Větrná elektrárna vše o NÍ a kolem NÍ Hradec Králové, 27.1.2011 Ing. Jiří ŠPIČÁK
energetická koncepce ČR konstrukci VtE a okolí www.csve.cz
Větrná elektrárna GONDOLA ROTOR STROJOVNA NATÁTÁČENÍ GONDOLY STOŽÁR BETONOVÝ ZÁKLAD PŘIPOJENÍ DO ROZVODNÉ SÍTĚ
Typologie větrných elektráren vztlakový VtE odporový
Principy rotoru => ODPOROVÝ
Typologie větrných elektráren Vztlakový Savonius VtE Odporový
Principy rotoru => VZTLAKOVÝ 1 0 0 0 2 1 0 1 0 1 1 0 2.. 1 2... 1 2 0 p p p V p p p p V Bernoulliho rovnice Rovnice kontinuity. =.. konst S ρv
VZTLAK ODPOR
VZTLAK V ODPOR
www.csve.cz
L
L L
Typologie větrných elektráren vodorovná osa rotace Závětrná VtE Rotor Darrieus Návětrná VtE VtE vztlakový svislá osa rotace odporový
Účinnost větrné elektrárny V 1/3V 2/3V Betzova účinnost => 56%
Rotorový list
Výpočty listu MKP
Výroba listů rotoru
Laminování do negativní formy
Laminování do negativní formy
Spojení polovin listu k sobě
Hotový list ve formě
Manipulace
Konečný nástřik povrchu
Automatizovaná výroba rotorových listů
Zalaminované šrouby pro spojení
Ochrana proti blesku
Tvarová shodnost - fotogrametrie
1484KV Test ochrany proti blesku
Modální zkoušky listu
Statická zkouška listu
Testování pevnosti listů
Testování v USA
Párování listů
Velikost větrných elektráren
Enercon E 126 => 7,5MW ø126m
Strojovna G
Hlavní hřídel
Převodovka Bosch Rexroth
Systém natáčení rotorových listů
Natáčení gonodoly
Snímání větru
Gondola Křivkové těleso Kolizní analýza
EMC semistochaická komora
Stožár
Výroba ocelového skružovaného stožáru
Přeprava segmentu stožáru
Segment stožáru
Stavba tubusového stožáru
Příhradový stožár
Stožár z předepjatých betonových skořepin
Stožár z předepjatých betonových skořepin
Základová deska
Závěrečná montáž
Závěrečná montáž
Závěrečná montáž
Výkonová rovnic VtE 1 P =. V 3. c. S. 2 p
P = 1 2 V c p S. Výkon VE 3... 3 1,225 kg/m 137 m 2
Výkon VtE dle průměru rotoru
Účinnost větrné elektrárny G
Účinnost větrné elektrárny V
výška (m) 136m 160 Průměrný vertikální profil rychlosti větru JE Dukovany 140 120 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 průměrná rychlost (m/s)
výška (m) 160 Průměrný vertikální profil rychlosti větru JE Dukovany 7,2 m/s Ø14090m => 2MW 15 ot/min => 4s/ot 120 2s horní x dolní úvrať 100 6,6 m/s 80 Ø60126m => 6MW 5 ot/min => 12s/ot 40 6s horní x dolní úvrať 20 Samostatné natáčení jednotlivých listů 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 průměrná rychlost (m/s) 5,8 m/s
Účinnost větrné elektrárny V G účinnost 0,45
VESTAS Dánsko - Spolupráce frekvenčního měniče s asynchronním generátorem s krouţkovou kotvou - Kaskádové zapojení - Generátoru přímo připojen do elektrizační soustavy(přes NN/VN transformátor) a rotor generátoru je napájen z frekvenčního měniče - Chod zařízení je zabezpečován multiprocesorově - Pro omezení proudových rázu je vyuţito přepínání Y-D
ENERCON Německo - Prstencový synchronní generátor s velkým počtem pólpárů a malými otáčkami - bez přímého napojení na síť - Výstupní napětí a frekvence generátoru se mění s rychlostí a jsou přes usměrňovač a střídač vedeny do distribuční soustavy - Parametry sítě sledovány na nízké straně a to mezi střídačem a transformátorem
WIKOV Česká republika - Synchronní generátor s přímým připojením na síť (6,3kV) - Odpadá nutnost frekvenční měničů a silnoproudé elektroniky - systém osazen převodovkou s variátorem - plynulá změna převodového poměru - => konstantní otáčky G 1500ot/min
0,45. 0,95. 0,98 = 0,42
Větrné podmínky ÚFA AV ČR Ústav fyziky atmosféry akademie věd ČR Větrné mapy
Měření rychlosti větru
Umístění VtE v prostoru
Chci mít svoji VE Větrné podmínky dané lokality Přípojka do rozvodné sítě Hlukové poměry Půda Majetkové poměry Stavební povolení
Stavební povolení Projekt Dotčené strany Obec, na jejímţ katastru stavba stojí Majitelé všech pozemků, které přiléhají k VtE Odbor ţivotního prostředí (v místě, kraj) Hygiena Hasičský sbor Český telecom JMP Jihomoravská plynárenská JME Jihomoravská energetika VaK Vodovody a kanalizace Mobilní operátoři Vodafone, T-mobile, O2 ÚCL úřad pro civilní letectví Armáda ČR Vojenské letectvo
Ekonomická návratnost 2MW x 365dní x 24 hod = 17 520 MWh Kapacitní faktor 30 % 5256 MWh/rok výkupní cena 2340 Kč/MWh x 5256 MWh = 12 299 040 Kč/rok Cena VtE - 70 mil. Kč Cena beton. základu - 7 mil. Kč Cena transformátoru - 1,2 mil. Kč Cena el. vedení 22kV zemí - 3mil. Kč / km vzduchem - 1,5mil. Kč / km Celkem VtE cca 100 mil. Kč (zjednodušeně) 100 mil Kč / 12,29mil Kč/rok = 8,1 roků Realita: 11 14 let - 5 let projektová část - pojištění - úvěr - provoz
EIA ENVIRONMENTAL IMPACT ASSESMENT proces hodnocení vlivu na životní prostředí Zásah do fauny a flóry Hlukové zatížení okolí Zásah do krajinného rázu
Hlukové zatížení okolí Hluková studie intenzita hluku tónalita směrovost ČSN-EN 40 db pro celodenní provoz
Krajinný ráz
Krajinný ráz
Viditelnost v krajině
Ptactvo První studie o ptactvu 1989 Holandsko Studie říkají => vyšší VtE představují niţší riziko kolize v USA
Ptactvo POZOR NA VYTRŢENÉ INFORMACE Z KONTEXTU!!!! KOLIK PTÁKŮ ZAHYNE Z DŮVODU AUTA, BUDOVY, PROSKLENÉ PLOCHY??? Materiály Moravského ornitologického spolku uvádějí, ţe podle výzkumu německých ornitologů zahynou na běţném metru průhledné protihlukové stěny aţ dva ptáci ročně.
Ptactvo Luňák červený - hlavně v Německu, kde je jich velká populace - má zvláštní zálibu prolétávat diskem rotoru Orel mořský - v roce 2006 úhyn v Německu z důvodu: VtE 24 ks Vlaky 120 ks 10 let, 100 VtE a pak najdete mrtvého orla
Ptactvo Netopýři - 0 2 netopýři / rok - biologicky nevýznamné říkají sami ornitologové Tetřívek obecný - kvůli hluku VtE se neslyší - je to chytrý pták a tak se posune o cca 200m
Námraza na větrné elektrárně www.csve.cz
Kapacita přenosové soustavy Silně koncentrované výroba z VtE v jedné oblasti a nedostatečná poptávka po elektrické energii v daném místě Nutnost transportu energie na velké vzdálenosti Zahlcení VN a VVN Řešení: - Výstavba nových rozvodných sítí - zdlouhavý proces
Kapacita přenosové soustavy
Ohrožení stability elektrické sítě souvisí s bilancí mezi výrobou a spotřebou elektrické energie Na základě povětrnostních podmínek dochází ke kolísání výroby elektrické energie Toto kolísání se musí kompenzovat klasickými zdroji Řešení: Predikce výroby el. Energie => předpověď větru 48hodin předem Když známe výrobu z větru předem, můžeme mixem ostatních zdrojů toto kolísání pokrýt V nouzových případech lze VtE okamžitě odpojit od sítě
Denní spotřeba ee v ČR dny maxima
Zálohování VE Domácnost 4 x 1,5 kw = 6 kw VE o výkonu 1,5 MW 250 domácností 1000 obyvatel V roce 2009 instalovaný výkon VtE v ČR 180MW Celkový instalovaný výkon v ČR V roce 2009 instalovaný výkon VtE v SRN 25.000MW
Do ČR se vozí opotřebované VtE Český člověk je vynalézavý Do roku cca 2000 byla dotační politika Dáme ti peníze na stavbu VtE Od roku cca 2000 byla dotační politika Dáme ti dotace formou zvýhodněné výkupní ceny elektrické energie Nutí kupovat nejnovější VtE (nejvýkonnější, neefektivnější)
Sociálně-geografická analýza
Pozitivní vliv na krajinu VtE jako pozitivní estetický zážitek v krajině Orientace Čitelnost krajiny, která postrádá dominantu VtE se stává vizuálním podnětem krajiny, ke kterému se pak vracíme
Cena elektřiny - podpora OZE
Tvorba výsledné ceny elektrické energie v roce 2008 Zdroj: MPO
RUSKO
Děkuji Vám za pozornost Ing. Jiří ŠPIČÁK vzdelavani@csve.cz