1 / 50

Szélenergia Dr. Dióssy László c. egyetemi docens

Szélenergia Dr. Dióssy László c. egyetemi docens. A legősibb rendszer. A vízenergia mellett a legrégebben használt energiaátalakítási rendszer. (Szélenergia  mozgási energia). A szél keletkezése A szél mozgási energiájának felhasználása A szélkerék telepítésének feltételei.

selia
Download Presentation

Szélenergia Dr. Dióssy László c. egyetemi docens

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. SzélenergiaDr. Dióssy Lászlóc. egyetemi docens

  2. A legősibb rendszer • A vízenergia mellett a legrégebben használt energiaátalakítási rendszer. (Szélenergia  mozgási energia)

  3. A szél keletkezése • A szél mozgási energiájának felhasználása • A szélkerék telepítésének feltételei

  4. Megújuló energiák részesedése a világ enegiaellátásából 2040-ig Mtoe-ban

  5. Megújuló energiák felhasználásának változása

  6. Actual Projected Rest of World Rest of World North America North America Europe Europe Szélerőművek kapacitásának növekedése a világban 2011:Világ:238351 MW, EU27:93957 MW Jan 2006 Cumulative MW = 56,813 Rest of World = 7,270 North America = 9,550 Europe = 39,993 MW Installed Sources: BTM Consult Aps, Sept 2005 Windpower Monthly, January 2006

  7. SZÉLENERGIA • EU-ban 2005-ben 40 000 MW 2011-ben 94 000 MW • Mo. 2000-ben Várpalota 250kW 2002-ben Kulcs 600kW 2005. 10 település, 16db erőmű, 17.475 MW 2010. 155 db torony, 37db erőmű, 295.3 MW

  8. SZÉLENERGIA • 2012. 176 szélerőmű, 329 MW Kisigmánd 19 torony 38 MW A szélerőművek hazai elterjedésének korlátai

  9. SZÉLENERGIA • Mo. Nemzeti Energiastratégiája: • 2020-ig 750 MW szélkapacitás • 2030-ig 1440 MW szélkapacitás

  10. Egyes erőmű típusok életteljesítményre vetített önköltsége (€) • Az egyes erőmű típusok adatai a „Planning of optimál 2009” kiadványból. • A fotovoltaikus erőműnél egy megvalósítás előtt álló erőmű tervezési adatai. • A keletkező hő hasznosításával itt nem számoltunk. • Nem számoltunk az infláció hatásával sem.

  11. SZÉLENERGIA • Mo. kötelező átvételi rendszer (KÁT) • 2010 óta 30 Ft/kWh átvételi ár • KÁT-ot váltja a megújuló energiaforrásokból előállított hő- és villamosenergia-átvételi és támogatási rendszer (METÁR) • Mo-on nincs beruházási támogatás

  12. Átlagos szélsebesség10 m magasságban

  13. Magyarországi szélviszonyok 10 m magasságban (táblázatszerint) 75 m magasságban >5.5 m/s az ország területének kb. 20%-án Gyenge szél: 4 m/s Élénk szél: 9 m/s Igen erős szél: 15m/s 1m/s=3,6 km/h Vihar:22 m/s

  14. Fajlagos szélteljesítmények éves átlagértékei Magyarország • Alföld 70-100 W/m2 • É-Ny Mo. 160-200 W/m2 Németo., Dánia, Hollandia 600-800 W/m2

  15. Előnyök és hátrányok • Az atomerőmű után a leginkább költségtakarékos áramtermelés • Egy korszerű 1,5 MW-os szélturbina a szénerőművekkel összevetve évente átlagosan 5000 tonna CO₂ kibocsátástól védi meg a Föld légkörét és 1000 ember számára termel elegendő energiát. • Hazánkban kiszabályozási problémák (740MW korlát) • Zöldáram átvételi ára igen alacsony /METÁR / • A további 440 MW meghirdetése áll

  16. SZÉLTURBINA SZERKEZETE 1. Alap 2. Torony 3. Gondola és turb.

  17. Alap 10-15 m átmérőjű, 1.5-2.5 m mély csonka kúp alakú vasbeton szerkezet. Karimás kötéssel csatlakozik hozzá a torony Tartótorony (600 kW-osnál) 50-70 m magas, 100 t, 15-25mm falvastagságú kúpos cső, földszinten áramátalakító és irányító ber. Gondola és turbina 4-5 m átmérőjű, 8-12m hosszú

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

  19. SZÉLTURBINA ELVI MŰKÖDÉSI VÁZLATA (sziget üzemmódban)

  20. Fizika alapok v1 [m/s] — Szélsebesség a járókerék előtt v2 [m/s] — Szélsebesség a járókerék után v [m/s] — Windspeed, trough the blade F [m2] — Lapátok által súrolt felület  [kg/m3] — Levegő sűrűsége N [W] — Szélerőmű teljesítménye

  21. SZÉLTURBINA TELJESÍTMÉNYÉNEK KORLÁTJA és

  22. Kulcsi szélerőmű technikai adatai

  23. Szélerőmű üzemmódjai Sziget üzemmód A megtermelt energiát a termelés helyén használják fel. Hálózati üzemmód A megtermelt energiát betáplálják az országos elektromos energia elosztó hálózatba.

  24. Szélerőmű üzemmódjai • Hálózati üzemmód

  25. Szélerőmű teljesítménye Szélkerék teljesítménye =P=0,593(½ρ)Av3ƞ A – Lapátok által súrolt felület mérete m² ρ = Levegő sűrűsége 1,29 kg/m³ V = A szél sebessége m/s Ƞ= A szélkerék hatásfoka Wind Turbine Power Curve

  26. Angle of attack a Velocity How does the WIND TURBINE work? Middle line Cord http://www.pagendarm.de/trapp/programming/java/profiles/NACA4.html

  27. Lift FL Drag FD How does the WIND TURBINE work? c

  28. Pressure distribution around an airfoil How does the WIND TURBINE work? - Pressure along the upper surface DH 0 Pressure along the lower surface +

  29. w Relative velocity = V V U How does the WIND TURBINE work? Wind velocity = C Peripheral velocity = U C

  30. Torque FL Thrust FD How does the WIND TURBINE work? U V C

  31. U V C Torque Thrust How does the WIND TURBINE work? U V Torque C Thrust

  32. C Fthrust w M’torque How does the WIND TURBINE work? Torque Thrust F’thrust M’thrust

  33. Schematic of Wind Plant At it’s simplest, the wind turns the turbine’s blades, which spin a shaft connected to a generator that makes electricity. Large turbines are grouped together to form a wind power plant, which feeds electricity to the grid.

  34. Offshore GE Wind Energy 3.6 MW Prototype Boeing 747-400

  35. Deep Water Wind Turbine Development Current Technology

  36. Offshore Wind – U.S. RationaleWhy Go Offshore? US Wind Resource US Population Concentration % area class 3 or above Graphic Credit: Bruce Bailey AWS Truewind Graphic Credit: GE Energy Windy onshore sites are not close to coastal load centers The electric utility grid cannot be easily set up for interstate electric transmission Load centers are close to the offshore wind sites

  37. U.S. Offshore Wind Energy Opportunity U.S. Offshore Wind Energy Resource U.S. Department of Energy National Renewable Energy Laboratory Resource Not Yet Assessed

  38. Typical Offshore Wind Farm Layout Cable Laying Ship

  39. Location of Existing Offshore Installations Worldwide Source: Wind Directions, September 2004 804-MW Installed Dec 2005

  40. Horns Rev Wind Farm - Denmark Country: DenmarkLocation: West CoastTotal Capacity: 160 MWNumber of Turbines: 80Distance to Shore: 14-20 kmDepth: 6-12 mCapital Costs: 270 million EuroManufacturer: VestasTotal Capacity: 2 MWTurbine-type: V80 - 80m diameter Hub-height: 70-mMean Windspeed: 9.7 m/sAnnual Energy output: 600 GWh

  41. Wind Turbine Size

  42. Arklow Banks Windfarm The Irish Sea Photo: R. Thresher

  43. Fixed Bottom Substructure Technology Proven Designs Future Gravity Foundation Monopile Foundation Tripod/Truss Foundation • No wind experience • Oil and gas to 450-m • Larger footprint • Most Common Type • Minimal Footprint • Depth Limit 25-m • Low stiffness • Larger Footprint • Depth Limit? • Stiffer but heavy Graphics source: http://www.offshorewindenergy.org/

  44. Future Concepts Commercialization is long term

  45. Credit: GE Energy Photo: Elsam Credit: GE Energy Offshore Wind Turbine Access

  46. RePower 5-MW - Worlds Largest Turbine • 5-MW Rating • 61.5-m blade length (LM Glasfibres) • Offshore Demonstration project by Talisman Energy in Beatrice Fields • 45-m Water Depths • Two machines

More Related