Sz lenergia
Download
1 / 54

- PowerPoint PPT Presentation


  • 227 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 '' - 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


Sz lturbina optim lis elhelyez se

SZÉLTURBINA Optimális elhelyezése


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 ge2
Felszín érdessége

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


K sz n m a figyelmet

Köszönöm a figyelmet!

Bíróné Kircsi Andrea

kircsia@delfin.klte.hu


ad