Készítette: Szabó László 2014.03.08.  Ha láttunk már ilyen szélerőművet akkor tudjuk, hogy nem forognak a lapátok valami gyorsan. A torony tetején.

Az előadások a következő témára: "Készítette: Szabó László 2014.03.08.  Ha láttunk már ilyen szélerőművet akkor tudjuk, hogy nem forognak a lapátok valami gyorsan. A torony tetején."— Előadás másolata:

1 Készítette: Szabó László 2014.03.08

2

3  Ha láttunk már ilyen szélerőművet akkor tudjuk, hogy nem forognak a lapátok valami gyorsan. A torony tetején található felépítményben ott van egy generátor, de ez nem közvetlenül csatlakozik a lapátozáshoz, hanem egy váltóművön keresztül teszi azt. A váltó mindig úgy állítja be az áttételt, hogy az aktuális szél- és forgási sebességhez képest a generátor forgórésze megfelelő sebességgel mozogjon.  A turbinát mindig szélirányba kell fordítani, ezt egy automata rendszer végzi, amely a szél irányának megfelelően állítja be a felépítményt. Ez az egyik hátrányának tekinthető, a horizontális szélturbina irányfüggő. A másik hátránya, hogy mivel óriásai méreteket ölt, nagy a helyigénye és komoly alapzatra van szüksége, ami a beruházásnak már nem elhanyagolható része. A nagy kiadott teljesítmény miatt azonban az ipari villamosenergia termelésben gyakorlatilag 100 %-ban ezek a berendezések terjedtek el.

4 1. Alap 2. Torony 3. Gondola

5

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

7

8

9

10

11 Történelem

12  A szélerőművek hátrányai A szélerőművek hátrányai között a drágaság mellett zajosságukat, tájképrontó és madárpusztító hatásukat szokták említeni. A rotorlapátok forgása által keltett zaj a szél erősödésével valóban fokozódik és nem mindenki tűri egyformán. Azonban a zaj a lapátok anyagának változtatásával, halkabban működő sebességváltóval, a torony vibrációjának csökkentésével és zajszigeteléssel csökkenthető. A tájképet zavaró hatáson is lehet segíteni egyrészt a turbinák megválogatott, ökológiailag és látványilag legelőnyösebb elhelyezésével, más részt a hosszú soros helyett a csoportos telepítéssel. A sok kisebb szélmotor is jobban rontja a látképet, mint néhány nagyobb. A madarak rotorlapátok általi elpusztítása jórészt elkerülhető, ha a szélfarmok létesítésekor figyelembe veszik a madárvonulások útvonalát. Közvéleménykutatási adatok szerint Nagy-Britanniában a szélfarmok közelében lakók 80-86%a elfogadja és nem tartja káros hatásúnak a turbinákat (BRÜGGEMAN 1989, CLARK 1989, EGGERSGLÜSS 1990, PIMENTEL et al. 1994, RÁDONYI 1991, WEBB 1994).

13

14  Sziget üzemmód  A megtermelt energiát a termelés helyén használják fel.  Vízbontás, Hidrogén előállítás pl. Mezőtúr Hálózati üzemmód A megtermelt energiát betáplálják az országos elektromos energia elosztó hálózatba.

15  Kisteljesítményű szélerőművek  Felhasználási lehetőségek:  Vízpótló öntözés (többlettermést és jobb minőséget biztosít)  Legeltetéses állattartáshoz víz biztosítása (itatók, fürdetők kialakítása, legelők öntözése)  Belvíz védelem, talajszint szabályozása, szennyvizek tisztítása, levegőztetése, környezetvédelem  Halastavak, holtágak, tározók, vizes élőhelyek életben tartása vízpótlással, levegőztetéssel  Vadgazdálkodási területen a vad helyben tartása, itatók, dagonyázók vízellátása  A villamos energia ellátó rendszerektől távolabb eső területek villamos energia ellátására az un. hibrid rendszerek kiépítése.

16  A hálózati csatlakozásnál a következő paramétereket kell folyamatosan ellenőrizni:  feszültség,  áramerősség,  frekvencia.  Ha bármely paraméter a megengedet határokon kívüli értéket vesz fel, a szabályozás a berendezést lekapcsolja a hálózatról.  a szélturbinák nem szolgáltatnak egyenletesen áramot. Ezen ugyan lehet segíteni akkumulátorokkal, de sokkal jobb megoldás a szélturbinák elektromos hálózathoz csatlakoztatása.

17  A magyarországi szélerőművek listája a 2011-ig üzembe helyezett szélerőműveket tartalmazza. Magyarországon öss zesen 37 szélerőmű van, összesen 172 toronnyal, 329 325 kW beépített teljesítménnyel. A legtöbb szélerőmű az ország északnyugati részén, főként Komárom ésMosonmagyaróvár környékén található.szélerőműveketMagyarországonkWKomáromMosonmagyaróvár  A magyarországi szélerőmű-létesítési engedélyekért tapasztalt nagy keresletet az magyarázza, hogy egy 2 megawattos szélturbina évente mintegy 100 millió forint bevételt hoz. Az ebből nyert áramot ugyanis a helyi szolgáltató vagy a Magyar Villamos Művek törvényben rögzített áron köteles átvenni, és ez az ár majdnem a duplája a hazai erőművek átlagárának. [1]Magyar Villamos Művek [1]

18 Nézzük meg grafikusan, hogy a szélsebesség függvényében 1 m² felületen mekkora teljesítmény áramlik keresztül:

19   jogi, intézményi, engedélyezési,  környezetvédelmi előírások,  gazdaságpolitikai,  technikai és  gazdaságossági.

20  A szélturbinával kapcsolatban legalább három alapvető szabályozásra lehet igény. - Teljesítmény-szabályozás, amely az előzőleg elmondott okok ellenére egyensúlyban tartja a kimenő és bejövő teljesítményeket. - Sebesség korlátozás, amely megakadályozza a forgó részek károsodását. - Sebesség szabályozás, amely az adott rendszerben a szélenergia maximális hasznosítását célozza meg.

21 1 -lapát, 2- lapátforgató motor, 3- burkolat, 4- tengely, 5- csapágy, 6- szélsebesség- és szélirány mérő, 7- alkatrész daru, 8- tengely felfogása, 9- hűtőventillátor, 10- állvány, 11- generátor forgórész, 12- generátor állórész hajtómű nélküli szélerőmű sokpólusú szinkron generátorral

22  A másik típus a sokpólusú (több száz) gyűrűs szinkrongenerátorral szerelt berendezés, ahol nincs szükség nyomatékváltóra, mert a generátor a lapátkerék közvetlen hajtásával (percenkénti maximum 40 fordulat) képes a maximális villamos teljesítmény elérésére. A szélerőmű tetején, a gépházban termelt energiát egyenirányítás után, kábeleken keresztül juttatják a tartótorony aljában található elektronikus átalakító berendezésbe (INVERTER), amely az elektromos hálózatnak megfelelő, váltakozó feszültségű villamos áramot állít elő.

23  - hajtóművel szerelt szélerőmű

24  A hagyományos dán típusú, 4-6 pólusú aszinkron generátorral szerelt berendezés működéséhez 1500-1000 percenkénti fordulatszámra van szükség. Ezeknél a berendezéseknél a 30-40 fordulatos lapátkerék-mozgást nyomatékváltóval gyorsítják a kívánt kb. négyszeres mértékre. A nagy sebességgel forgó alkatrészeknek speciális hűtésre és kenésre van szükségük. A hűtő és kenő folyadékok zárt rendszerűek, szabadba jutásuk kizárt. Az aszinkron generátorok ezenkívül egyszerű szerkezetűek, tartósak, kevés karbantartást igényelnek és kedvező a teljesítmény/ár viszonyuk is.

25

26  Kis szélturbinák esetén a következő lehetőségek közül választhatunk:  - a generátorház és szélkerék függőleges tengely körüli elforgatása,  - a generátorház és szélkerék vízszintes tengely körüli elbillentése,  - szabályozás nélküli kivitel,  - a lapátszög változtatása a lapát hossztengelye körüli elforgatásával (pitch-control),  - a szárny profiljának speciális kialakítása, amely egy adott relatív szélsebesség felett a szélkerék sebesség és teljesítmény vesztésével jár (az angol és német szakirodalom ezt „stall- control”-nak nevezi).  Nagy szélturbinák (P n >600W) esetén csak az utóbbi két megoldást alkalmazzák.

27  A vezérlőegység érzékelői több lényeges paramétert (feszültség, túláram, terhelés, vibráció, túlsebesség, csapágy- és kenőanyag hőmérséklet) mérnek. Amikor a szél sebessége eléri az indításhoz szükséges értéket, kiengedik a féket, túlsebességnél működésbe hozzák.

28  Előzetes számításként pl. egy 2 MW-os torony építési költsége 1,3 millió EUR, amely megfelel kb. 340 millió Ft-nak. Vegyünk alapul 4millió kWh/év nagyságrendű áramtermelést, amelyre a jelenlegi hazai átvételi ára átlagosan 22,6 Ft/kWh, ekkor az éves bevétel 90millió Ft. Ebből az üzemeltetési költség (30millió Ft) levonása után marad évente 60millió Ft adózatlan nyereség. Ebben az esetben a szélturbina kb. 6 év alatt térülne meg, amely jónak mondható.  Sajnos, a kép nem ilyen egyszerű. A szélenergia gazdaságosságát ennél több szempont figyelembevételével és sokkal pontosabban kell értékelnünk.

29  Az árakat és az átvételi szabályokat jelenleg a 2/2005. (I. 13.) és a 9/2005. (I. 21.) GKM rendelettel módosított 56/2002. (XII. 29.) GKM rendelet határozza meg.  2005. február 1-től a völgyidőszak és a csúcs- időszak átlagos ára körülbelül 22,6 Ft/kWh, mivel csúcsidőszak ban 28,74 Ft/kWh, míg völgy- időszak ban 16,51 Ft/kWh. Ugyanakkor 2004. júliusában ezt kiegészítették egy mélyvölgy- időszak kal, melynek értéke most 9,38 Ft/kWh.

30  A szélenergia az összes energiaforrás közül a legtisztább