Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Balogh Antal okl. gépészmérnök, MBA műszaki igazgató Megújuló energiaforrások „SZÉLERŐMŰVEK” 2. előadás 2010. március 19.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Balogh Antal okl. gépészmérnök, MBA műszaki igazgató Megújuló energiaforrások „SZÉLERŐMŰVEK” 2. előadás 2010. március 19."— Előadás másolata:

1 Balogh Antal okl. gépészmérnök, MBA műszaki igazgató Megújuló energiaforrások „SZÉLERŐMŰVEK” 2. előadás március 19.

2 AZ 1. ELŐADÁSON ELHANGZOTTAK: - A szél eredete, globális és lokális jellemzői - A szél energiatartalma, áramlásfizikája - Energetikai szélmérések, adatelemzés, szélrózsák - Géptelepítési szempontok, különösen a szélprofil - Széltérképek - Az energiatermelés statisztikai elmélete (Weibull) - Albert Betz törvénye - Az elmélet és a gyakorlat kapcsolata – a ténylegesen hasznosítható szélteljesítmény - Teljesítménygörbe, teljesítménytényező függvény - Várható energiatermelés és szórása - A szélerőmű kihasználási mutatói

3 A SZÉLTURBINÁK FELÉPÍTÉSE 1. Az aszinkron generátorral működő gép tipikus berendezései.

4 Aszinkron PÉLDA 1. – BONUS 1300 kW

5 Aszinkron PÉLDA 2. – GAMESA G8x 2000 kW (a VESTAS igen hasonló)

6 A SZÉLTURBINÁK FELÉPÍTÉSE 2. A szinkron generátorral működő gép gondolája sokkal kisebb. E70

7 AERODINAMIKAI ALAPOK A FELHAJTÓERŐ A korszerű szélturbinák a torony mögötti turbulencia miatt általában ún. „upwind” rendszerűek. Mitől forog a rotor? → Repülőgép szárnyprofil (airfoil) példája: Sebesség- és nyomáskülönbség a két oldal között → az áramlásra merőleges felhajtóerő keletkezik.

8 AZ ÁRAMLÁS LEVÁLÁSA A lapátszög bizonyos értékénél a felső (kisnyomású) oldalon a „lapátra simuló” áramlás hirtelen turbulenssé válik: A felületi érdesség nagyon fontos → polírozás! A „stall” fellépésekor megszűnik a felhajtóerő, ami a lapátra igen veszélyes, akár káros is lehet (intenzív dinamikus erőhatás)!

9 ROTOR AERODINAMIKA A lapát hossza menti különböző kerületi sebességek miatt a rotor forgásából és az azt támadó szél sebességéből összeadódó eredő sebességek is változnak. Ebből az is következik, hogy a korszerű lapátok a hossztengelyük mentén elcsavartak. A leválás elkerülése érdekében törekedni kell az optimális „támadási szög” beállítására a lapát teljes hosszán. A leválás mindig a lapát tövénél kezdődik!

10 AERODINAMIKAI SZABÁLYOZÁS Pitch control Stall control (Active → pitch steps + Vortex generator)

11 SZÉLIRÁNYKÖVETÉS Yaw mechanism A „yaw error” elkerülése roppant fontos! A szöghibával járó rotor jelentős dinamikus (fárasztó) igénybevételnek van kitéve (a szög mértékétől függő eltérő kétoldali erők miatt → koszinuszos arány!). Mechanikus fékrendszert is szükséges installálni!

12 A VILLAMOS HÁLÓZATRA TÁPLÁLÁS 1. A modern szélturbinák általában ún. indirekt hálózati csatlakozásúak, függetlenül a generátor típusától: Előnyei: optimálható változó fordulatszám, „nyomatéktárolás”, meddő energia szabályozhatóság. Hátrányai: drága teljesítmény-elektronika, nagyobb villamos önfogyasztás, harmonikus torzítás (felharmonikus-szennyezés → „THD”, flicker).

13 A VILLAMOS HÁLÓZATRA TÁPLÁLÁS 2. Az indirekt hálózati csatlakozás vázlata egy adott géptípusra (ún. kaszkád kapcsolás). A fenti géptípusból készülő szélerőmű park egyvonalas elvi sémája:

14 SZÉLTURBINA KONSTRUKCIÓK A modern szélturbinák kizárólag vízszintes tengelyűek. Jellemzőjük az ún. gyorsjárási tényező: A függőleges tengelyű (pl. a Georges Darrieus nevével fémjelzett egyetlen piacképes) szélturbina napjainkban már csak mint technikai érdekesség él.

15 LAPÁTSZÁM MEGFONTOLÁSOK (Nagy teljesítmény, energiatermelési cél) Háromféle elterjedt megoldás: Választási szempontok: - látvány, - zajhatás, - hatásfok, - költségek, - stb.

16 GYÁRTÁS, ANYAGTECHNOLÓGIA 1. LAPÁTOK A lapátok anyaga szinte kizárólag valamilyen műanyag (poliészter vagy epoxi), jellemzően üvegszál erősítéssel. A karbon- vagy aramid (Kevlar) erősítésű műanyagok jóval drágábbak. A lapátokat intenzív fárasztóvizsgálatokkal tesztelik mindkét igénybevételi főirányban. Élettartamuk akár a évet is elérheti. (Üzemelési környezetben gazdasági optimum determinálja!)

17 GYÁRTÁS, ANYAGTECHNOLÓGIA 2. OSZLOPOK A ma leginkább elterjedt megoldás a hengeres, kúpos acél csőtorony. Az elemek hengerítéssel és hegesztéssel készülnek, melyeket belső peremen csavarkötéssel rögzítenek egymáshoz: A rácsos, vagy az ún. lehorgonyzott oszlopok leginkább esztétikai okokból váltak elavulttá. Terjed ugyanakkor a vasbetonból készülő elemek használata!

18 GYÁRTÁS, ANYAGTECHNOLÓGIA 3. GÉPALAPOK A szél rotorra ható komoly nyomóerejét az oszlop a vasbeton alaptestre viszi át, melyet a talajba rögzítünk. Alapcsonkos kötés:Tőcsavaros kötés:

19 VILLAMOS KÁBELEZÉS 1. A gondolából a generátorról (és/vagy a fő transzformá- torról) a toronyban vezetik le a villamos (jel- és erőátviteli) kábeleket. (A csavarodás számláló nagyon fontos! Szintúgy a földelés megoldása!)

20 VILLAMOS KÁBELEZÉS 2. Erőműpark konfiguráció esetén az egyes tornyok hurkokba szervezetten kerülnek összekötésre, majd a termelt energiát a villamos alállomásba továbbítják: Fontos az optikai kábelezés is! (Vagy GSM…)

21 SZÉLERŐMŰVEK ÉS A KÖRNYEZET 1. TÁJBA ILLESZTÉS, ESZTÉTIKA „Landscape architecture” → nyugaton igen fejlett! Szempontok a szubjektív érzékelés befolyásolásához: - távolság a lakott területektől, - egyszerű geometriai formációk, - gépméret (látvány, forgás), - színképi megjelenés, stb.

22 SZÉLERŐMŰVEK ÉS A KÖRNYEZET 2. LÉGI AKADÁLYJELZÉS Általában hatósági előírások nappalra és éjszakára:

23 SZÉLERŐMŰVEK ÉS A KÖRNYEZET 3. ZAJKIBOCSÁTÁS A hanghatás ma már nem probléma! A hatóságok előírásaikban a dB(A) súlyozott skálát használják. Hallásküszöb: Suttogás 60 -Normál beszéd 90 -Városi közlekedés háttérzajInfrahang! 120 -Rock koncert(<20 Hz) 150 -Sugárhajtómű 10m-re

24 SZÉLERŐMŰVEK ÉS A KÖRNYEZET 4. ÁRNYÉKHATÁS A szélgép vetülő árnyékának vándorlása a nap folyamán: Az árnyék méretét az évszak is befolyásolja, az oszlopmagasság azonban csak kevéssé.

25 SZÉLERŐMŰVEK ÉS A KÖRNYEZET 5. FAUNA ÉS FLÓRA A szélerőmű telephelyek gondos megválasztásával a negatív hatások gyakorlatilag elhanyagolhatók! A mortalitási mutatók az egyéb humán tevékenységek (pl. közlekedés, elektromos távvezetékek, épületek) összehasonlításában elenyészők, minimális élettér szűkülés azonban elismerhető a madárvilág vonatkozásában. Emlősökre csak átmeneti zavarhatás.

26 SZÉLERŐMŰVEK ÉS A KÖRNYEZET 6. TERMÉSZETVÉDELEM A természetvédelmi szempontból engedélyezhető szélerőmű telephelyeket gondosan feltérképezték:

27 A SZÉLERŐMŰVEK ÜZEMVITELE 1. NAPI INGADOZÁSOK 1. A szélmérési eredmények kiértékeléséből:

28 A SZÉLERŐMŰVEK ÜZEMVITELE 2. NAPI INGADOZÁSOK 2. A szélmérési eredmények kiértékeléséből:

29 A SZÉLERŐMŰVEK ÜZEMVITELE 3. NAPI INGADOZÁSOK 3. A szélmérési eredmények kiértékeléséből:

30 A SZÉLERŐMŰVEK ÜZEMVITELE 4. NAPI INGADOZÁSOK 4. A szélmérési eredmények kiértékeléséből:

31 A SZÉLERŐMŰVEK ÜZEMVITELE 5. HAVI INGADOZÁSOK A szélmérési eredmények kiértékeléséből:

32 A SZÉLERŐMŰVEK ÜZEMVITELE 6. ÉVES INGADOZÁSOK A szélmérési eredmények kiértékeléséből: Nemzetközi tapasztalatokból:

33 STATISZTIKAI ÉRTÉKELÉS 1. A várható energiatermelés becslése: + park layout + orography + roughness + uncertainties → WAsP → WindPRO → AEP (P50)

34 STATISZTIKAI ÉRTÉKELÉS 2. Tartamdiagram: Azaz energiatermeléshez elegendő szél (a vonatkozó magasságban; a „WTG cut-in speed”-je felett) igen gyakran van, csak éppen változó intenzitással!

35 STATISZTIKAI ÉRTÉKELÉS 3. Tartamdiagram a gyakorlatban: Nettó energiatermeléshez elegendő szél 7000 órán át!

36 SZÉLERŐMŰ KAPACITÁSOK EURÓPÁBAN 1. A év végéig beépített kapacitások:

37 SZÉLERŐMŰ KAPACITÁSOK EURÓPÁBAN 2. A beépített kapacitások megoszlása:

38 SZÉLERŐMŰ „BOOM” EURÓPÁBAN 1. A kapacitások fejlődése az EU-ban (MW):

39 SZÉLERŐMŰ „BOOM” EURÓPÁBAN 2. A célkitűzéseket a valóság meghaladta: Legfrissebb EU cél: MW 2020-ig !!!

40 SZÉLERŐMŰ „BOOM” EURÓPÁBAN 3. Németország példamutató ereje:

41 SZÉLERŐMŰ „BOOM” EURÓPÁBAN 4. Spanyolország példamutató ereje:

42 SZÉLERŐMŰ KAPACITÁSOK ITTHON A hazai közcélú hálózatra termelő gépek:

43 VÁRHATÓ TRENDEK AZ EURÓPAI UNIÓBAN A megújulós szektorban jelenleg (és várhatóan még hosszú évekig) a szélenergia hasznosítása a leggazdaságosabb, a legversenyképesebb!

44 EU IRÁNYELVEK, HAZAI VÁLLALÁSOK A biomassza (fa) felhasználás korlátait elérte, az energia- növények termesztése késik, mi a hazai „zöld jövő”???

45 AKI SZELET VET… „A magyar VER jelen műszaki állapotában csak korlátozott mértékben teszi lehetővé időjárástól függő (kényszermenetrendes) erőművi kapacitások beépítését…” A nagyobb szélparkok előkészítése 3-5 évig is eltart! Egyébiránt, világgazdasági válságciklusok kora van…

46 Tel./Fax: Mobil: KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! Kapcsolat: MOV-R H1 Szélerőmű Kft. Balogh Antal műszaki igazgató Cím: 9023 Győr, Körkemence u.8., II/37.


Letölteni ppt "Balogh Antal okl. gépészmérnök, MBA műszaki igazgató Megújuló energiaforrások „SZÉLERŐMŰVEK” 2. előadás 2010. március 19."

Hasonló előadás


Google Hirdetések