvégén mért sebességének és a szél sebességének hányadosa. Például ha a lapát 20m sugarú, a fordulat száma 15/min, a szél sebessége 5 m/s, akkor a gyorsjárati tényező: (20*2*3,14*15/60)/5=6,28 Például ha a lapát 20m sugarú, a fordulat száma 15/min, a szél sebessége 5 m/s, akkor a gyorsjárati tényező: (20*2*3,14*15/60)/5=6,28

24 2005Szélenergia24 Szárnylapátszög állító mechanizmus: Pitch Nyomatéktényező Gyorsjárati tényező Teljesítménytényező

25 2005Szélenergia25 Szárnylapátszög állító mechanizmus: Pitch A teljesítménytényező a gyorsjárati tényezőtől függően változik, rotortól függően maximuma van. A teljesítménytényező a gyorsjárati tényezőtől függően változik, rotortól függően maximuma van. Adott rotorra vonatkozóan a gyorsjárati tényező felhasználásával a szélsebesség és a rotor fordulatszáma alapján kiszámítható mekkora teljesítmény fog jelentkezni a rotor forgás tengelyén. Adott rotorra vonatkozóan a gyorsjárati tényező felhasználásával a szélsebesség és a rotor fordulatszáma alapján kiszámítható mekkora teljesítmény fog jelentkezni a rotor forgás tengelyén.

26 2005Szélenergia26 Szárnylapátszög állító mechanizmus: Pitch A Pitch mechanizmus szerinti szárnylapátot annak lapátkerékagyában található forgató szerkezet képes elforgatni. Ezáltal a lapátokon keletkező felhajtó erő megváltoztatható, így a rotor fordulatszáma a szélsebességtől függetlenítve szabályozható. A Pitch mechanizmus szerinti szárnylapátot annak lapátkerékagyában található forgató szerkezet képes elforgatni. Ezáltal a lapátokon keletkező felhajtó erő megváltoztatható, így a rotor fordulatszáma a szélsebességtől függetlenítve szabályozható.

27 2005Szélenergia27 Pitch mechanizmus alkalmazásának esetei.1. A szélturbina generátorának védelme A szélturbina generátorának védelme –Abban az esetben ha erős szél esetén a rotor a generátor terhelhetőségénél nagyobb erővel forgatná meg azt. –A Pitch mechanizmus ebben az esetben lehetővé teszi hogy a szél energiájának csak kisebb része hasznosuljon, úgy hogy közben a generátor maximális teljesítménnyel üzemeljen.

28 2005Szélenergia28 Pitch mechanizmus alkalmazásának esetei.2. A megtermelt energia növelése A megtermelt energia növelése –A generátor maximális teljesítményénél kisebb teljesítménynél, akkor amikor a gyorsjárati tényező értéke nagyobb mint a maximális teljesítménytényezőhöz tartozó gyorsjárati tényező. –A Pitch mechanizmus ebben az esetben lehetővé teszi hogy a rotor fordulatszáma, gyorsjárati tényezője csökkenjen, így lehetővé válik hogy a szél energiájának nagyobb hányada alakuljon át a generátort meghajtó mechanikai energiává.

29 2005Szélenergia29 PITCH mechanizmus

30 2005Szélenergia30 Széliránykövetés Mért szélirányadatok alapján a gondola forgató berendezés a rotort a szélirányával szembe fordítja. Mért szélirányadatok alapján a gondola forgató berendezés a rotort a szélirányával szembe fordítja. A gondola forgató berendezés nagyon erős szél esetén a rotort kifordítja a szélirányából. A gondola forgató berendezés nagyon erős szél esetén a rotort kifordítja a szélirányából.

31 2005Szélenergia31 Biztonsági fék

32 2005Szélenergia32 Alapozás Torony

33 2005Szélenergia33 Alapozás Torony Alapozásnál ügyelni kell e rekultivációra ezért javasolt „robbantólyuk” beépítése, amely a szélturbina bontása esetén megkönnyíti az alap lebontását. Alapozásnál ügyelni kell e rekultivációra ezért javasolt „robbantólyuk” beépítése, amely a szélturbina bontása esetén megkönnyíti az alap lebontását. A torony lehet rácsos szerkezetű vagy oszlop. A rácsos szerkezetű torony kisebb anyagigényű, de a szélben zajosabb illetve rezonanciára hajlamosabb. A torony lehet rácsos szerkezetű vagy oszlop. A rácsos szerkezetű torony kisebb anyagigényű, de a szélben zajosabb illetve rezonanciára hajlamosabb. A torony anyaga jellemzően acél de léteznek betonoszlopok is amelyek kisebb költségűek, de nehezebbek illetve az elbontásuk nehézkesebb. A torony anyaga jellemzően acél de léteznek betonoszlopok is amelyek kisebb költségűek, de nehezebbek illetve az elbontásuk nehézkesebb.

34 2005Szélenergia34 Villamos áram hálózatba táplálása A megtermel villamos áramot csak abban az esetben szabad az elektromos hálózatba táplálni ha annak frekvenciája feszültsége megfelelő, ha nem a szélgenerátor vezérlése a szélgenerátort lekapcsolja a hálózatról. A megtermel villamos áramot csak abban az esetben szabad az elektromos hálózatba táplálni ha annak frekvenciája feszültsége megfelelő, ha nem a szélgenerátor vezérlése a szélgenerátort lekapcsolja a hálózatról.

35 2005Szélenergia35 Megtermelt áram kötelező átvétele A villamos energia törvény az EU elvárásainak megfelelően kötelezi az áramszolgáltatókat hogy 0,2MW teljesítmény fölött kötelezően át kell venniük a „megújuló” energiával előállított elektromos áramot. A villamos energia törvény az EU elvárásainak megfelelően kötelezi az áramszolgáltatókat hogy 0,2MW teljesítmény fölött kötelezően át kell venniük a „megújuló” energiával előállított elektromos áramot. Az áramszolgáltatok ekkor a nem megújuló energiából elektromos áramot termelőktől csökkentik a vásárlásaikat. Az áramszolgáltatok ekkor a nem megújuló energiából elektromos áramot termelőktől csökkentik a vásárlásaikat.

36 2005Szélenergia36 Kapacitás kihasználtsági tényező A Paksi atomerőmű kapacitás kihasználtsági tényezője több mint 80% azaz egy reaktor blokkhoz tartozó 440MW os generátor átlagosan több mint 350MW villamos energiát termel. A Paksi atomerőmű kapacitás kihasználtsági tényezője több mint 80% azaz egy reaktor blokkhoz tartozó 440MW os generátor átlagosan több mint 350MW villamos energiát termel. A Paks melletti Kulcson található szélturbina generátora 600 KW os teljesítményű, kapacitás kihasználtság tényezője kb. 25% azaz átlagosan csak 150 KW villamos energiát termel. A Paks melletti Kulcson található szélturbina generátora 600 KW os teljesítményű, kapacitás kihasználtság tényezője kb. 25% azaz átlagosan csak 150 KW villamos energiát termel. A megtermelt elektromos energia szerint: A megtermelt elektromos energia szerint: – 440MW-os atomerőmű=1400MW szélerőművel

37 2005Szélenergia37 Energiabecslés kiválasztott turbinatípusokra 1. ENERCON E-40 / 600kW /RD 44m / NH 65m teljesítménygörbéje. 2. ENERCON E-66 / 1500kW /RD 44m / NH 85m teljesítménygörbéje.

38 2005Szélenergia38 E-40 / 600kW / NH 65m 10m adatokból

39 2005Szélenergia39 E-40 / 600kW / NH 65m 30m adatokból

40 2005Szélenergia40 E-66 / 1500kW / NH 85m 10m adatokból

41 2005Szélenergia41 E-66 / 1500kW / NH 85m 30m adatokból

42 2005Szélenergia42

43 2005Szélenergia43

44 2005Szélenergia44

45 2005Szélenergia45 Distribution of Wind energy potential of Hungary above 80 m from surface By Radics (2004) Method: WAsP, to consider the orography of Hungary

46 2005Szélenergia46 Szélturbinagyártók Világ 2003 piaci részesedés

47 2005Szélenergia47 Németország 2004 piaci részesedés

48 2005Szélenergia48 Naptorony Ausztrál terv Ausztrál terv Magassága 1000m Magassága 1000m 32db szélturbinával 32db szélturbinával 200MW teljesítmény 200MW teljesítmény

49 2005Szélenergia49 Felhasznált irodalom Hagyományos és megújuló energiák szerk. Sembery P., Tóth L. Szaktudás Kiadó, 2004 Hagyományos és megújuló energiák szerk. Sembery P., Tóth L. Szaktudás Kiadó, 2004 A megújuló és környezetbarát energetika villamos gépei és szabályozásuk Szerk. Hunyár M. Műegyetemi Kiadó, 2002 A megújuló és környezetbarát energetika villamos gépei és szabályozásuk Szerk. Hunyár M. Műegyetemi Kiadó,

50 Köszönöm a figyelmet! Bíróné Kircsi Andrea


Letölteni ppt "SZÉLENERGIA Bíróné Kircsi Andrea Egyetemi tanársegéd DE Meteorológiai Tanszék."

Hasonló előadás


Google Hirdetések