Uživatelský manuál pro krytou v trnou turbínu Výhradní distributor pro eskou a Slovenskou republiku: Alšova 694, 334 41 Dob any, eská republika Tel.: +420 377 224 862, Fax: +420 377 220 720 E-mail: avas@avas-concrete.com, www.iwind.eu
Uživatelský manuál v trné turbíny Obsah Strana 1.0 Bezpe nostní opat ení 3 2.0 Obecná specifikace 3 3.0 Provedení 4-5 4.0 Terénní pr zkum 5-6 5.0 Instalace 6 5.1 Instalace jednoduchého systému 6-7 5.2 Instalace systému dvou turbín 7 5.3 Instalace systému t í turbín 8 5.4 Instalace systému kaskády 5 turbín 8 5.5 Instalace systému kaskády 7 turbín 9 5.6 Instalace systému kaskády 9 turbín 9 6.0 Provoz 10 7.0 Údržba 10 8.0 P ílohy. 1-14 11 25 9.0 Specifikace produktu 26
Výkon (W) 1.0 Bezpe nostní opat ení Všechna bezpe nostní opat ení týkající se v trné turbíny jsou uvedena v následující tabulce a upozor ují zejména na nástrahy s ohledem na elektroniku, mechaniku a instalaci. Osoby provád jící instalaci by si p ed zahájením projektu m ly nejprve p e íst tento manuál a dvojnásobnou pozornost v novat bezpe nosti. Okruhy bezpe nosti Úrove Podmínky Rotor/ Listy vrtule Vysoká V p ípad testování i instalace se prsty ani t lem nedotýkejte list vrtule. Generátor Vysoká V p ípad testování i instalace je t eba, aby krátké spojení silového kabelu vypnulo rotor/ listy vrtule, které siln rotují. Systémové uzemn ní Vysoká Je t eba uzemnit el. ídící jednotku, aby se p edešlo škodám zp sobeným únikem proudu. Elektrický jisti Vysoká Je t eba, aby nedošlo ke zkratu el. okruhu. Specifikace kabelu Vysoká P i výb ru vhodného kabelu berte na v domí AWG kabelovou specifikaci. Tabulka 1. Tabulka okruh bezpe nosti Pravidla pro instalaci Neprovád jte instalaci za v tru. Neprovád jte instalaci v dešti. Instalujte systém dle IEC a místních stavebních na ízení. Pokud slyšíte abnormální zvuky i hluk p i instalaci výrobku, zavolejte odborníka na odstra ování závad. Postupujte podle tohoto uživatelského manuálu. Ve všech sm rech v nujte pozornost bezpe nosti. 2.0 Obecná specifikace Obecné specifikace modulu Ozna ení modulu JPS-400 JPS-600 JPC-1000 JPC-1400 JPC-1800 Uzav ený model ANO ANO ANO ANO ANO ANO Po et PM generátor 1 2 3 5 7 9 Jmenovitý výkon (W) 200 400 600 1000 1400 1800 Výstupní nap tí (Vdc) 12 12 12 12 12 12 Pr m r rotoru (m) 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68 Po et list 5 5 5 5 5 5 Spoušt cí rychlost v tru (m/s) 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Jmenovitá rychlost v tru (m/s) 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 Mezní rychlost v tru (m/s) 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 Podp ra Jednoduchá Dvojitá Trojitá 5-kaskádová 7-kaskádová 9-kaskádová Rozm ry (mm) 912x330x1026 2032x330x1146 2052x330x2100 3180x330x2478 5260x330x2800 5260x330x2800 Váha (kg) 11 29 43 150 190 230 Kontrola odchýlení Pasivní Pasivní Pasivní Pasivní Pasivní Pasivní Brzda Elektromagnetická Elektromagnetická Elektromagnetická Elektromagnetická Elektromagnetická Elektromagnetická Tabulka 2. Obecné specifikace modulu VÝKONOVÝ GRAF Výkonová k ivka : Výkonová k ivka je v datech popsána v grafu. Jestliže rychlost v tru p esáhne 20 m/s, pak v trná turbína signalizuje p ep tí a automaticky se spustí elektromagnetická brzda, aby ztlumila rychlost to ení rotoru. ( Obr. 1) Rychlost v tru Obr. 1 Výkonová k ivka
3. 0 Provedení Systémové provedení v trné turbíny se skládá ze (Obr. 2): 1. Sestavená vrtule 2. Generátor 3. Gondola 4. Kluzný kroužek 5. Difusor 6. Jednotka pro regulaci výkonu Difusor 1. Sestavená vrtule Sestavená vrtule se skládá z 5 list ( epelí) namontovaných na kotou ový disk. Vítr roztá í listy vrtule, aby p em nil v trnou energii na mechanickou to ivou sílu, jejímž následkem se to í rotor uvnit generátoru. Jelikož mají listy vrtule pracovat i p i nep íznivém a silném poryvu v tru a p i vysoké rota ní rychlosti, je d ležité, aby byl vybrán vhodný materiál vyhovující t mto pot ebám. Použili jsme konusovou hlavici, aby se do kotou e nedostal zne iš ující/ korodující materiál. 2. Generátor List vrtule Generátor Jednotka pro regulaci výkonu Funkcí generátoru je p em nit mechanickou to ivou sílu rotoru na elektrický proud. Uvnit generátoru se to í klí ový centrální rotor proti plášti statoru, aby indukoval proud. využívá p ímý synchronní PM generátor. Kluzný/ sb rný kroužek 3. Gondola Uvnit gondoly je IC - integrovaný okruh navržený tak, aby pasoval za generátor a usm r oval generátorem indukovaný stejnosm rný proud na st ídavý. Také detekuje nadproud a odesílá signál zkratu, aby se spustilo magnetické omezení generátoru. 4. Kluzný/ sb rací kroužek Kombinovaný kluzný/ sb rací kroužek je navržen tak, aby zajistil, že celá jednotka v trné turbíny bude automaticky elit v tru, aby minimalizovala jeho elní nápor. Kluzný kroužek je navržen tak, aby systém mohl voln rotovat o 360 a p enášet energii bez p ipojení drát. 5. Krycí difusor Krycí difusor se skládá ze 3 nylonových ástí, 3 dutých hliníkových ty í s oválným pr ezem, které jsou namontované pomocí nerezových šroub a pružných podložek. Difusor funguje jako sb ra v tru a maximalizuje ú innost p em ny energie ( > 50%) zvýšením rychlosti v tru ve st edu rotoru. Duté hliníkové ty e podporují strukturu difusoru. (Obr. 3). Obr. 3 Krycí difusor 6. Jednotka pro regulaci výkonu Funkcí jednotky pro regulaci výkonu je regulovat vygenerované nap tí (v rozmezí 0 25Vdc) na stejnou úrove a p ipravit jej pro dobití bateriové banky. Konstrukce manuální brzdy jednotky pro regulaci výkonu brání chodu turbíny za nep íznivých podmínek. Obr. 4 Jednotka pro regulaci výkonu
Frekvence (%) Periferní vybavení Za ízení Stav Specifikace Mezi hlavní periferní za ízení pat í: turbína, nabíje ka, el. ídící panel, baterie, st ída, stožár, chráni atd. Tým inženýr firmy Jetpro se snaží vyhov t požadavk m zákazník na zatížení a podmínkám v trných polí týkajících se umíst ní periferního za ízení (Tab. 3). Turbína Požadovaný 12Vdc: 200 W, 400 W, 600 W, 1 kw, 1.8 kw, 2.8 kw Nabíje ka Požadovaný 12Vdc/20A Volitelný 12Vdc: 12 Ah, 36 Ah, 50 Ah, 100 Ah Volitelný 12Vdc: 150 W, 300 W, 600 W, 800 W, 1 kw, 1.5 kw, 2.0 kw, 2.5 kw, 3.0 kw, 5.0 kw Chráni Volitelný Tradi ní typ Vybíjecí typ Stožár Volitelný JPS série: systém 1, 2 nebo 3 turbín JPC série: systém pro kaskádu 5, 7 a 9 turbín Tab. 3 Periferní za ízení 4.0 Terénní pr zkum Zhodnocení výskytu proud ní v tru ve specifickém míst (Obr. 5) Prov te mapu výskytu proud ní v tru (místa proud ní ve výšce 10 m, 30m a 50 m) a zjist te pr m rnou rychlost v tru v blízkosti Vámi vybraného místa. Pokud je pr m rná rychlost v bod vyšší než 4 m/s, pak m žeme íci, že místo je vhodné pro instalaci v trné turbíny. Avšak p ed instalací je t eba provést aktuální pr zkum rychlosti v tru a sm ru proud ní. M ení rychlosti a sm ru v tru ve specif. míst 50 Obr. 5 Mapa proud ní v tru ve výšce 10 m 40 Odborný pracovník nainstaluje anemometr ve specifik. míst a v požadované výšce (Obr. 6, 7): 1. Otev ený prostor ze zem vzty it 6 m dlouhý sloup. 2. Vysoká budova ze st echy vzty it 3 m dlouhý sloup. 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Rychlost v tru m/s Obr. 6 Histogram rychlosti v tru Vzorkovací rychlost: 1. Denní pr zkum 1 s/ vzorek 2. Týdenní pr zkum 10 min/ vzorek 3. M sí ní pr zkum 10 min/ vzorek Frekvence (%) Topografický pr zkum místa a ur ení výšky v že Obecným pravidlem je najít výšku nejvyššího bodu v okolí (kruh o pr m ru 170 m) v že/ sloupu. P i teme 10 m k výšce nejvyššího bodu, abychom získali p edstavu o výšce v že/ sloupu (Obr. 8). H v = H b + 10 m H v : Výška v že H b : Výška nejvyššího bodu v okruhu 170 m od v že. V J Z S Sm r v tru Obr. 7 Histogram sm ru v tru H b +10 m Vzdálenost 170 m od v že/ sloupu Obr. 8 Ur ení výšky v že/ sloupu
Jak odhadnout pr m rnou rychlost v tru ve specifické výšce (Tab. 4) Z informací v trné mapy R o hodnotách distribuce v trné energie odhadneme pr m rnou rychlost v tru ve výšce 10 m nebo 30 m. Následn použijeme vzorec k výpo tu pr m rné rychlosti v tru v ur ité výšce (V v ). V v = V 10 * (H v /H 10 )*(log -1 ) V v : Rychlost v tru v uvažované výšce v že V 10 : Rychlost v tru vytažená z údaj v databance Wind Atlas (@ v úrovni 10 m) H v : Specifická výška v že H 10 : Výška 10 m : Efekt st ihu v tru Popis oblasti 01 Chladná hladina jezera 02 Nízká tráva nebo nizké k oviny 03 Úsek se stromy, kopci a budovami 04 Sousedství strom a budov 05 Velmi blízko strom a budov 06 Obklopení stromy a budovami Tab. 4 Faktory efektu st ihu v tru 5.0 Instalace 1. Svislost v že Velice d ležitý je vztah mezi svislostí sloupu a pohyblivostí mechanismu to ení v trné turbíny. ím je v tší úhel sklonu svislého sloupu, tím je v tší síla proud ní v tru, která p ekonává váhu v odchýleném t žišti. (Obr. 9) F x = F z * tan : Úhel sklonu svislého sloupu F z : Váha systému v t žišti F x : Váha v odchýleném t žišti Obr. 9 Vektorová analýza vztahu váhy v odchýleném t žišti a váhy v t žišti systému 2. Ú innost sm ru proud ní v tru na osu (Obr. 10) Jednoduchý systém: Jednoduchá v trná turbína m že rotovat o 360 a následovat sm r proud ní v tru. Systém 1 turbíny Dvojitý systém: Osa systému 2 turbín musí být kolmá k hlavnímu sm ru proud ní v tru, aby se dosáhlo maximální ú innosti p em ny energie. Systém 2 turbín Trojitý a více etný systém: K získání maximáln efektivní p em n energie u trojitého a více etného systému je t eba, aby byl systém instalován s osou kolmou na hlavní sm r proud ní v tru. Systém 3 turbín 5.1. Instalace jednoduchého systému P i vzty ování sloupu a p edinstalací kabel uvnit sloupu postupujte podle požadavk na instalaci. Zafixujte základovou desku sloupu k betonovému základu pomocí ur ených šroub a matek. Obr. 10 Efektivita sm ru proud ní v tru na osu systému Spojte kabely turbíny s p edinstalovanými kabely sloupu (barvy: ervené kladné nap tí, erné záporné nap tí) (Obr. 11). Obr. 11 Propojení kabel v trné turbíny a sloupu
P ipevn te v trnou turbínu ke sloupu (Obr. 12) Spojte kabely sloupu s ídící jednotkou. (model: CC-200-13) Spojte kabely ídící jednotky s akumulátorem a dokon ete instalaci. Systém jedné turbíny Dobíje 100 Ah 300 W Obr. 12 Spojení v trné elektrárny se sloupem Stožár systému 1 turbíny Ovládací jednotka pro dobíjení CC-200-12 Obr. 13 Propojení kabel sloupu s ovládací jednotkou pro dobíjení Obr. 14 Kabelové propojení systému 1 turbíny 5.2 Instalace systému 2 turbín P edinstalujte kabely uvnit sloupu a p ipevn te U - trubku na sloup (Obr. 15). P i vzty ování sloupu a p ed-instalací kabel uvnit sloupu postupujte podle požadavk na instalaci. Zafixujte základovou desku sloupu k betonovému základu pomocí ur ených šroub a matek. Obr. 15 Propojení kabel a p ipevn ní na sloup Spojte kabely turbíny s p edinstalovanými kabely sloupu (barvy: ervené kladné nap tí, erné záporné nap tí) a p ipevn te jednotku v trné turbíny k p ipojovacímu setu sloupu. (Obr. 16) Spojte kabely sloupu s ovládací jednotkou pro dobíjení (model: CC-200-12) (Obr. 17) Spojte kabely ídící jednotky s akumulátorem a dokon ete instalaci. Obr. 16 P ipojení kabel v trné turbíny na v ž Systém 2 turbín V ž duálního systému JPT-100 Dobíje JPT-100 L N ídící jednotka CC-200-12 Obr. 17 P ipojení kabel v že k ídící jednotce Obr. 18 Kabelové propojení systému 2 turbín
5.3 Instalace systému 3 turbín P edinstalujte kabely a p ipevn te troj-trubku na sloup systému 3 turbín (Obr. 19). P i vzty ování sloupu a p edinstalací kabel uvnit sloupu postupujte podle požadavk na instalaci. Zafixujte základovou desku sloupu k betonovému základu pomocí ur ených šroub a matek. Spojte kabely turbíny s p edinstalovanými kabely sloupu (barvy: ervené kladné nap tí, erné záporné nap tí) a p ipevn te v trnou turbínu na sloup pomocí upev ovacích prvk. (Obr. 20) Obr. 19 P ipevn ní troj-trubky na sloup pro systém 3 turbín P ipojte kabely sloupu k ovládací jednotce pro dobíjení. (CC-200-12) (Obr. 21) Instalaci dokon íte p ipojením kabel jednotky pro ovládání dobíjení k baterii. Systém 3 turbín Obr. 20 Propojení kabel v trné turbíny a p ipojení ke sloupu Dobíje Dobíje Dobíje L N Sloup pro systém 3 turbín Jednotka pro ovládání dobíjení CC-200-12 Obr. 21 P ipojení kabel sloupu k ovládací jednotce pro dobíjení Obr. 22 Kabelové propojení systému 3 turbín 5.4. Instalace kaskády 5 turbín Postupujte podle instrukcí na sestavení podp rného rámu pro systém kaskády 5 turbín viz. Obr. 23. Obr. 23 Podp rný rám systému kaskády 5 turbín Propojte výstupní kabely v trné turbíny v bod 1 s p edinstalovanými kabely podp rného rámu. (Obr. 24) P ipevn te spojku v trné turbíny na základní set podp rného rámu v bod 1. Opakujte propojení kabel v trné turbíny v místech 2, 3, 4, 5. Sve te kabely ze všech 5 míst do kabelové lávky. Nasm rujte paraleln svazek kabel každého setu k p íslušnému ovládání pro dobíjení (se a te uvnit panelu pro regulaci výkonu) a použijte sb rnici pro p ipojení k baterii (Obr. 25). V p ípad, že se jedná o ostrovní provoz, je t eba, aby st ída napájel výkonovou zát ž AC specifickým nap tím. Obr. 24 V trná turbína s límcem Dobíje L N Obr. 25 Propojení systému kaskádové v trné st ny 5 turbín
5.5 Instalace systému kaskády 7 turbín Postupujte podle instrukcí na sestavení podp rného rámu pro systém kaskády 7 turbín viz. Obr. 26. Propojte výstupní kabely v trné turbíny v bod 1 s p edinstalovanými kabely podp rného rámu pro kaskádu 7 turbín. (Obr. 27) Obr. 26 Podp rný rám systému kaskády 7 turbín P ipevn te spojku v trné turbíny na základní set podp rného rámu v bod 1. Opakujte propojení kabel v trné turbíny v místech 2, 3, 4, 5, 6, 7. Sve te kabely ze všech 7 míst do kabelové lávky. Nasm rujte paraleln svazek kabel každého setu k p íslušnému ovládání pro dobíjení (se a te uvnit panelu pro regulaci výkonu) a použijte sb rnici pro p ipojení k baterii (Obr. 28). V p ípad, že se jedná o ostrovní provoz, je t eba, aby st ída napájel výkonovou zát ž AC specifickým nap tím. Obr. 27 V trná turbína s límcem Systém kaskády 7 turbín Dobíje L N Obr. 28 Propojení kabel systému kaskády 7 turbín 5.6 Instalace systému kaskády 9 turbín Postupujte podle instrukcí na sestavení podp rného rámu pro systém kaskády 9 turbín viz. Obr. 29. Propojte výstupní kabely v trné turbíny v bod 1 s p edinstalovanými kabely podp rného rámu pro kaskádu 9 turbín. (Obr. 30) Obr. 29 Podp rný rám kaskádového systému 9 turbín P ipevn te spojku v trné turbíny na základní set podp rného rámu v bod 1. Opakujte propojení kabel v trné turbíny v místech 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 a 9. Sve te kabely ze všech 9 míst do kabelové lávky. Nasm rujte paraleln svazek kabel každého setu k p íslušnému ovládání pro dobíjení (se a te uvnit panelu pro regulaci výkonu) a použijte sb rnici pro p ipojení k baterii (Obr. 31). V p ípad, že se jedná o ostrovní provoz, je t eba, aby st ída napájel výkonovou zát ž AC specifickým nap tím. Obr. 30 V trná turbína s límcem Systém kaskády 9 turbín Dobíje L N
6.0 Provoz P ed instalací systému Položka Nástroj Kontrolní postupy Fungování výstupního kabelu generátoru Fungování ovládání pro dobíjení Úrove nap tí baterie Fungování st ída e Spot eba energie p i zatížení Po instalaci sytému Digitální multimetr Dodaná energie Digitální multimetr Dodaná energie Dodaná energie 1/ Nastavte multimetr do režimu Vdc. 2/ Použijte sondy multimetru k dotyku s vývody kabel generátoru. 3/ Rozto te listy vrtule. 1/ P ipojte zdroj energie k terminálu ovládání pro dobíjení. 2/ Zkontrolujte výstupní nap tí ovládání pro dobíjení. 1/ Nastavte multimeter do režimu Vdc. 2/ Použijte multimetr k prov ení zobrazení nap tí na baterii. 1/ P ipojte vstupní terminál na dodávku. 2/ P ekontrolujte výstupní nap tí na výstupním terminálu. 1/ P ekontrolujte spot ebu energie p i zatížení. 2/ Vyberte vhodný st ída pro zamezení nár stu hnacího výkonu. Tab. 5 Kontrola systému p ed instalací Vyhov ní/ nevyhov ní kriteri m Vbias > 0 Vbias > 0 Vcc = 14,5 ± 0,5 Vdc Vcc 14,5 ± 0,5 Vdc Vb > 10 Vdc Vb < 10 Vdc Vi = V local standard Vi V local standard Wl > 1,5*Wi Wl < 1,5*Wi Stav Vyhov l Nevyhov l Vyhov l Nevyhov l Vyhov l Nevyhov l Vyhov l Nevyhov l Vyhov l Nevyhov l Systémové spojení w/o ATS V trná turbína Jednotka regulace výkonu Systémové spojení w/o ATS V trná turbína Jednotka regulace výkonu ATS Postup spušt ní systému Kriteria pro vyhov ní Pokud je OK 1/ Zkontrolujte všechna kabelová spojení Ujist te se, že polarita všech kabelových spojení je správná. 2/ Prov te ízení dobíjení Ujist te se, že ízení dobíjení reguluje nap tí p i Vcc = 14,5 ± 0,5 Vdc 3/ Prov te podmínky dobíjení baterie Ujist te se, že nap tí baterie je vyšší než 10 Vdc: Vb > 10 Vdc 4/ Zapn te st ída do zahajovacího provozu Ujist te se, že Wl > 1,5*Wi (výkon st ída e je vždy 1,5 x vyšší než výkonová zát ž) Postup spušt ní systému Kriteria pro vyhov ní Pokud je OK 1/ P ekontrolujte všechna kabelová spojení Ujist te se, že polarita všech kabelových spojení je správná. 2/ Prov te ízení dobíjení Ujist te se, že ízení dobíjení reguluje nap tí p i Vcc = 14,5 ± 0,5 Vdc 3/ Prov te podmínky dobíjení baterie Ujist te se, že nap tí baterie je vyšší než 10 Vdc: Vb > 10 Vdc 4/ Zapn te st ída do zahajovacího provozu Ujist te se, že Wi > 1,5*WI (výkon st ída e je vždy 1,5 x vyšší než výkonová zát ž) 5/ Prov te, zda se systém automaticky Ujist te se, že pokud je Vb < 10 Vdc, ATS p epne na ve ejnou sí p epne na sí, když je kapacita baterie nízká Tab. 6 Kontrola systému po instalaci 7.0 Údržba rozvrh údržby Oblast Klí ové ásti Rozvrh údržby Zam uje se na: Nosnost rotoru 2 x ro n Prov te podmínky nosnosti p i korozi nebo jiné možné deformaci H ídel 1 x ro n Kontrola korodování Mechanika Šrouby 1 x ro n Kontrola t snosti a korodování Listy vrtule 1 x ro n Kontrola opot ebení, poškození povrchu a deformace Difusor 1 x ro n Kontrola stárnutí UV, poškození povrchu a deformace Sb rný kroužek 2 x ro n Kontrola m rného odporu Elektronika Brzda 1 x ro n Kontrola brzdy ízení dobíjení 1 x ro n Kontrola dobíjení Tab. 7 Rozvrh údržby