1 / 50

SZÉLENERGIA

SZÉLENERGIA. Bíróné Kircsi Andrea Egyetemi tanársegéd DE Meteorológiai Tanszék. A szél mozgási energiáját hasznosító berendezések elnevezése. Nincs egységes elnevezés, bármelyik elfogadható. Szélmotor (mechanikai energia) Szélerőgép (mechanikai, ritkán villamos energia)

maik
Download Presentation

SZÉLENERGIA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. SZÉLENERGIA Bíróné Kircsi AndreaEgyetemi tanársegédDE Meteorológiai Tanszék

  2. A szél mozgási energiáját hasznosító berendezések elnevezése • Nincs egységes elnevezés, bármelyik elfogadható. • Szélmotor (mechanikai energia) • Szélerőgép (mechanikai, ritkán villamos energia) • Szélturbina (villamos energia) • Szélgenerátor (villamos energia) • Szélerőmű) (villamos energia) Szélenergia

  3. Szélmotorok csoportosítása az NSZO szerint • NSZO nemzetközi szabadalmi osztályozás • A szélmotor olyan készülék amely a természetes szél energiáját hasznos mechanikai energiává alakítja át és ezt az energiát a felhasználási helyre továbbítja. Szélenergia

  4. Szélmotorok csoportosítása az NSZO szerint • F03D1/00 Szélmotorok lényegében a szél irányában lévő forgástengellyel. • F03D3/00 Szélmotorok lényegében a szél irányával derékszöget bezáró forgástengellyel. • F03D1/00 Egyéb szélmotorok: • A széllel érintkező részek végtelen láncokon vagy hasonlókon vannak. • A széllel érintkező sínen lévő járószerkezeten vannak • A széllel érintkező részek ide oda lengő mozgást végeznek és nem forognak. Szélenergia

  5. Szélmotorok csoportosítása (forgó szélmotorok) • Lassú járású • Gyorsjárású • Vízszintes • Függőleges • Ellenállást hasznosító • Felhajtó erőt hasznosító Szélenergia

  6. Szélenergia

  7. Szélenergia

  8. Szélenergia

  9. Elektromos áram előállító szélgenerátorok csoportosítása • Fűtés céljára • Akkumulátortöltésre • Vízszivattyú működtetésére • Sótalanításra • Elektromos hálózatra kapcsoltak Szélenergia

  10. Vízszivattyút működtető szélmotorok csoportosítása • Csavarszivattyú (100m) • Dugattyús szivattyú (100m) • Többfokozatú centrifugál szivattyú (30m) • Mamutszivattyú (10m) • Membrán szivattyú (3m) • Centrifugál szivattyú (3m) • Kanalas láncos vízemelő (3m) • Csigaszivattyú (1m) Szélenergia

  11. Vízszivattyút működtető szélmotorok csoportosítása Szélenergia

  12. Elektromos hálózatra termelő szélgenerátor szerkezeti felépítése • Az ábrán váltóművel rendelkező szélgenerátor látható • Forgató rendszer fölötti részt „gondolának” nevezik. Szélenergia

  13. Váltóműves szélgenerátor szerkezeti felépítése Szélenergia

  14. Váltóművel rendelkező szélerőmű beruházási költségeinek megoszlása Szélenergia

  15. Váltómű nélküli szélgenerátor szerkezeti felépítése Szélenergia

  16. Váltómű nélküli és váltóművel rendelkező generátor összehasonlítása Szélenergia

  17. Váltómű nélküli és váltóművel rendelkező generátor összehasonlítása • Áttétel nélküli generátorok előnyei: • Elmarad a mechanikai áttételen keletkező energiaveszteség és zaj. • Kevesebb az alkatrész, csapágyazás ezért csökken a karbantartási igény, nő az élettartam. • Ár Szélenergia

  18. Váltómű nélküli és váltóművel rendelkező generátor összehasonlítása • Áttétel nélküli generátorok hátrányai: • 15-60/min fordulatszámon az 50Hz frekvenciájú, MW nagyságrendű teljesítményű generátor külső átmérője 5-6 m. A vasúti és a közúti szállítás nehezen megoldható, ezért a generátort a helyszínen kell összeszerelni. • A nagy átmérőjű generátor nagy átmérőjű generátorházba (gondolába) fér bele, amely növeli a szél turbulenciáját, növelheti a mechanikai rezgések számát és erejét. Szélenergia

  19. Szárnylapát profil • A szárnylapáton a repülőgépek szárnyaihoz hasonlóan a szélnyomás hatására aerodinamikai erő képződik. A keletkező nyomaték közvetetten meghajtja az elektromos generátort. Szélenergia

  20. Lapátok tulajdonságai • Anyaguk üvegszálas poliészter, vagy szénszálas erősítésű műanyagok. • A lapátok fűthetőek a jég lerakodásának megakadályozása céljából • A lapátprofil változik a hossz mentén • A lapátok vége elforgatható aerodinamikai biztonsági féket tartalmaz Szélenergia

  21. Követelmények a szárnylapátokkal szemben • Ki kell bírniuk az eső a por a hó a jég koptató hatásait, a kopás a lapátok végein a legjelentősebb ahol a sebesség eléri a 100 m/s-ot. • Ki kell bírniuk a légkörben található anyagok például savas esők vegyi korrodáló hatását. • Ki kell bírniuk a széllökések mechanikai hatásait. • Ki kell bírniuk a lapátok végén fellépő centrifugális erőt Szélenergia

  22. Szélenergia

  23. Szárnylapátszög állító mechanizmus: Pitch • Gyorsjárati tényező: a lapátnak a lapátvégén mért sebességének és a szél sebességének hányadosa. • Például ha a lapát 20m sugarú, a fordulat száma 15/min, a szél sebessége 5 m/s, akkor a gyorsjárati tényező: (20*2*3,14*15/60)/5=6,28 Szélenergia

  24. Szárnylapátszög állító mechanizmus: Pitch Teljesítménytényező Gyorsjárati tényező Nyomatéktényező Szélenergia

  25. Szárnylapátszög állító mechanizmus: Pitch • A teljesítménytényező a gyorsjárati tényezőtől függően változik, rotortól függően maximuma van. • Adott rotorra vonatkozóan a gyorsjárati tényező felhasználásával a szélsebesség és a rotor fordulatszáma alapján kiszámítható mekkora teljesítmény fog jelentkezni a rotor forgás tengelyén. Szélenergia

  26. Szárnylapátszög állító mechanizmus: Pitch • A Pitch mechanizmus szerinti szárnylapátot annak lapátkerékagyában található forgató szerkezet képes elforgatni. Ezáltal a lapátokon keletkező felhajtó erő megváltoztatható, így a rotor fordulatszáma a szélsebességtől függetlenítve szabályozható. Szélenergia

  27. Pitch mechanizmus alkalmazásának esetei.1. • A szélturbina generátorának védelme • Abban az esetben ha erős szél esetén a rotor a generátor terhelhetőségénél nagyobb erővel forgatná meg azt . • A Pitch mechanizmus ebben az esetben lehetővé teszi hogy a szél energiájának csak kisebb része hasznosuljon, úgy hogy közben a generátor maximális teljesítménnyel üzemeljen. Szélenergia

  28. Pitch mechanizmus alkalmazásának esetei.2. • A megtermelt energia növelése • A generátor maximális teljesítményénél kisebb teljesítménynél, akkor amikor a gyorsjárati tényező értéke nagyobb mint a maximális teljesítménytényezőhöz tartozó gyorsjárati tényező. • A Pitch mechanizmus ebben az esetben lehetővé teszi hogy a rotor fordulatszáma , gyorsjárati tényezője csökkenjen, így lehetővé válik hogy a szél energiájának nagyobb hányada alakuljon át a generátort meghajtó mechanikai energiává. Szélenergia

  29. PITCH mechanizmus Szélenergia

  30. Széliránykövetés • Mért szélirányadatok alapján a gondola forgató berendezés a rotort a szélirányával szembe fordítja. • A gondola forgató berendezés nagyon erős szél esetén a rotort kifordítja a szélirányából. Szélenergia

  31. Biztonsági fék Szélenergia

  32. Alapozás Torony Szélenergia

  33. Alapozás Torony • Alapozásnál ügyelni kell e rekultivációra ezért javasolt „robbantólyuk” beépítése, amely a szélturbina bontása esetén megkönnyíti az alap lebontását. • A torony lehet rácsos szerkezetű vagy oszlop. A rácsos szerkezetű torony kisebb anyagigényű, de a szélben zajosabb illetve rezonanciára hajlamosabb. • A torony anyaga jellemzően acél de léteznek betonoszlopok is amelyek kisebb költségűek, de nehezebbek illetve az elbontásuk nehézkesebb. Szélenergia

  34. Villamos áram hálózatba táplálása • A megtermel villamos áramot csak abban az esetben szabad az elektromos hálózatba táplálni ha annak frekvenciája feszültsége megfelelő, ha nem a szélgenerátor vezérlése a szélgenerátort lekapcsolja a hálózatról. Szélenergia

  35. Megtermelt áram kötelező átvétele • A villamos energia törvény az EU elvárásainak megfelelően kötelezi az áramszolgáltatókat hogy 0,2MW teljesítmény fölött kötelezően át kell venniük a „megújuló” energiával előállított elektromos áramot. • Az áramszolgáltatok ekkor a nem megújuló energiából elektromos áramot termelőktől csökkentik a vásárlásaikat. Szélenergia

  36. Kapacitás kihasználtsági tényező • A Paksi atomerőmű kapacitás kihasználtsági tényezője több mint 80% azaz egy reaktor blokkhoz tartozó 440MW os generátor átlagosan több mint 350MW villamos energiát termel. • A Paks melletti Kulcson található szélturbina generátora 600 KW os teljesítményű, kapacitás kihasználtság tényezője kb. 25% azaz átlagosan csak 150 KW villamos energiát termel. • A megtermelt elektromos energia szerint: • 440MW-os atomerőmű=1400MW szélerőművel Szélenergia

  37. Energiabecslés kiválasztott turbinatípusokra • ENERCON E-40 / 600kW /RD 44m / NH 65m teljesítménygörbéje. • ENERCON E-66 / 1500kW /RD 44m / NH 85m teljesítménygörbéje. Szélenergia

  38. E-40 / 600kW / NH 65m 10m adatokból Szélenergia

  39. E-40 / 600kW / NH 65m 30m adatokból Szélenergia

  40. E-66 / 1500kW / NH 85m10m adatokból Szélenergia

  41. E-66 / 1500kW / NH 85m30m adatokból Szélenergia

  42. Szélenergia

  43. Szélenergia

  44. Szélenergia

  45. Distribution of Wind energy potential of Hungary above 80 m from surface By Radics (2004)Method: WAsP, to consider the orography of Hungary Szélenergia

  46. Szélturbinagyártók Világ 2003 piaci részesedés Szélenergia

  47. Németország 2004 piaci részesedés Szélenergia

  48. Naptorony • Ausztrál terv • Magassága 1000m • 32db szélturbinával • 200MW teljesítmény Szélenergia

  49. Felhasznált irodalom • Hagyományos és megújuló energiák szerk. Sembery P., Tóth L. Szaktudás Kiadó, 2004 • A megújuló és környezetbarát energetika villamos gépei és szabályozásuk Szerk. Hunyár M. Műegyetemi Kiadó, 2002 • http://www.windpower.org Szélenergia

  50. Köszönöm a figyelmet! Bíróné Kircsi Andrea kircsia@delfin.klte.hu

More Related