3.1. Vízerőművek

A vízenergia forrása a Nap

Vízenergia hasznosítása A víz helyzeti (a), illetve mozgási (b) energiájának átalakítása mechanikai – majd villamos energiává. b; a;

Vízerő-hasznosítás alapelve A víz levezetéséhez szükséges vízfelszín lejtésének csökkentése, ezzel esés létrehozása és annak energetikai hasznosítása. üzemvízcsatorna folyómeder felvíz duzzasztógát alvíz

Vízerőmű teljesítménye Vízerő-potenciál (elméleti teljesítőképesség): Turbina teljesítmény: Vízerőmű teljesítmény:

Gazdaságosság Vízerő-potenciál A vízhozam ingadozása: vízhozam tartóssági görbe (max, átlag, 50%, min) → hosszabb időszak (30, 50, 100 év) alapján. Vízesés/vízhozam ( ) viszony.

Vízhozam tartóssági görbe

Teljesítménytartóssági görbe szerkesztése Vízhozam-tartóssági görbe Eséstartóssági görbe – adott duzzasztási szint esetén Teljesítménytartóssági görbe

Vízturbinák alkalmazási területei H [m]

Pelton turbina Nagy esésű, kis hozamú folyóknál Vízszintes tengely Sugárcső (1-6) Kanál-alakú lapátok

Francis turbina Széles alkalmazási terület Függőleges tengely Állórész: vezetőkerék állítható terelőlapátokkal Forgórész: 9-19 hajlított, fix lapáttal

Kaplan turbina Kis esésű nagy hozamú vízfolyamoknál Függőleges tengelyű Vezetőkerék Forgórész lapátjai szabályozhatóak

Csőturbina Kis esésnél Vízszintes tengely A víz szinte irányváltozás nélkül halad át Ellenőrzés nehézkes

Duna vízerő-potenciálja Ausztriában

A világ legnagyobb vízerőművei Három Szoros (Kína) 22,5 GW - 2009-ben fejeződik be Itaipu Brazília/Paraquay 14 GW Guri, Venezuela 10,2 GW

Magyarország legnagyobb vízerőműve: Kiskörei vízerőmű Üzembelépés: 1975 Esés: 6,27 m; Hozam: 560 m3/s; P = 28 MW; 80-110 GWh/a 4 db csőturbina (4,3m átm; 107 ford/min; 140 m3/s; 7 MW) Duzzasztó: 5 db 24 m billenő szegmens. Tározó: 128 km2; 253 millió m3 (hasznos 132 millió) Öntözés: 400 e ha Hajózsilip: 1 db 12 × 85 m; Halvonuláskor halzsilip

3.2. Szélerőművek

A légmozgások oka A szél a levegő vízszintes áramlása. A szelet az eltérő légnyomások kiegyenlítődése okozza. A légnyomáskülönbségek elsődlegesen a hőmérsékletkülönbség miatt alakulnak ki. A hőmérsékletkülönbségek oka a napsugárzásból adódó – szélességi fok, eltérő felszíni, domborzati viszonyok miatt – kisebb-nagyobb felmelegedés.

Szélenergia-hasznosítás A szél kinetikus energiája Levegő tömegáram adott keresztmetszetben Szélerő-potenciál

Szélturbina felépítése Alapozás Transzformátor Torony Létra Széliránykövetés Gondola Generátor Anemometer Fék Áthajtómű Rotor lapát Pitch control Rotor agy

Szélturbina teljesítménye A légtömegek mozgási energiáját alakítja mechanikai energián keresztül villamos energiává: ρ≈1,2 kg/m3 a levegő sűrűsége, w m/s, a levegő áramlási sebessége, A m2, szélkerekek súrolta felület, φ transzmissziós tényező: f(wmin, adott szélirányba való befordulás, lapátprofil, állítható lapátok), ηG generátor hatásfok.

Szélturbinák fejlődése – magasabb torony, hosszabb lapát

Érdesség hatása az áramlásra Egyszerűsített képlet: vref/v = (zref/z)α Szélprofil különböző terepeken v: sebesség a felszíntől z méter magasságban vref: ismert viszonyítási sebesség zref magasságban α: Hellmann-féle szélprofil kitevő; 0,1 (sík terep) - 0,8 között

Szélsebesség gyakorisági görbe: Weibull eloszlás Szélsebesség gyakorisága Energia- tartalom

Szélturbinák teljesítmény-jelleggörbéje szélsebesség Villamos teljesítmény

Szélparkok A levegő áramlása a szélturbina körül

Szélerőmű-park teljesítménye Rendelkezésre álló teljesítmény:

Szélerőművek hálózati csatlakozása

Magyarországi szélerőművek Első szélerőmű: Inota 2000 NORDEX N 29/250 (250 kW) Toronymagasság: 30 m, Rotor-átmérő: 30 m Első és legnagyobb szélerőmű-park: Mosonszolnok G90 (Gamesa) Létesítés: 2006 vége 12 torony, 24 MW