Všeobecná specifikace V MW. Větrná elektrárna OptiSpeed TM. Technické změny vyhrazeny!

Transkript

1 Všeobecná specifikace V MW Větrná elektrárna OptiSpeed TM

2 Datum: Třída: 1 Int. zpráva: Všeobecná specifikace, R 1.5 Strana: 2 / 17 Obsah... strana 1 Popis větrné elektrárny VCS popis, OptiSpeed TM Povolení k provozu Klimatické podmínky Připojení na síť / rozvodné zařízení středního napětí Všeobecná omezení Hlavní data Větrné podmínky Výkonnostní křivka VESTAS V MW Výkonnostní křivka V MW db(a) Výkonnostní křivka V MW 104.0dB(A) Výkonnostní křivka V MW 102.5dB(A) Výkonnostní křivka V MW db(a) Výkonnostní křivka V80-2.0MW db(a) Technické specifikace Rotor Listy rotoru Ložisko listu rotoru Hlava listu rotoru Hlavní hřídel Skříň ložiska Hlavní ložisko Fundament stroje Systém směrování větru Převod směrování větru Věž (ocel) Převod Spojky Generátor s VCS Parkovací brzda Hydraulická jednotka Měřicí přístroj rychlosti větru a senzor směru větru Řídicí jednotka/vedení provozu Transformátor Rozvodné zařízení středního napětí Hmotnosti...17

3 Datum: Třída: 1 Int. zpráva: Všeobecná specifikace, R 1.5 Strana: 3 / 17 1 Popis větrné elektrárny VESTAS V MW je návětrná elektrárna s trojlistovým rotorem, systémem natáčení lopatek a aktivním směrováním větru. VESTAS V MW má průměr rotoru 80 m a je vybavena systémem OptiSpeed TM. Pomocí tohoto systému může rotor pracovat s variabilním počtem otáček. Veškeré větrné elektrárny V MW jsou vybaveny zařízením OptiTip TM, zvláštním regulačním systémem naklápění firmy VESTAS. Pomocí zařízení OptiTip TM jsou úhly nastavení listů rotoru stále regulovány, takže je náběhový úhel vždy optimálně přizpůsoben příslušným větrným podmínkám. Tímto je optimalizována výroba energie a vývoj hluku. Listy rotoru jsou vyrobeny z epoxidové pryskyřice vyztužené skelným vláknem. Každý list rotoru se skládá ze dvou polovin, které jsou slepeny s nosnou traverzou. Zvláštní ocelové vložky k ukotvení spojují listy rotoru s ložiskem listu rotoru. U ložiska listu rotoru se jedná o 4bodové kuličkové ložisko, které je sešroubováno s hlavou listu rotoru. Mechanická energie je od rotoru přenášena hlavním hřídelem přes převod na generátor. U převodu se jedná o kombinovaný planetový/čelní ozubený převod. Přenos výkonu z převodu na generátor se uskutečňuje pomocí kompozitní spojky nevyžadující údržbu. Generátor je speciální čtyřpólový asynchronní generátor s vinutým rotorem. Při vyšších rychlostech větru se starají OptiSpeed TM systém a regulace naklápění o to, aby odevzdávaný výkon ležel nezávisle na teplotě vzduchu a hustotě vzduchu v oblasti jmenovitého výkonu. Při nízkých rychlostech větru optimalizují systémy OptiTip TM a OptiSpeed předávání výkonu nastavením optimálního počtu otáček a optimálního úhlu nastavení listů rotoru. Zbrzďování větrné elektrárny probíhá nastavením listů rotoru. Parkovací brzda se nalézá na vysokorychlostním hřídeli převodu. Veškeré funkce větrné elektrárny jsou kontrolovány a řízeny řídicími jednotkami založenými na bázi mikroprocesorů. Tento systém řízení provozu je umístěn v gondole. Změny úhlu nastavení listů rotoru jsou aktivovány přes mžikové rameno hydraulickým systémem, který umožňuje listům rotoru rotovat axiálně o 95. Čtyři elektricky poháněné převody směrování větru se starají o otáčení pastorku směrování větru, zasahující do zubů velkého otočného věnce, který je upevněn na špičce věže. Ložiskový systém směrování větru je systém kluzného ložiska se zabudovanou frikcí a samoblokující funkcí. Kryt gondoly vyrobený z plastu vyztuženého skelným vláknem chrání veškeré komponenty uvnitř gondoly před deštěm, sněhem, prachem, slunečním zářením atd. Centrálně umístěný otvor umožňuje ke gondole přístup z věže. Uvnitř gondoly je umístěn údržbový jeřáb s nosností cca 800 kg, který může být za účelem zvedání hlavních komponent rozšířen na nosnost kg. Kuželová ocelová trubková věž je při dodání povrstvena. (Podrobnosti: viz 1.3 Klimatické podmínky). Opčně nabízí firma Vestas servisní stoupací pomůcky ve věži. 1.1 VCS popis, OptiSpeed TM OptiSpeed, označován také jako Vestas Converter System (VCS), zajišťuje plynulou a stabilní výrobu elektrické energie větrné elektrárny.

4 Datum: Třída: 1 Int. zpráva: Všeobecná specifikace, R 1.5 Strana: 4 / 17 VCS sestává z výkonného asynchronního generátoru s vinutým rotorem a sběracími kroužky, měniče výkonu s IGBT spínači, stykačů a ochranného zařízení. VCS umožňuje variabilní provoz otáček v oblasti cca 60% nominálních otáček. Ve spojení s řízením naklápění nabízí VCS optimalizaci výroby energie, provoz s nízkým vývojem hluku a redukci zatížení převodu a dalších důležitých komponent. VCS řídí proud v proudovém okruhu rotoru generátoru. Tím je možné precizní řízení jalového výkonu a přesné spojení generátoru s napájecí sítí. 1.2 Povolení k provozu Pro větrnou elektrárnu V MW bylo uděleno povolení k provozu příslušně podle následujících standardů: Země Kritéria provedení pro povolení Podmínky Výšky hlavy Dánsko DS třída drsnosti 0, 1 a 2 60m, 67m, 78m Holandsko NVN II A 60m, 67m, 78m IEC IEC I A 60m, 67m, 78m Německo DIBt zóna II; 1.3 Klimatické podmínky zóna III 60m, 67m, 78m, 85, 95, 100m; 60m, 67m, 78m Větrná elektrárna je konstruována pro teploty okolí od 20 C do +30 C. Mimo této teplotní oblasti musí být provedena speciální opatření. (viz bod 1.5 Všeobecná omezení). Větrná elektrárna může být zřízena jako součást větrného parku, přičemž musí vzdálenost mezi jednotlivými větrnými elektrárnami činit minimálně pět průměrů rotoru (400 m). Pokud jsou větrné elektrárny postaveny v jedné řadě napříč k převládajícímu směru větru, musí vzdálenost mezi jednotlivými větrnými elektrárnami činit minimálně čtyři průměry rotoru (320 m). Relativní vlhkost vzduchu může činit 100 % (nanejvýše 10% času). Ochrana proti korozi podle ISO pro třídu koroze C5-M (vně) a C3 až C4 (uvnitř). Ochrana proti korozi je dimenzována na dlouhou dobu životnosti. Viz speciální popis pro věž pod bodem 3.11 Věž (ocel). 1.4 Připojení na síť / rozvodné zařízení středního napětí Větrná elektrárna musí být napojena na síť středního napětí. Větrná elektrárna může být napojena jak na 10kV, tak také na 20kV síť. Kabely středního napětí jsou prázdnou trubkou (Ø 200 mm) přiváděny do fundamentu a připojeny na výkonové vypínače středního napětí v patě věže. Standardně je venkovní kompaktní stanice vybavena pro jmenovité střední napětí 20kV. Rozvodné zařízení středního napětí větrné elektrárny VESTAS V80-2,0 MW je proti plynům izolované malé rozvodné zařízení určené pro nasazení do 24 kv.

5 Datum: Třída: 1 Int. zpráva: Všeobecná specifikace, R 1.5 Strana: 5 / 17 Napětí sítě středního napětí by nemělo kolísat více než +5/-5%. Spojitá kolísání +1/-3 Hz (50 Hz) nebo +2/-3 Hz (60 Hz) jsou přípustná. Nespojitá nebo rychlá kolísání síťové frekvence mohou větrnou elektrárnu vážně poškodit. K výpadkům sítě smí vzato po celou životnost větrné elektrárny dojít pouze v průměru jednou za týden. Zemnicí spojení maximálně 2 Ω musí existovat. Zemnicí systém musí být přizpůsoben lokálním půdním podmínkám. Odpor k neutrálnímu zemnímu vodiči musí splňovat požadavky lokálních kontrolních úřadů. 1.1 Všeobecná omezení Technologie OptiSpeed firmy Vestas není k dostání ve Spojených státech amerických a v Kanadě. Ve spojení se silným namrzáním je třeba počítat s provozními výpadky. Určité kombinace silného větru, vysoké teploty, nízké hustoty vzduchu a/nebo nízkého napětí mohou mít za následek útlum výkonu. Tím je zajištěno, že termické zatížení hlavních komponent, jako např. převodu, generátoru, transformátoru atd., nepřesáhne určité mezní hodnoty. Všeobecně se doporučuje, aby síťové napětí odpovídalo jmenovitému napětí tak přesně, jak je to jen možné. Ve spojení s výpadky sítě a při velmi nízkých teplotách musí být naplánována určitá zahřívací doba, než může větrná elektrárna začít s provozem. Pokud jsou větrné elektrárny umístěny na stanovišti ve výšce větší než 1000m nad hladinou moře, může dojít ke zvýšenému nárůstu teploty v generátoru, transformátoru a jiných elektrických komponentách. V tomto případě může dojít k periodickému snížení výkonnostní křivky, přestože se teplota okolí pohybuje uvnitř specifických oblastí. Dále je na stanovištích ve výšce větší než 1000m nad hladinou moře možný stoupající nárůst shazování ledu. Protože jsou naše výrobky neustále dále vyvíjeny a aktualizovány, vyhrazuje si firma VESTAS práva změn specifikací.

6 Datum: Třída: 1 Int. zpráva: Všeobecná specifikace, R 1.5 Strana: 6 / 17 2 Hlavní data 2.1 Větrné podmínky Turbulence je faktorem k popsání krátkodobých změn/fluktuací větru. V následující tabulce jsou uvedeny podmínky realizace pro větrnou elektrárnu VESTAS V MW. DIBt směrnice větrná zóna II 1) 2) Výška hlavy [m] Parametr A [m/s] Parametr K [-] Turbulence [%] Referenční vítr 1) [m/s] Referenč ní vítr 2) [m/s] 60 6,66 2, ,8 48,2 67 6,78 2, ,4 48,8 78 6,95 2, ,3 49,6 85 7,04 2, ,9 50,1 95 7,17 2, ,6 50, ,31 2, ,8 50,9 10 min., 50 let vítr 5 sek., 50 let větrný poryv Rychlost větru a turbulence se vztahují na výšku hlavy. Rychlost větru způsobující zastavení je realizačním parametrem. Maximální rychlost větru má také pro zatížení, kterým je větrná elektrárna vystavena, velký význam. Maximálně přípustné extrémní rychlosti větru jsou uvedeny v následující tabulce. Max. 10 min. průměrně Max. 5 sek. průměrně Větrné poryvy max. zrychl. Vypínací/rozběhová rychlost větru V80-2,0 MW 38,3 m/s 50,9 m/s 10 m/s² 25 m/s / 20 m/s

7 Datum: Třída: 1 Int. zpráva: Všeobecná specifikace, R 1.5 Strana: 7 / Výkonnostní křivka VESTAS V MW Výkonnostní křivky jsou vypočítány na základě NACA 63.xxx a FFA-W3 profilů listu rotoru. Parametry pro vypočítané křivky: Frekvence : 50/60 Hz Průměr rotoru : 80 metrů Úhel nastavení : regulován naklápěním Turbulence : 10% Výkonnostní křivky jsou měřeny na nízkonapěťové straně transformátoru, což znamená, že ztráty v transformátorových a vysokonapěťových kabelech v nich nejsou obsaženy. Aby byly splněny pro stanoviště specifické požadavky na nízký vývoj hluku, je možné hladiny hlukových emisí větrné elektrárny před instalací naprogramovat. Tím může být provoz větrné elektrárny přizpůsoben specifickým požadavkům zákazníka, aby bylo vyhověno zvláštním požadavkům stanoviště. Snížení hlukových emisí má, měřeno na standardních veličinách, vliv na produkci kwh. V následujících tabulkách je uveden efektivní výkon [kw] jako funkce rychlosti větru [m/s] ve výšce hlavy při pevně stanovené hodnotě hustoty vzduchu [kg/m 3 ]. Grafická znázornění se vztahují ke standardní hustotě vzduchu 1,225 kg/m 3.

8 Datum: Třída: 1 Int. zpráva: Všeobecná specifikace, R 1.5 Strana: 8 / Výkonnostní křivka V MW db(a) V MW db(a) WG [m/s] ,1 32,4 34,4 36,6 38,7 40,9 43,0 45,1 47, > Rychlost větru (WG) jako desetiminutová průměrná hodnota ve výšce hlavy a v pravém úhlu k rovině rotoru. Výkonnostní křivka V80-2.0MW 105.1dB Pw [kw] Pw [kw] 105,1 db WG [m/s]

9 Datum: Třída: 1 Int. zpráva: Všeobecná specifikace, R 1.5 Strana: 9 / Výkonnostní křivka V MW 104.0dB(A) V MW 104 db(a) WG [m/s] ,2 32,4 34,4 36,6 38,7 40,9 43,0 45,1 47, > Rychlost větru (WG) jako desetiminutová průměrná hodnota ve výšce hlavy a v pravém úhlu k rovině rotoru. Výkonnostní křivka V80-2.0MW 104dB Pw [kw] 1000 Pw [kw] 104 db WG [m/s]

10 Datum: Třída: 1 Int. zpráva: Všeobecná specifikace, R 1.5 Strana: 10 / Výkonnostní křivka V MW 102.5dB(A) V MW db(a) WG 10m [m/s] ,2 32,4 34,4 36,6 38,7 40,9 43,0 45,1 47, > Rychlost větru (WG) jako desetiminutová průměrná hodnota ve výšce hlavy a v pravém úhlu k rovině rotoru. Výkonnostní křivka V80-2.0MW 102.5dB Pw [kw] Pw [kw] 102,5 db WG [m/s]

11 Datum: Třída: 1 Int. zpráva: Všeobecná specifikace, R 1.5 Strana: 11 / Výkonnostní křivka V MW db(a) V MW, db(a) WG 10m [m/s] ,2 32,4 34,4 36,6 38,7 40,9 43,0 45,1 47, > Rychlost větru (WG) jako desetiminutová průměrná hodnota ve výšce hlavy a v pravém úhlu k rovině rotoru. Výkonnostní křivka V80-2.0MW 102dB Pw [kw] 1000 Pw [kw] 102 db WG [m/s]

12 Datum: Třída: 1 Int. zpráva: Všeobecná specifikace, R 1.5 Strana: 12 / Výkonnostní křivka V80-2.0MW db(a) V MW 101.0dB(A) WG 10m [m/s] ,2 32,4 34,4 36,6 38,7 40,9 43,0 45,1 47, > Rychlost větru (WG) jako desetiminutová průměrná hodnota ve výšce hlavy a v pravém úhlu k rovině rotoru. Výkonnostní křivka V80-2.0MW 101dB Pw [kw] 1000 Pw [kw] 101 db WG [m/s]

13 Datum: Třída: 1 Int. zpráva: Všeobecná specifikace, R 1.5 Strana: 13 / 17 3 Technické specifikace 3.1 Rotor Průměr: 80 m Záběrová plocha: 5027 m 2 Počet otáček, staticky, rotor: Počet otáček, provozní interval, rotor: Směr otáčení: Vyrovnání: Úhel nastavení: 6 Kuželovitost listu rotoru: 2 Počet listů rotoru: 3 Aerodynamické brzdy: 3.2 Listy rotoru Princip: Materiál: Spojení listu rotoru: Nosná křídla: Délka: Tětiva profilu (šířka) - (kořen listu/špička listu): 16,7 ot/min 9,0 19,0 ot/min ve směru hod. ručiček (pohled zpředu) na návětrné straně nastavení vrtule půlky listu spojené stabilizačními profily epoxidová pryskyřice zpevněná skelným vláknem ocelové vložky k ukotvení NACA63.xxx+FFA-W3 39 m Přetočení - (kořen listu/špička listu): 13 /0 Hmotnost: 3,52 m /0,48 m cca kg/kus 3.3 Ložisko listu rotoru 3.4 Hlava listu rotoru Materiál: 3.5 Hlavní hřídel Materiál: 3.6 Skříň ložiska Materiál: 4bodové kuličkové ložisko litá kulová hlava EN-GJS U-LT litý dutý hřídel S 355 J2G3/EN10025 litá patní skříň se sníženým prostředkem EN-GJS U

14 Datum: Třída: 1 Int. zpráva: Všeobecná specifikace, R 1.5 Strana: 14 / Hlavní ložisko 3.8 Fundament stroje 3.9 Systém směrování větru Materiál: Stáčivá rychlost: 3.10 Převod směrování větru Motor: 3.11 Věž (ocel) Materiál: Ošetření povrchu: Korozní třída, vně: Korozní třída, uvnitř: Průměr vrcholové příruby: Průměr pozemní příruby: Modulární věž (60 m): Modulární věž (67 m): Modulární věž (78 m): Modulární věž (85 m) Modulární věž (95 m) Modulární věž (100 m): soudečkové valivé ložisko od schváleného dodavatele litý EN-GJS U-LT systém kluzného ložiska s frikcí kovaný otočný věnec, tepelně zpracován. kluzné ložisko PETP < 0,5 /sek. kombinace planetového/šnekového převodu, 2stupňový planetový převod/1stupňový samoblokující šnekový převod 2,2 kw, 6pólový, asynchronní kuželová trubková věž S 235JO/JR povrstven C4 (ISO )/Off-Shore C5-M C3 (ISO )/Off-Shore CA 2,3 m 4,0 m Výška hlavy 60 m 67 m 78 m 85 m 95 m 100 m Přesná výška hlavy se rozumí včetně 0,55 m (výška soklu základové sekce), a 1,7 m (vzdálenost od horní příruby věže k hlavě). Stoupací pomůcka je firmou VESTAS opčně nabízena

15 Datum: Třída: 1 Int. zpráva: Všeobecná specifikace, R 1.5 Strana: 15 / Převod 1stupňový planetový převod, 2stupňový čelní ozubený převod Poměr: 50 Hz: 1:100,5 Chlazení: Vytápění olejem Filtrování oleje Výrobce: olejové čerpadlo s chladičem oleje 2 kw 3 µm filtrační jednotka Vestas má více dodavatelů převodů. Všechny převody odpovídají technickým specifikacím firmy VESTAS Spojky Hlavní hřídel-převod, typ: Převod-primární generátor, typ: 3.14 Generátor s VCS Jmenovitý výkon: pružný kotouč, kuželový kompozitní hřídel Generátor 50 Hz 2.0 MW asynchronní s vinutým rotorem, sběracími kroužky a VCS Napětí: Frekvence: Počet pólů: VAC 50 Hz Ochranná třída: IP 54 Jmenovitý počet otáček: Faktor jmenovitého výkonu, základní nastavení: 1,0 Oblast výkonového faktoru: Výrobce: 1680 ot/min 0,98 CAP 0,96 IND (opce), (viz odstavec 1.5 Všeobecná omezení. ) Vestas má více dodavatelů generátorů. Všechny generátory odpovídají technickým specifikacím firmy VESTAS Parkovací brzda Průměr: Materiál kotouče: kotoučová brzda 600 mm SJV300

16 Datum: Třída: 1 Int. zpráva: Všeobecná specifikace, R 1.5 Strana: 16 / Hydraulická jednotka Kapacita čerpadla: Maximální tlak: Brzdný tlak: Množství oleje: Motor: 44 l/min 200 bar 35 bar 300 l 18,5 kw 3.17 Měřicí přístroj rychlosti větru a senzor směru větru 2 kusy nezávislých ultrazvukových senzorů 3.18 Řídicí jednotka/vedení provozu Střídavý proud: Napětí: Frekvence: Zásobování proudem pro osvětlení: Computer: Komunikace: Programová paměť: Programovací jazyk: Konfigurace: Provoz: Indikace: Kontrola/řízení: Informace: Povely: Dálková kontrola 3 x 690 VAC 50 Hz 230 VAC ArcNet EPROM (flash) C++ moduly numerická klávesnice + funkční klávesy 4 x 40 znaků činný výkon jalový výkon směrování větru hydraulika okolí (vítr, teplota) počet otáček generátor systém naklápění (pitch) síť dálková kontrola provozní data dodávaný výkon provozní protokol protokol hlášení poruch provoz/přestávka start/stop ruční směrování větru údržbová rutina možnost sériového komunikačního spojení

17 Datum: Třída: 1 Int. zpráva: Všeobecná specifikace, R 1.5 Strana: 17 / Transformátor 50 Hz transformátor zapouzdrovaný v licí pryskyřici Jmenovitý výkon: Vysoké napětí: Frekvence: Vektorová skupina: 2130 kva 20 kv 50 Hz Dyn Vysokonapěťové odbočky: ±2 x 2,5% Nízké napětí: Výkon při 690 V Nízké napětí: Výkon při 480 V 3.20 Rozvodné zařízení středního napětí 690 V 1850 kva 480 V 300 kw Výrobek: Jmenovité napětí: Provozní napětí: Jmenovitý proud/přípojnice: Jmenovitý a krátkodobý proud: Izolační a rozvodné médium: malé rozvodné zařízení do 24kV Siemens, ABB, Peters & Thieding nebo stejné konstrukce 24 kv 20 kv 630 A 16 ka SF6, 0,5 bar přetlak 3.21 Hmotnosti DIBt II 60 m 67 m 78 m 85 m 95 m 100 m Věž: 110,0 t 130,0 t 170,0 t 182,0 t 185,0 t 198,0 t Gondola: 61,2 t 61,2 t 61,2 t 61,2 t 61,2 t 61,2 t Rotor: 37,2 t 37,2 t 37,2 t 37,2 t 37,2 t 37,2 t Celkem 208,4 t 228,4 t 258,4 t 280,4 283,4 296,4 t DIBt III 60 m 67 m 78 m Věž 1) : 120,0 t 140,0 t 190,0 t Gondola: 61,2 t 61.2 t 61,2 t Rotor: 37,2 t 37,2 t 37,2 t Total 218,4 t 238,4 t 288,4 t 1) Stanoviště se zátěžemi větru po maximálních zátěžích na větrné elektrárně