Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Szélenergia Dr. Dióssy László c. egyetemi docens.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Szélenergia Dr. Dióssy László c. egyetemi docens."— Előadás másolata:

1 Szélenergia Dr. Dióssy László c. egyetemi docens

2 A legősibb rendszer A vízenergia mellett a legrégebben használt energiaátalakítási rendszer. (Szélenergia  mozgási energia)

3 A szél keletkezése A szél mozgási energiájának felhasználása A szélkerék telepítésének feltételei

4 Megújuló energiák részesedése a világ enegiaellátásából 2040-ig Mtoe-ban

5 Megújuló energiák felhasználásának változása

6 Szélerőművek kapacitásának növekedése a világban 2011:Világ: MW, EU27:93957 MW Rest of World ActualProjected Rest of World North America Europe Jan 2006 Cumulative MW = 56,813 Rest of World = 7,270 North America = 9,550 Europe = 39,993 MW Installed Sources: BTM Consult Aps, Sept 2005 Windpower Monthly, January 2006

7 SZÉLENERGIA EU-ban 2005-ben MW 2011-ben MW Mo ben Várpalota 250kW 2002-ben Kulcs 600kW település, 16db erőmű, MW db torony, 37db erőmű, MW

8 SZÉLENERGIA szélerőmű, 329 MW Kisigmánd 19 torony 38 MW A szélerőművek hazai elterjedésének korlátai

9

10 SZÉLENERGIA Mo. Nemzeti Energiastratégiája: 2020-ig 750 MW szélkapacitás 2030-ig 1440 MW szélkapacitás

11 Egyes erőmű típusok életteljesítményre vetített önköltsége (€) Az egyes erőmű típusok adatai a „Planning of optimál 2009” kiadványból. A fotovoltaikus erőműnél egy megvalósítás előtt álló erőmű tervezési adatai. A keletkező hő hasznosításával itt nem számoltunk. Nem számoltunk az infláció hatásával sem. Az elektromos áram (közvetlen) önköltségének alakulása életteljesítményre vetítve (25 év) Erőmű típus Élet teljesítmény kWh €/ MW 1 kWh önköltsége 306 Ft/€ árfolyammal Beruházás Élettartam alatt összesen Ráfordítás összesen FűtőanyagMunkabér Karban tartás€Ft Olajtüzelésű erőmű ,109633,28 Földgáz erőmű ,088326,80 Szén erőmű ,086526,27 Biomassza erőmű ,065419,86 Szél erőmű ,054816,63 Atomerőmű ,02377,19 Fotovoltaikus erőmű ,065619,91

12 SZÉLENERGIA Mo. kötelező átvételi rendszer (KÁT) 2010 óta 30 Ft/kWh átvételi ár KÁT-ot váltja a megújuló energiaforrásokból előállított hő- és villamosenergia-átvételi és támogatási rendszer (METÁR) Mo-on nincs beruházási támogatás

13 Átlagos szélsebesség 10 m magasságban Átlagos szélsebesség ( m / s ) hónapJanFebMarcAprMayJunJulAugSeptOktNovDecÉves átlag Budapest, Csillagvizsgáló 3,43,63,93,73,13,02,93,13,03,33,23,63,3 Budapest, Obszervatórium 3,33,74,14,23,73,63,53,63,23,33,03,6 Debrecen, Repülőtér 3,33,23,5 3,22,82,72,5 2,62,53,02,9 Kecskemét3,03,23,73,63,02,72,6 2,52,72,63,23,0 Kékestető3,2 3,13,42,62,22,42,62,83,63,33,63,0 Keszthely2,62,83,5 2,83,02,42,52,12,43,0 2,8

14 Magyarországi szélviszonyok 10 m magasságban (táblázat szerint ) 75 m magasságban > 5.5 m/s az ország területének kb. 20%-án Gyenge szél: 4 m/s Élénk szél: 9 m/s Igen erős szél: 15m/s 1m/s=3,6 km/h Vihar:22 m/s

15

16 Fajlagos szélteljesítmények éves átlagértékei Magyarország Alföld W/m 2 É-Ny Mo W/m 2 Németo., Dánia, Hollandia W/m 2

17 Előnyök és hátrányok Az atomerőmű után a leginkább költségtakarékos áramtermelés Egy korszerű 1,5 MW-os szélturbina a szénerőművekkel összevetve évente átlagosan 5000 tonna CO ₂ kibocsátástól védi meg a Föld légkörét és 1000 ember számára termel elegendő energiát. Hazánkban kiszabályozási problémák (740MW korlát) Zöldáram átvételi ára igen alacsony /METÁR / A további 440 MW meghirdetése áll

18 SZÉLTURBINA SZERKEZETE 1. Alap 2. Torony 3. Gondola és turb.

19 Alap m átmérőjű, m mély csonka kúp alakú vasbeton szerkezet. Karimás kötéssel csatlakozik hozzá a torony Tartótorony (600 kW-osnál) m magas, 100 t, 15-25mm falvastagságú kúpos cső, földszinten áramátalakító és irányító ber. Gondola és turbina 4-5 m átmérőjű, 8-12m hosszú

20 SZÉLTURBINA SZERKEZETE 1. Lapát 2. Forgórész 3. Lapátállítás 4. Fék 5. Lassú tengely 6. Sebességváltó 7. Generátor 8. Szabályozó 9. Anemometer 10. Szélirány jelző 11. Gondola 12. Gyors tengely 13. Gondola mozgatás 14. Mozgató motor 15. Torony

21 SZÉLTURBINA ELVI MŰKÖDÉSI VÁZLATA (sziget üzemmódban)

22 Fizika alapok v1 [m/s]—Szélsebesség a járókerék előtt v2 [m/s]—Szélsebesség a járókerék után v [m/s]—Windspeed, trough the blade F [m2]—Lapátok által súrolt felület  [kg/m3]—Levegő sűrűsége N [W]—Szélerőmű teljesítménye

23 SZÉLTURBINA TELJESÍTMÉNYÉNEK KORLÁTJA és

24 Kulcsi szélerőmű technikai adatai 1.Type:ENERCON E-40 2.Teljesítmény:600 kW 3.Tengelymagasság:65 m 4.Lapáthossz:44 m 5.Lapátok száma:3 piece 6.Fordulatszám/RPM/:18-341/min 7.Min. szélsebesség:2,5 m/s (9 km/h) 8.Max. szélsebesség:25 m/s (90 m/s) 9.Feszültség:440 V 10.Hálózati feszültség:20000 V 11.Termelt energia:1200 MWh/ év 12.Első évben termelt energia :1230 MWh

25 Szélerőmű üzemmódjai Sziget üzemmód A megtermelt energiát a termelés helyén használják fel. Hálózati üzemmód A megtermelt energiát betáplálják az országos elektromos energia elosztó hálózatba.

26 Szélerőmű üzemmódjai Hálózati üzemmód

27 Szélkerék teljesítménye =P= 0,593(½ρ)Av 3 ƞ A – Lapátok által súrolt felület mérete m² ρ = Levegő sűrűsége 1,29 kg/m³ V = A szél sebessége m/s = A szélkerék hatásfoka Szélerőmű teljesítménye Wind Turbine Power Curve

28 Cord Middle line  Angle of attack Velocity How does the WIND TURBINE work?

29 Lift FLFLFLFL Drag FDFDFDFD c

30 Pressure distribution around an airfoil HH Pressure along the upper surface Pressure along the lower surface How does the WIND TURBINE work?

31  Peripheral velocity = U U C Wind velocity = C Relative velocity = V V How does the WIND TURBINE work?

32 U V C FLFLFLFL FDFDFDFD Torque Thrust How does the WIND TURBINE work?

33 U V C Torque Thrust U V C Torque Thrust How does the WIND TURBINE work?

34 Torque Thrust C F thrust M’ torque  F’ thrust M’ thrust How does the WIND TURBINE work?

35 At it’s simplest, the wind turns the turbine’s blades, which spin a shaft connected to a generator that makes electricity. Large turbines are grouped together to form a wind power plant, which feeds electricity to the grid. Schematic of Wind Plant

36

37 Offshore GE Wind Energy 3.6 MW Prototype Boeing

38 Deep Water Wind Turbine Development Current Technology

39 Windy onshore sites are not close to coastal load centers The electric utility grid cannot be easily set up for interstate electric transmission Load centers are close to the offshore wind sites Offshore Wind – U.S. Rationale Why Go Offshore? Graphic Credit: Bruce Bailey AWS Truewind US Population Concentration Graphic Credit: GE Energy % area class 3 or above US Wind Resource

40 U.S. Offshore Wind Energy Opportunity U.S. Department of Energy National Renewable Energy Laboratory U.S. Offshore Wind Energy Resource Resource Not Yet Assessed

41 Typical Offshore Wind Farm Layout Cable Laying Ship

42 Source: Wind Directions, September 2004 Location of Existing Offshore Installations Worldwide 804-MW Installed Dec 2005

43 Horns Rev Wind Farm - Denmark Country: Denmark Location: West Coast Total Capacity: 160 MW Number of Turbines: 80 Distance to Shore: km Depth: 6-12 m Capital Costs: 270 million Euro Manufacturer: Vestas Total Capacity: 2 MW Turbine-type: V m diameter Hub-height: 70-m Mean Windspeed: 9.7 m/s Annual Energy output: 600 GWh

44 Wind Turbine Size

45

46 Arklow Banks Windfarm The Irish Sea Photo: R. Thresher

47 Fixed Bottom Substructure Technology Monopile Foundation Gravity Foundation Tripod/Truss Foundation  Most Common Type  Minimal Footprint  Depth Limit 25-m  Low stiffness  Larger Footprint  Depth Limit?  Stiffer but heavy  No wind experience  Oil and gas to 450-m  Larger footprint Graphics source: Proven DesignsFuture

48 Future Concepts Commercialization is long term

49 Offshore Wind Turbine Access Credit: GE Energy Photo: Elsam

50 RePower 5-MW - Worlds Largest Turbine 5-MW Rating 61.5-m blade length (LM Glasfibres) Offshore Demonstration project by Talisman Energy in Beatrice Fields  45-m Water Depths  Two machines


Letölteni ppt "Szélenergia Dr. Dióssy László c. egyetemi docens."

Hasonló előadás


Google Hirdetések