Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Obnovitelné zdroje Energie větru. Úvod Problematika neobnovitelných zdrojů energie (uhlí, ropa, zemní plyn a uran): *zásoby se ztenčují *těžba je stále.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Obnovitelné zdroje Energie větru. Úvod Problematika neobnovitelných zdrojů energie (uhlí, ropa, zemní plyn a uran): *zásoby se ztenčují *těžba je stále."— Transkript prezentace:

1 Obnovitelné zdroje Energie větru

2 Úvod Problematika neobnovitelných zdrojů energie (uhlí, ropa, zemní plyn a uran): *zásoby se ztenčují *těžba je stále náročnější a dražší (větší hloubky, …)  cena těchto zdrojů neustále roste a do budoucna je třeba najít nové zdroje energie Obnovitelné zdroje energie *energie slunce*přímá výroba elektrické energie *nepřímá výroba elektrické energie *výroba tepelné energie *energie větru *energie vody – proudění vody, příliv a odliv *geotermální energie *energie biomasy *jaderná energie – množivé reaktory

3 Obnovitelné zdroje

4 Energie větru Jak vzniká vítr ? Nerovnoměrným ohříváním zemské kůry a následným vyzařování tepelného záření vznikají různé atmosférické tlaky  proudění teplého a studeného vzduchu. Čím jsou dány větrné proudy ? zemskou rotací morfologie krajiny vodními plochami vegetací Pro optimální využití větrné energie jsou zpracovány větrné mapy, které vznikly na základě pravidelného proudění a dlouhodobého měření. Všeobecně nejpříznivější podmínky mají severské přímořské státy.

5 Úvodní čísla … K :světEUČR Instalovaný výkon194,4 GW84,07 GW0,215 GW Evropa:1.Německo MW 2.Španělsko MW 3.Itálie5 797 MW Svět:Egypt550 MW Čína MW Brazílie931 MW USA MW Výroba z větrných zdrojů v České republice ,9 MWh335,6 MWh334,8 MWh

6 Větrná mapa západní Evropy

7 ČR – větrná mapa

8 Česká republika – rok 2009 Celkový instalovaný výkon18 325,7 MW z toho větrné elektrárny193,2 MW procentuální podíl1,05 % Celková vyrobená energie (bez VS)75 990,0 GWh z toho větrné elektrárny286,9 GWh procentuální podíl0,38 % Největší větrné elektrárny v České republice ( ) 1.Kryštofovy Hamry–Loděnice21 x 2MW42 MW 2.Horní Loděnice – Lipina9 x 2MW18 MW 3.Jindřichovice - Stará4 x 2,3MW9,2 MW Vitkov (Heřmanice)5 x 0,5 + 0,6 MW3,1 MW Jindřichovice pod Smrkem2 x 0,6 MW1,2 MW

9 Česká republika – rok 2009 Strážní Vrch u Nové Vsi Lysý vrch

10 Energie větru Na čem závisí výkon větrné elektrárny ? Hustota výkonu („výkon na jednotku plochy“) při stoprocentní využití kinetické energie větru kolmo na směr proudění: kde-hustota vzduchu (zhruba 1,3 kg/m 3 ) v-rychlost větru Tento výkon nelze (ani teoreticky) využít – proč ? vítr za rotorem větrné elektrárny by musel být nulový !

11 Energie větru Reálný výkonu odebraný proudícímu vzduchu kolmo na směr proudění (bez účinnosti): kdec p -součinitel výkonu – závisí na míře snížení rychlosti větru za rotorem C pmax = 0,593 S-plocha, kterou prochází rotor (m 2 ) D-průměr rotoru (m) D/2-délka lopatky rotoru (m)

12 Energie větru Zhodnocení: *pro výkon elektrárny je prioritní průměrná rychlost větru a délka lopatky oběžného kola *výkon závisí na třetí mocnině rychlosti větru *s rostoucí výškou stožáru se snižuje vliv krajinných nerovností, které výrazně snižují rychlost větru. *u velkých výkonů by měla předcházet větrná studie a dlouhodobé měření rychlosti větru v dané lokalitě.

13 Výkonová křivka P=f(v) Jaké jsou výkonové meze pro činnost ? Rychlost větru je asi a) v < 3 m/snepracuje b)3 < v < 11 m/sP ≈ v 3 c)11 < v < 22 m/sP = konst. d)v > 22 m/snepracuje Pozn. – hodnoty jsou orientační *s rozvojem technologie se postupně snižuje rozběhová rychlost (3 – 4 m/s) a zvyšuje maximální rychlost (20 – 25 m/s) *tvar výkonové křivky závisí na způsobu regulace vymezuje „pracovní“ rozsah větrné elektrárny

14 Výkonová křivka P = f(v) turbína WWD-1, výkon 1MW, průměr 56 m v min = 4 m/sv n = 13 m/sv max = 25 m/s P max = 1014 kW

15 Metody regulace výkonu Jakým způsobem lze regulovat výkon v závislosti na větru rychlosti ? 1.Regulace Stall – regulace odtržením proudu vzduchu od listu rotoru * listy rotoru jsou připevněny pevně, bez možnosti natáčení. *konstrukce listů je taková, že za silného větru se za listem vytvářejí turbulence, čímž se sníží síla pohánějící rotor. 2.Regulace Pitch – regulace natáčením listů * elektronický regulátor průběžně měří výkon *podle velikosti výkonu natáčí lopatky listů do optimální polohy  musí být možnost podélného natáčení listů

16 Metody regulace Regulace Pitch Regulace Stall Určete regulace

17 Metody regulace výkonu 3.Aktivní regulace Stall – regulace natáčením listů s využitím odtržení proudu vzduchu při vyšších rychlostech * elektronický regulátor průběžně měří výkon *do jmenovitého výkonu se natáčí lopatky listů do optimální polohy  musí být možnost podélného natáčení listů *při následném zvýšení rychlosti větru se úhel nastavení zvýší a využívá se princip odtržení proudu (za listem vzniká turbulentní proudění)

18 Video

19 4 generátor 7 převodovka 17kotoučová brzda 18natáčení gondoly 9natáčení vrtule Popište gondolu

20 gondola 1.ložisko 2.převodovka 3.generátor 4.natočení listů vrtule prohlídka větrné elny Enercon – bez převodovky Vestas – s převodovkou

21 Systémy výroby elektrické energie 1.Asynchronní generátor (Dánský princip) AG síť AGAG měnič 2.Asynchronní generátor s kroužkovou kotvou a s měničem

22 Systémy výroby elektrické energie 3.Synchronní generátor s měničem *vyšší účinnost *princip regulace – Pitch nebo aktivní Stall *nákladná a složitá řídící jednotka, fázování na síť *u malých výkonů buzení trvalými magnety (grid-off) *2 varianty - s převodovkou – vyšší otáčky generátoru  méně pólů, ale nutnost převodovky (ztráty, olej, teplo, cena, …) -bez převodovky – malé otáčky generátory (n < 100)  velký počet pólů  velké rozměry a hmotnost Největší výrobci s převodovkou Vestas, bez Enercon síť G měnič

23 Systémy větrných elektráren 1.Autonomní systémy - grid-off systémy nezávislé na rozvodné síti *slouží objektům, které nemají možnost připojení k veřejné síti nebo kde je připojení technicky a ekonomicky náročné *elektrárny mají výkon (0,1 – 50) kW *většinou se jedná o mikroelektrárny s výkonem do 10 kW *synchronní generátory s trvalými magnety *součástí systému je akumulátor a řídící elektronika, mohou být doplněny i dalším zdrojem elektrické energie (fotovoltaický článek) *při přímém napájení je napětí zpravidla malé (12, 24 V), při použití střídače může být síťové (230 V střídavých) *měrné investiční náklady jsou vysoké, návratnost je dlouhá

24 elektronický regulátorstřídač akumulátory Grid-off

25 Autonomní systémy-grid-off setrvačníky

26 Systémy větrných elektráren 2.Systémy připojené k síti - grid-on systémy dodávají energii do rozvodné sítě *slouží výhradně pro komerční výrobu elektřiny *jako zdroj se používá asynchronní stroj s vinutým rotorem nebo alternátor s výstupním napětím podle výkonu - menší výkony 400, 690 V, velké výkony až 11kV *současný trend vede ke zvyšování průměru rotoru (až 100m), ve vnitrozemí mají elektrárny výkon do 2 MW, na moři do 5MW. *průměry největších rotorů přesahují 100 m *základním předpokladem je výběr vhodné lokality (dlouhodobá měření, mapy větrných proudů) *pro vyšší efektivnost se staví více větrných elektráren v jedné lokalitě – větrné farmy. Některá technická zařízení jsou společná.

27 Technické problémy větrných elektráren *P ≈ v 3  nelze zajistit konstantní výkon zdroje. Jsou známy případy, že během několika hodin ke změně výkonu v oblasti s větrnými zdroji o 3 GW *Přetěžování sítí, zejména v úseku od větrné elektrárny do rozvodny s transformací do přenosové sítě (nutné posílení rozvodné sítě). *Se změnou výkonů se výrazně mění i velikost proudů  změny úbytků napětí  krátkodobé (flicker) i dlouhodobé kolísání napětí sítě. *Zvýšení zkratových poměrů  při zkratu v soustavě dodává nový zdroj energii do místa zkratu. *Změny výkonů v přenosové soustavě  zvýšené nároky na regulaci (regulační elektrárny), vlivy na mezistátní přenosy elektřiny (posílení přenosových linek)

28 Ekologické a další problémy VTE Nejčastěji diskutované otázky (bez komentáře) *narušení krajinného rázu *hnízdiště a tahy ptáků (netopýři) *zvuk, zejména infrazvuk *televizní a radiový signál *snížení ceny okolních pozemků *likvidace VTE po ukončení životnosti *stroboskopický efekt * … Postoje zastánců a odpůrců jsou nesmiřitelné. Až čas ukáže skutečné klady a zápory větrné energetiky. A jaké jsou vaše názory ? nebo 

29 video

30 Materiály Gymnasium Műnchen-učební texty Encyklopedie- Wikipedie Windenergie- -materiály výrobců VTE W.E.B. větrná energie- Sýkora- Problematika připojování VTE do sítě


Stáhnout ppt "Obnovitelné zdroje Energie větru. Úvod Problematika neobnovitelných zdrojů energie (uhlí, ropa, zemní plyn a uran): *zásoby se ztenčují *těžba je stále."

Podobné prezentace


Reklamy Google