Szélerőművek Zsombok Anetta 2010.10.27.

Szél: E = ½ m v2 Ideális eset: Pf = ½ ρ v3 gradiens erő Coriolis-erő Valóság: a nyomás ingadozik a hőmérséklet növelésével a levegő sűrűsége csökken vízgőztartalom is csökkenti a levegő sűrűsége gradiens erő Coriolis-erő centrifugális erő súrlódási erő: Ekman-spirál

Ténylegesen az energia 20-30%-a hasznosítható! Működési elv: Sugárelmélet – áramcső a rotor keresztmetszetében forgó lapátok szaggatják az áramvonalat Betz -”korrekció”: Pmax = 16/27 ∙ ½ ∙ ρ ∙ A ∙ v13 Teljesítménytényező az áramcső a rotor előtt beszűkül, a teljesítmény növekedésével a rotorra egyre kevesebb levegő jut Ténylegesen az energia 20-30%-a hasznosítható!

Hol? Milyen feltételekkel? WASP-szoftver: Standardizált meteorológiai szélmérések alapján egy adott terület várható éves átlagos szélteljesítményének meghatározása. topográfia érdesség árnyékolás „Szélsebesség-szabályok”: v ≥ 4 m/s : beindul a „lapátolás” 12 m/s ≤ v ≥ 15 m/s : „legkedvezőbb” v ≥ 25 m/s : leállítás

Szerkezet: Jellegzetes konstrukciók:

Rotor: általában 3 szárnylapát kb. d = 30-70 m körátmérő (=700-3800m2) nagyszilárdságú, üvegszállal erősített, többrétegű, belül üreges műanyag szárnyak elforduló gördülőcsapágyakkal a rotoragyhoz rotoragyban a vezérlés szerkezeti elemei rotortengely biztosítja az összeköttetést az állószerkezetekkel

Hajtómű: Fékszerkezet: Generátor: Tartószerkezet: többfokozatú, gyorsító áttételű nyomaték elemei kényszerkenésűek, gumituskóval csatlakozik a gépház aljzatához Fékszerkezet: a hajtómű és a generátor közötti tengelyen, elektrohidraulikus rendszerrel működtetett tárcsafék Generátor: duplatekercselésű, aszinkron (speciális tekercselés) Kisebb vsz – kisebb fordulatszám – jobb hatásfok Tartószerkezet: csővázas, 20-30 m hosszúságú, hengerléssel, hegesztéssel összeállított oszlopszakaszok 8-12 mm-es falvastagság belső kötegelés terepszinten kézi vezérműterminál

Villamos hálózatra kapcsolás

Üzemmód szerint Szigetüzem Hálózati üzem helyben, saját célra (100-200W) Hálózati üzem (100kW – 5MW) helyben, saját célra max. 10-20 kW teljesítmény villamos hálózat + villamos energiatároló fogyasztók törpe egyenfeszültségről (12/24/48V) hálózati erőműrendszerben középfeszültségű hálózatra kombinált üzem szélfarm (vonal – tárhálós telepítés)

Gazdaságos a világban…Nálunk? A világban évente beépített szélerőmű-teljesítmény (MW)

Európában beépített erőmű-teljesítmények 2008. Szél: 8,484 GW Gáz: 6,932 GW Olaj: 2,495 GW Szén: 0,762 GW Víz: 0,473 GW Biomassza: 0,296 GW Nukleáris: 0,06 GW Egyéb: 0,149 GW

Magyarország Széllel termelt villamos energia Éves szélsebesség 75m-en, 0.1m érdességgel

Magyarország 2. 1kW szél – 10 MJ gáz ; 1kW szél – 6,5 MJ gáz Értékelhető teljesítőképességre: 600-1000 EUR/kW 2500-3800 EUR/kW 4500-6500 EUR/kW Számítási mód: Pbt • uvh • (1-ε) / rü • rtmk Fajlagos beruházási költség: kombinált ciklus: 500-800 EUR/kW atom: 2000-3000 EUR/kW szél: 1400-1800 EUR/kW 1kW szél – 10 MJ gáz ; 1kW szél – 6,5 MJ gáz 1kW szél – 7 MJ gáz ; 1kW szél – 4,5 MJ gáz

Magyarország 3. Nemzetgazdaság: kiadás Külkereskedelem: gázbehozatal: 10-16 GJ/év = 30-48000FT/év megtakarítás import beruházás: 270000FT/kW Munkahelyek: külföldi szakértők építik Egyezményes kötelezettségek: CO2: túlteljesítjük megújuló energiák aránya: vannak még alternatívák…

Köszönöm a figyelmet! Érdeklődőknek: Elektrotechnika c. folyóirat (2010.01.; 2010.04.; 2010.05.; számok) Patay István: A szélenergia hasznosítása, SzKH Bp. 2003. Uwe Hallenga: A szélenergia hasznosítása, Cser Kiadó Bp. 2004. Sprinter Kiadó szerkesztésében: Megújuló energiák