Download
1 / 51
E N D
1. Vetern energia Environmentlne technolgie
Lubomr oo
2. VZNIK VETRA Energia vetra je formou slnecnej energie, ktor vznik pri nerovnomernom ohrievan zemskho povrchu. Slnko vyaruje smerom k Zemi energiu rovnajcu sa 100 PWh.
Z tejto hodnoty sa pribline 1 a 2 % men na energiu vetra.
3. Vkon z veternch elektrrn vo Svete a v Eurpe do roku 1998
4. Vkon veternch turbn vo svete
5. Intalovan vkon veternch elektrrn sveta dosiahol koncom roka 2002 hodnotu a
31 128MW
Priemern rocn vroba tchto zdrojov je vye 70TWh a pokrva cca 0,4% celkovej svetovej spotreby elektriny.
6. Scasnost
Vo vyuvan sily vetra v sboji svetadielov je jednoznacne na cele Eurpa.
Celkov kapacita veternch elektrrn E dosiahla do konca roka 2002 a 23 056MW a zodpovedajca priemern rocn vroba 54TWh. Stac to na pokrytie 2% celkovej spotreby elektriny spolocenstva.
7. SITUCIA NA SLOVENSKU
Potencil veternej energie predstavuje asi 1,1 PJ , co je 0,3 mld. kWh elektrickej energie vyrobenej za rok. Tato hodnota by predstavovala asi 1,2 % spotreby elektriny na Slovensku.
Na Slovensku mme pribline 4300 km2 oblast vhodnch pre stavbu veternch elektrrn
Priemern rchlost vetra je vyia ne 4 m.s-1, ale vyuitelnch je len 86 km2.
Vcina lokalt s vymi priemernmi rchlostami vetra sa nachdza v hornch castiach hrebenov, casto v zalesnench a tako dostupnch zemiach, daleko od elektrickch veden, kde je realizcia problematick.
8. V SR bola v roku 2003 uskutocnen realizcia prvho veternho parku na Slovensku v oblasti Malch Karpt, pri obci Cerov.Vetern park tvoria tyri turbny s kad vkonom 600 kW s trojlistovm rotorom o priemere 44 m. Elektrrne dodala dnska firma Vestas.
Gondoly s umiestnen na ocelovch stoiaroch vysokch 65 m
Prevdzka celho veternho parku je automatick, s monostou dialkovej kontroly.
9. Vetern elektrren na Ostrom vrchu (Myjava) s vkonom 500 kW bola dan do skobnej prevdzky v jli 2004 a dokoncuje sa vstavba veternho parku Skalit (Kysuce) o kapacite 4 x 500 kW.
10. Potencil veternej energie
Podla tdie Wind Force 10 by sa vetern energia mohla podielat asi 10 % na celosvetovej vrobe elektriny v roku 2020 a intalovan vkon by mohol dosiahnut a 1,2 milin MW. Uveden vkon by znamenal vciu vrobu elektriny ako je jej scasn spotreba v Eurpe. Celosvetov potencil veternej energie sa odhaduje na asi 53 trilin kWh, co je asi 17-rt viac ako ciel uveden v tdii Wind Force 10
11. ENERGIA VETRA Vetern energia vykazuje seznne zmeny intenzity a je najvcia v zimnch mesiacoch a najniia v lete.
12. Energia je priamo mern ploche rotora, tretej mocnine rchlosti vetra a hustote vzduchu.
Z nasledujcej tabulky je mon zistit energiu vetra vo W/m2 na zklade jeho rchlosti pri tandardnch podmienkach (such vzduch s hustotou 1,225 kg/m3). Pre vpocet bol pouit nasledujci vztah podla Danish Wind Turbine Manufacturers Association:
E= 0,5 * 1,225 * v3 [W/ m2]
13. Zvislost velkosti energie od rchlosti vetra
14. Z coho sa sklad vetern turbna? Z nasledujcich komponentov :
Listy rotora
Rotor
Prevody
Genertor
Elektronika a regulacn zariadenie (brzdy, prpadne systm natcania za vetrom).
15. Prierez veternm agregtom
16. ROZDELENIE TURBN PODLA OSI Turbny s horizontlnou osou
Velk turbny maj rotor s dvoma alebo troma listami umiestnenmi na vrchu stoiara. Rotor me mat aj viac listov.
Teoreticky cm viac by mal rotor listov tm by mal byt cinnej. V skutocnosti sa vak listy rotora vzjomne ovplyvnuj a velk pocet listov spomaluje otcky.
17. Turbny s vertiklnou osou Listy rotora s dlh, zaoblen a pripevnen k vei na oboch koncoch hore aj dole.
Napriek rozdielnej kontrukcii turbn s horizontlnou a vertiklnou osou je ich mechanika prakticky rovnak. Rchlost otcania listov je prenan na genertor pomocou prevodov. Prevody s potrebn na to, aby bolo mon cinne vyuit meniacu sa rchlost vetra.
19. Turbna s vertiklnou osou
20. ROZDELENIE ELEKTRRN PODLA VKONU Vetern elektrrne sa podla vkonu delia na: mal, stredn a velk
21. Mal vetern turbny Mal vetern turbny sa vo svete vyuvaj vcinou ako samostatn energetick zdroje. V niektorch prpadoch s vak aj tieto mal systmy pripjan na verejn elektrick siet, co umonuje majitelovi takhoto systmu znit nklady na nkup elektriny a scasne v prpade prebytku dodvat nm vyroben elektrinu do siete.
22. Mal vetern turbna s vkonom od 100 do 500 W je na dobrom veternom mieste (s priemernou rchlostou vetra viac ako 5 m/s) schopn velmi lacno dodvat energiu do batrie a nsledne zabezpecovat energiu napr. na osvetlenie, napjanie elektrospotrebicov ako s rdio alebo televzor.
23. Velk vetern turbny
Velk vcina dnench turbn m horizontlnu os, je vybaven troma listami s priemerom 15-50 metrov a elektrick vkon sa pohybuje od 50 kW do 1,5 MW. Naptie, ktor turbna generuje m zvycajne 690 voltov a pomocou transformtorov je menen na vysok naptie pouvan v elektrickej sieti (zvycajne 10-30 kV).
24. Vstavba 1,5MW turbny Nordex
25. Vetern turbny na mori Na otvorom mori s vhodn podmienky pre vstavbu hlavne na miestach s plytcinami, ktor nie s velmi vzdialen od pobreia. Za vhodn miesto je povaovan hlbka morskho dna a do 30 metrov a vzdialenost od pobreia do 30 km.
29. VROBCOVIA VETERNCH TURBN VO SVETE spenmi vrobcami megawatovch turbn s dnes
Nemeck firmy:
Fuhrlnder, Tacke Windtechnik, Nordex Balcke-Drr, REpower, Micon Jacobs, Dewind, AN Bonus
Dnske firmy:
Enercon, Nordtank a Vestas.
Kad z tchto firiem dnes m vo svojej ponuke velk turbnu nad 500kw.
30. Prehlad niektorch vrobcov turbn
31. Produkty firmy Energy Development (UK)-mal turbny
32. VROBCOVIA VETERNCH TURBN VSR VSR bolo vyrobench niekolko prototypov veternch turbn mench vkonov (1-8 kW), avak sksenosti s nimi boli minimlne a ich prevdzkov spolahlivost nebola dostatocne preveren.
Jedin profesionlny vrobca Delvet Vrbov ich vrobu po plnom nezujme zo strany odberatelov, v roku 1996 ukoncil.
33. IN SPSOBY VYUITIA VETERNEJ ENERGIE Cerpanie vody
34. Telekomunikcie
Vietor je idelnym zdrojom pre napjanie telekomunikacnch zariaden, ktor s velmi casto intalovan vo vych a hlavne odlahlch miestach.
Dobjanie batrii
Napjanie malch elektrospotrebicov ako s iarovky, rdio alebo televzor je relatvne velmi jednoduch pomocou batrie dobjanej veternou turbnou
36. Vroba tepla
Mal vetern turbny je tie mon vyuit na prpravu teplej vody. Tieto zariadenia dodvaj jednosmern prd, ktor vyuva elektrick pirla umiestnen v zsobnku vody. pirla vodu ohrieva, pricom zsobnk tu funguje ako batria skladujca energiu.
37. ENVIROMENTLNE DSLEDKY VYUVANIA VETERNEJ ENERGIE Hluk
Hluk, ktor vytvraj vetern turbny, vznik ako dsledok turbulencie vzduchu pri prechode vrcholu listu rotora okolo stoiara turbny a tie ako dsledok chodu prevodovky.
38. Dovolen roven hladiny hluku je okolo 45db, co priemern 500kW turbna dosahuje vo vzdialenosti 200m, preto by sa ludsk obydlia mali nachdzat dalej ako 200m od turbny.
39. Vtky
Niekedy sa ako problm spojen s veternmi turbnami udvaj aj kolzie vtkov s tmito zariadeniami. Skutocnostou je, e vtky naraj do budov, stoiarov elektrickho vedenia a inch vysokch objektov.
Problm vak me vzniknt napr. v nejakch priesmykoch kde je vysok frekvencia pohybu vtkov.
Ruenie elektromagnetickho pola
Televzne, rdiov i radarov vlny (elektromagnetick iarenie) s casto ruen elektrickmi vodicmi. Preto vetky kovov casti rotujcich turbn mu predstavovat ist riziko.
40. PRAVIDL PRI VSTAVBE TURBN Kede vetern turbny musia konkurovat inm zdrojom energie musia byt hlavne ekonomicky konkurencie schopn. Vyaduje sa od nich aby pokrvali spotrebu energie pocas celho dna a pri minimlnych nkladoch. Pri navrhovan turbn je zvycajne potrebn zistit dve veci:
kolko energie potrebujeme
ak je priemern rchlost vetra v danom mieste vo vke rotora turbny.
41. Umiestnovanie turbn Bene sa vetern turbny umiestnuj na kopcoch a miestach vycnievajcich nad okolitm ternom. Bva vhodn ked je turbna umiestnen v smere prevldajcich vetrov s minimom prekok v jej okol. Na kopcoch je sce rchlost vetra najvyia avak casto tu dochdza k tomu, e vietor sa stca km dosiahne vrchol kopca. Vietor tu tie bva dost nepravideln, ked prechdza turbnou. V prpade strmch kopcov alebo nerovnch povrchov me dochdzat k znacnm turbulencim, ktor mu znit pozitvny efekt z vyej rchlosti vetra.
42. Prekky a drsnost ternu
Vo veobecnosti plat, e ak je turbna umiestnen bliie ako je 5-nsobok vky prekky, je vsledn situcia velmi neist a zvis na presnej geometrii prekky. Drsnost ternu medzi prekkou a turbnou m tie vplyv na tieniaci efekt. Tern s nzkou drsnostou dovoluje vetru prechdzat okolo prekok bez toho, aby dochdzalo k jeho ovplyvnovaniu za prekkou.
43. Vplyv prekky na prdenie vetra
44. Vka turbny Najjednoduchou cestou ako zvit vrobu energie turbnou je zvenie rchlosti vetra. Tto je mon zvit bud umiestnenm turbny na veternejie miesto alebo zvcenm vky stoiara
Naprklad energia vetra me byt a o 100 % vcia vo vke 30 metrov ako vo vke 10 metrov.
Cena:
jedna 30 metrov vysok turbna je lacnejia ako napr. dve 10 metrov turbny.
45. Sprvny anesprvny postup pri vstavbe turbny
46. Zadanie:
Navrhnite vetern turbnu (resp. vetern park), ktor by napjal elektrickou energiou obec zpoctom obyvatelov okolo 2000. Predpokladajte, e vdanej lokalite s idelne podmienky pre vstavbu veternej turbny ako aj idelna rchlost vetra
Vypracovanie:
Priemern rocn spotreba elektrickej energie na Slovensku na 1 obyvatela predstavuje pribline 500kWh/rok (podla fondu pre alternatvne energie). Potom spotreba el. energie pre 2000 lud:
2000*500kWh=1*106 kWh /rok
V nasledujcej tabulke s uveden charakteristiky niektorch veternch turbn dostupnch na Eurpskom trhu spolu s predpokladanou rocnou vrobou elektriny pre rzne rchlosti vetra.
47. - -
48. Predpokladm priemern rocn rchlost vetra vdanej lokalite 5m/s .
Vybral som turbny Vestas 225kW aBonus 300kW:
Porovnanie turbn Bonus 300kW a Vestas 225kW:
Vetern park s3 turbnami, kad svkonom 376.103kWh/rok (pri 5m/s) od firmy Bonus (Dnsko).
Vkon veternho parku za rok:
3 x 376.103 kWh =1,128*106kWh/rok
Cena 3 turbn:
3 x 373300 x 38,5 = 43116150,-sk
Vetern park so 4 turbnami, kad svkonom 281.103kWh/rok (pri 5m/s) od firmy Vestas (Dnsko).
Vkon veternho parku za rok:
4 x 281.103kWh = 1,124*106kWh/rok
Cena 4 turbn:
4 x 175000 x 38,5 = 26950000,-sk
Zvpoctov vyplva, e vhodnejie by bolo pouit 4 turbny od firmy Vestas zmenm vkonom, ako 3 turbny od firmy Bonus svcm vkonom, ktor by projekt znacne predraili.
Dalej budem uvaovat len sturbnou Vestas 225kW
49. Nvratnost investcie:
Cena elektrickej energie je pribline 1,5sk/kWh.
Cena energie vyroben 4 turbnami za rok:
1,124*106*1,5=1686000,-sk
Nvratnost investcie: 26950000/1686000=15,98 cca16 rokov
Zkladn parametre Vestas 225kW (Dnsko):
Oznacenie: VESTAS V 27-225 kW. 400V/50Hz Minimlna rchlost vetra 3,5 m/s Medzn rchlost vetra 14,4m/s Rotor VESTAS s priemerom 27 m, 3 listy z polyesterovho sklolamintu Vka osy rotora nad ternom 31,5 m Vka ocelovho stoiara 30,0 m Dlka listu je 13,5 m Genertor SIEMENS asynchrnny 225kW/400A Naptov sstava 400V/50Hz, cos f=0,01 Celkov hmotnost zariadenia 22,8 t
52. Zoznam pouitej literatry www.fae.sk
www.fns.sk
www.ekokola.sk
www.seas.sk
www.enercon.dk
www.REpower.de
www.nordex.de
www.fuhrlander.de
www.windindustry.com.uk
www.unlimitedpower.com.uk
www.vestas.com.dk
