sz lenergia
Download
Skip this Video
Download Presentation
SZÉLENERGIA

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 54

SZÉLENERGIA - PowerPoint PPT Presentation


  • 225 Views
  • Uploaded on

SZÉLENERGIA. Bíróné Kircsi Andrea Egyetemi tanársegéd DE Meteorológiai Tanszék. Megújuló energiaforrások. Megújuló energiaforrások. Szinte mindegyik a Napból származik (kivéve árapály és geotermikus energia) Felhasználása közben a forrás nem csökken, hanem újratermelődik

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' SZÉLENERGIA' - vivien


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
sz lenergia

SZÉLENERGIA

Bíróné Kircsi AndreaEgyetemi tanársegédDE Meteorológiai Tanszék

meg jul energiaforr sok1
Megújuló energiaforrások
  • Szinte mindegyik a Napból származik (kivéve árapály és geotermikus energia)
  • Felhasználása közben a forrás nem csökken, hanem újratermelődik
    • Napenergia (fotovoltaikus, termikus)
    • Szélenergia (onshore, offshore)
    • Biomassza (hő és villamos energia)
    • Geotermikus energia
    • Vízenergia (5-10MW teljesítmény alatt)

Szélenergia

meg jul energiaforr sok2
Megújuló energiaforrások

Használatuk okai:

  • Ellátás biztonsága
  • Importfüggőség mérséklése
  • Energiatakarékosság
  • Környezetpolitikai elvárások

Szélenergia

meg jul energiaforr sok3
Megújuló energiaforrások

Összes primer energiatermelés 2000-ben energiaforrások szerint

Szélenergia

meg jul energiaforr sok4
Megújuló energiaforrások

Villamos energiatermelés 2000-ben energiaforrások szerint

Szélenergia

meg jul energiaforr sok5
Megújuló energiaforrások

Megújuló energiaforrások éves növekedési rátája 1971-2000 között

Szélenergia

meg jul energiaforr sok6
Megújuló energiaforrások

Kummulált installált szélenergia-kapacitás Európában és a Világban

Szélenergia

a sz l kialakul s nak okai
A szél kialakulásának okai
  • Föld gömbölyű
  • Ráeső sugárzás különböző mértékben hasznosul -nyomáskülönbségek
  • Forog a tengelye körül
  • Hőszállítás

Szélenergia

a sz l kialakul s nak okai1
A szél kialakulásának okai
  • Nagy földi légkörzés a hőmérsékleti különbségek kiegyenlítése
  • Coriolis erő
  • Globális mérlegfeltételeknek teljesülnie kell

Szélenergia

geosztr fikus sz l
Geosztrófikus szél
  • Nagy magasságban – szabad légkörben (>1km)
  • Párhuzamos izobárok
  • Nyomási gradiens erő, Coriolis erő eredője
  • Izobárokkal párhuzamosan fúj
  • Nincs hatással rá a felszín
  • Rádiószondával, ballonnal mérhető

Szélenergia

felsz n k zeli sz l
Felszín közeli szél
  • Hatással van rá a felszín érdességéből származó súrlódási erő
  • A szél sebessége magassággal változik - szélprofil
  • Szélirány változékonyabb
  • Jelentősen különbözhet a geosztrófikus szél irányától

Szélenergia

helyi szelek
Helyi szelek
  • Helyi éghajlati viszonyok alakítják ki
  • A globális és lokális hatások szuperponálódik
  • Amikor a globális hatás gyengül erősödik a helyi hatás
  • Hosszabb időlépték, nagyobb térbeli kiterjedés

Szélenergia

helyi szelek1
Helyi szelek

Tavi szél

  • Nappal víz felöl, erős szél – nagy a hőmérséklet-különbség
  • Éjjel szárazföld felöl, gyengébb

Szélenergia

helyi szelek2
Helyi szelek

Hegy-völgyi szél

  • Nappal: lejtő felmelegszik, lejtőn felfele áramlik
  • Éjjel: lejtőn lefele áramlik völgyi szél
  • 20-40 m magasságban a legerősebb

Leáramlás erőteljes a lee oldalon: Főn, Chinook, Zonda

Helyi szélrendszer: Misztrál, Shirocco, Bóra, Nemere

Szélenergia

a sz l energi ja
A szél energiája
  • Szélenergia konverterek a szél mozgási energiáját alakítják át forgatónyomatékká a rotorlapátokon.
  • A szállított energia függ:
    • A levegő sűrűségétől,
    • A szélsebességétől,
    • A rotor által súrolt felülettől.

Szélenergia

a sz l energi ja1
A szél energiája
  • Kinetikus energia:
  • Fajlagos szélteljesítmény:

Mozgó test kinetikus energiája függ a tömegétől

Szélenergia

rotorfel let
Rotorfelület
  • A rotorátmérő négyzetével arányosan növekszik
  • 2x rotorátmérő = 4x kinyerhető energia

Szélenergia

betz limit
BETZ-limit
  • Turbina rotorja lassítja a szelet, eltéríti
  • Mögötte kisebb a szélsebesség
  • Ideális esetben v2=2/3 v1→Betz limit
  • Maximális hatásfok 59%, azaz szél energiájának 40%-a elvész a legjobb turbinán is.

Szélenergia

betz limit1
BETZ-limit

Szélenergia

a sz l energi ja2
A szél energiája
  • A szél energiatartalma a szélsebesség köbével arányosan változik
  • 2x szélsebesség=2x levegőtömeg, amely 4x energiát tartalmaz  8x kinyerhető energia
  • Szélturbinával a szél fékezéséből nyert energiát hasznosítjuk
  • Newton 2. mozgási törvénye

Szélenergia

sz lm r s
Szélmérés

A légköri mozgások horizontális összetevője, iránnyal és nagysággal rendelkező vektormennyiség.

  • Szélsebesség – anemométer
  • Szélirány – szélzászló

Különös fontosságú a szélsebesség pontos ismerete a szélenergia beruházáshoz!

Szélenergia

sz lm r s1
Szélmérés
  • Professzionális, szabvány mérőeszközök
  • Megfelelő hely kiválasztása a műszerek elhelyezésére
  • Adatgyűjtés szabvány szerint
  • Műszerek védelme
  • Korrekt elemzés, adatfeldolgozás

Szélenergia

sz lm r s anemom terek
Szélmérés - anemométerek

Kanalas

Szélenergia

sz lm r s anemom terek1
Szélmérés - anemométerek

3D Ultraszónikus

Szélenergia

sz lm r s2
Szélmérés

Szélenergia

sz lm r s3
Szélmérés

Szélenergia

sz lm r s4
Szélmérés
  • Tervezett turbina helyén
  • Tervezett turbina magasságában – vagy legalább két szintben
  • Árbóc tetejére a szélsebességmérőt
  • Uralkodó szélirány felé a műszereket
  • Szélcsatornában kalibrált, fűthetőek
  • 1%-os hibahatár elfogadható
  • 10 perces átlagok legalább 1 éven át

Szélenergia

sz lm r s5
Szélmérés

Adatok feldolgozása

  • Szélirányeloszlás
  • Szélsebesség átlagok szélirányonként
  • Szélsebesség köbe irányonként – szélirányok energiatartalma

Szélenergia

raml si mez t befoly sol t nyez k
Áramlási mezőt befolyásoló tényezők
  • A felszín érdessége
  • A környező árnyékoló objektumok
  • Domborzat
  • A felszín hőmérsékleti és nedvességi karakterisztikái

Szélenergia

felsz n rdess ge
Felszín érdessége
  • Alapvetően az adott hely szélprofiljának az alakját befolyásolja.
  • Sík felszín felett logaritmikus szélprofil érvényes, ahol fontos paraméter az érdességi magasság.
  • Zo – érdességi magasság: az a magasság, ahol a szélsebessége elméletileg nullává válik

Szélenergia

felsz n rdess ge1
Felszín érdessége
  • Szélprofil összefüggés:

sima felszín felett, neutrális légrétegződésnél

Szélenergia

felsz n rdess ge3
Felszín érdessége
  • Eredmények nem korrektek, ha 1 km távolságon belül akadály, vagy komoly érdességi elem található

Szélenergia

felsz n rdess ge4
Felszín érdessége
  • Szélirányonként kell meghatározni a jelentős érdesség-változás távolságát.
  • Ne legyen jelentős érdességi elem 1 km belül, akadály 700 m belül.
  • Átlagos érdességet kell meghatározni

Szélenergia

sz l v ltoz konys ga
Szél változékonysága
  • Külső és belső súrlódás miatt állandóan fluktuál
  • Átlag és egy fluktuáló tag írja le
  • Napi, évszakos változékonysága van
  • Érdességi elemek akadályok turbulenciát okoznak

Szélenergia

sz l v ltoz konys ga1
Szél változékonysága

Vertikális és horizontális extrapolációja nehézkes, sok hibával terhelt.

Szélenergia

akad lyok
Akadályok
  • Akadály mögött keletkező turbulencia 15% csökkenti a termelést!
  • Magasság 3x-ig érvényesül
  • Horizontális hatótávolság jelentősebb
  • Függ az akadály porozitásától

Szélenergia

akad lyok1
Akadályok

Szélenergia

akad lyok2
Akadályok
  • Turbinán áthaladó levegő is örvényes
  • A turbina maga is akadály
  • Szélparkok turbina kiosztása lényeges

Szélenergia

park effektus
Park effektus
  • Uralkodó szélirányra merőleges sorok
  • Egymás mellett3-5x toronymagasság távolságra
  • Egymás mögött5-9x toronymagasság távolságra
  • Parkhatás: kb. 5%

Szélenergia

domborzat
Domborzat
  • Csatornahatás: felgyorsítja a szélsebességét néhány domborzati elem
  • Magányos domb felett felgyorsul a levegő
  • Nagyobb szélsebesség ellenére kedvezőtlen a turbinának a turbulencia hatása miatt

Szélenergia

h m rs klet l gnedvess g
Hőmérséklet, légnedvesség
  • A levegő sűrűségét, a légkör stabilitását befolyásolják.
  • Hatásuk elhanyagolható ezért a legtöbb modell standard légköri viszonyokat feltételez:

neutrális légrétegződést, 15°C átlagos hőmérsékletet és 1.225 kg/m3 sűrűségű levegőt.

Szélenergia

turbina elhelyez s
Turbina elhelyezés
  • Szélviszonyok:
    • Állandóan nagy erősségű szelek
    • Helyi mérések + 30 év klimatológiai adatok
  • Környezet:
    • Széles nyílt terület, akadályok, érdességi elemektől mentes
    • Talajviszonyok – statikai szempontból

Szélenergia

turbina elhelyez s1
Turbina elhelyezés
  • Műszaki szempont
    • Utak
    • hálózati csatlakozás 10-30kV vezeték
  • Környezeti szempontok
    • Zajhatás
    • Árnyékhatás (discoeffektus)
    • Madárvonulási útvonal stb.

Szélenergia

offshore
OFFSHORE
  • Sima, alacsony érdességű felszín
  • Alacsonyabb torony építhető
  • Alacsonyabb a turbulencia intenzitása
  • Hosszabb élettartam
  • Offshore szélpotenciál 5%-10% nagyobb, mint gondolták

Szélenergia

felhaszn lt irodalom
Felhasznált irodalom
  • Hagyományos és megújuló energiák szerk. Sembery P., Tóth L. Szaktudás Kiadó, 2004
  • A megújuló és környezetbarát energetika villamos gépei és szabályozásuk Szerk. Hunyár M. Műegyetemi Kiadó, 2002
  • http://www.windpower.org
  • http://www.ammonit.de

Szélenergia