![Page 1: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/1.jpg)
Energija vjetraEnergija vjetraKorištenje energije vjetra za proizvodnju el. energijeProf.dr.sc. Zdenko ŠimićFER [email protected]
![Page 2: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/2.jpg)
SadržajSadržajSadržajSadržaj
• Uvod
• Snaga i energija vjetra
• Električna snaga vjetroagregata
P i d l kt ič ij j t l kt i• Proizvedena električna energija u vjetroelektrani
• Posebnosti proizvodnje električne energije u• Posebnosti proizvodnje električne energije u
vjetroelektrani
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 22
![Page 3: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/3.jpg)
Uvod: Povijest korištenja energije vjetraUvod: Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra• jedrenje u Egiptu - prije 4500 g.• pumpanje vode u Indiji i• pumpanje vode u Indiji i
mljevenje žitarica u Kini - prije 2400 g.
f• Perzija, Afganistan, Europa i drugi sve do industrijske revolucije za pumpanje vode i mljevenje žitarica
• krajem 19. st. prve el. VE u Danskoj i SADDanskoj i SAD
• 1941. u SAD vjetroelektrana za proizvodnju el. en. snage 1 25 MW1,25 MW
• 1980-te u SAD• zadnjih 15 godina u Europi i šire
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetraZdenko Šimić - Energija vjetra 3
• zadnjih 15 godina u Europi i šire
![Page 4: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/4.jpg)
Mlin na vjetar –Afghanistan (900 god )Mlin na vjetar –Afghanistan (900 god )
Vjetrenjače –Europa (srednji vijek)
Vjetrenjače –Europa (srednji vijek)Afghanistan (900. god.)Afghanistan (900. god.) Europa (srednji vijek)Europa (srednji vijek)
Wi d ill k d C d C i t
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra
Windmills kod Campo de Criptana,La Mancha (Španjolska)
![Page 5: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/5.jpg)
Prvi vjetroagregati - Europa i SAD (kraj 19. st.)Prvi vjetroagregati - Europa i SAD (kraj 19. st.) Novi početak –
California 1985Novi početak –
California 1985California 1985.California 1985.
Boone, NC 2 MW Mod-1
SAD -Charles
Bush 1890
Altamonte Pass 4000 x 40 kW
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra
Danska - La Cour’s testni vjetroagregat 1897
![Page 6: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/6.jpg)
Danas – energija vjetra dio rješenjaDanas – energija vjetra dio rješenja
10 10 x x 2,3 MW Bonus2,3 MW Bonus (Siemens)(Siemens) VAVAvisina stupa 61 m, dubina vode 15 mvisina stupa 61 m, dubina vode 15 m
41x1 MW Mitsubishi MWT-1000A, 55 m stup,29.5 m lopatice, Combine Hills projekt u NE Oregon
Energijske tehnologijehttp://www.samsohavvind.dk/windfarm/
![Page 7: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/7.jpg)
Stanje do 2009.Stanje do 2009.jj
GWEC izvještaj “Global Wind 2009” nahttp://www.gwec.net/index.php?id=167
Kumulativno instaliranoGodišnje instalirano
Energijske tehnologije2010. 7
![Page 8: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/8.jpg)
Energija i snaga vjetraEnergija i snaga vjetraEnergija i snaga vjetraEnergija i snaga vjetra• energija mase zraka je
k d đ j t ć ši 2
2vmEk
kinetička:– masu zraka određuje gustoća, površina
kroz koju struji, brzina i vrijeme: m=Avt
• snaga vjetra:
2
tvAEk
2
3
• snaga vjetra:– derivacija energije po vremenu, dE/dt:
• gustoća zraka:
2
2
3vAPvjetra
• gustoća zraka:– ovisi o temperaturi, tlaku i vlažnosti– za standardne uvjete na moru
1 225 k / 3 (101 3 kP i 15 °C)
2
=1,225 kg/m3 (101,3 kPa i 15 °C)– moguće je koristiti standardnu gustoću uz
korekciju faktorom odstupanja (prosjeka) stvarnog tlaka i temperature:
vA
d=vttlaka i temperature:
– unutar uobičajenih promjena temperature i tlaka gustoća varira do 10%
b i k
3,101pcH
TcT
1,288
Energijske tehnologijeEnergija vjetra 8
• brzina zraka:– raste s visinom i vrlo je promjenjiva
T
![Page 9: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/9.jpg)
Teorijski iskoristiva snaga vjetraTeorijski iskoristiva snaga vjetraTeorijski iskoristiva snaga vjetraTeorijski iskoristiva snaga vjetraIskorištena snaga ovisi o brzini kojom vjetar
dolazi (v) i brzini kojom odlazi (w):dolazi (v) i brzini kojom odlazi (w):– posebno odvajamo masu jer ovisi o prosjeku brzina:
– neka omjer brzina w/v bude x
v w
j
22
2)(
2wvwvAP
23 1
2)1(
2xxvAP
pcvAP
3
2
21)1( xxc
cp
12
xcp
– za x= w/v=1/3 , cp ima maksimalnu vrijednost cp.max :
16/27 59 3%cp.Betz=16/27=59,3%
- stvarni stupanj djelovanja je uvijek manji od maksimalnog
Energijske tehnologijeEnergija vjetra 9
x
j j g
![Page 10: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/10.jpg)
Električna snaga vjetroagregataElektrična snaga vjetroagregataSnaga vjetra proporcionalna je :
gustoći zraka• gustoći zraka• trećoj potenciji brzine vjetra
D bi i j t d đ j b i j t i Dobivena snaga iz vjetra određena je brzinom vjetra i karakteristikom vjetroagregata: el snagael. snaga
1. startna brzina2. promjenjiva snaga i
3Pb p j j g
efikasnost3. nazivna snaga
(promjenjiva efikasnost)2Pa
b
(promjenjiva efikasnost)4. maksimalna brzina
1 4
Pa
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 1010
brzina vjetrava vb
![Page 11: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/11.jpg)
Ovisnost snage VA o brzini vjetraOvisnost snage VA o brzini vjetrag jg j• Svaki VA ima
karakteristiku snage ukarakteristiku snage u ovisnosti o brzini vjetra
• Karakteristika snage ovisi• Karakteristika snage ovisi o tehničkoj izvedbi – pasivna samoregulacija (stall)– aktivna regulacija (pitch)
Energijske tehnologije11
![Page 12: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/12.jpg)
Koeficijent c ovisi o izvedbi vjetroagregataKoeficijent c ovisi o izvedbi vjetroagregataKoeficijent cp ovisi o izvedbi vjetroagregataKoeficijent cp ovisi o izvedbi vjetroagregata
Moderni VA sa tri lopatice
Energijske tehnologije12λ – omjer vršne linearne brzine lopatica i brzine vjetra
![Page 13: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/13.jpg)
Energija vjetra – brzinaEnergija vjetra brzina
Vjetar je masa zraka u pokretu:• uzrokuje ga razlika tlakova
(rezultat razlike temperatura)( e u tat a e te pe atu a)• posljedica Sunčeve energije (1 do 2 %)
č j tj j t ij Z lj i k fi ij tl• značajan utjecaj rotacije Zemlje i konfiguracije tla
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 1313
![Page 14: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/14.jpg)
Varijabilnost brzine vjetra u prostoruVarijabilnost brzine vjetra u prostoruj j pj j p
meteorologija 100 k
Kratkotrajne varijacije brzine vjetra na dvije lokacije mogu biti korisne za
vrsta tlatopografija
~ 10 km
~ 100 kmsmanjivanje ukupne varijabilnosti proizvedene energije.Primjer za dvije lokacije udaljene 90 m:
prepreke<< 1 km
~ 1 km
a[m
/s]
brzi
na
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 14
vrijeme [s]
![Page 15: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/15.jpg)
Varijabilnost brzina vjetra u vremenu: satno dnevno mjesečnoVarijabilnost brzina vjetra u vremenu: satno dnevno mjesečno
3
4
5 Jan
satno, dnevno, mjesečnosatno, dnevno, mjesečno
10
12
14
(m/s
)
Wind Speed
0 6 12 18 240
1
2
Prikaz stvarnih mjerenja u Dubrovniku:
10W ind S pe e d
1 2 3 4 5 6 70
2
4
6
8
Win
d Sp
eed
(j j
4
6
8
d Sp
eed
(m/s
)
January
Jan Feb Mar A pr May Jun Jul A ug Sep Oc t Nov Dec0
2
4
Win
Wind Speed m/s
18
24Wind Speed
8.4
9.8
11.2
12.6
14.0m/s
6
12
Hou
r of D
ay
2.8
4.2
5.6
7.0
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 15
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
Day of Year
0.0
1.4
![Page 16: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/16.jpg)
Brzina vjetra prikazana statističkiBrzina vjetra prikazana statističkiBrzina vjetra prikazana statističkiBrzina vjetra prikazana statistički16
18Wind Speed PDF
kkk 1Weibull raspodjela
f(v) – funkcija gustoće vjerojatnosti pojavljivanja brzine v
10
12
14
uenc
y (%
)
kk
cv
cv
ckvf exp)(
1Weibull raspodjelac – faktor skale [m/s]k – faktor oblika
4
6
8
Freq
u
22
Rayleigh raspodjelaza k = 2 u Weibullovojfi – frekvencija brzine vi
0 2 4 6 8 10 12 140
2
Value (m/s)Wind speed data Best-f it Weibull (k=1.43, c=3.36 m/s)
1 4W in d S p e e d D u r a t io n C u r v e
2 exp2)(
cv
cvvf
1 0
1 2
)
Krivulja trajanja brzine vjetra
4
6
8
Valu
e (m
/s)
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 16
0 2 ,0 0 0 4 ,0 0 0 6 ,0 0 0 8 ,0 0 00
2
H o u r s E q u a le d o r E x c e e d e d
![Page 17: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/17.jpg)
Brzina vjetra u ovisnosti o visiniBrzina vjetra u ovisnosti o visini
• Brzina se vjetrapovećava s visinompovećava s visinom– to ovisi o konfiguraciji
tla, temperaturi i tlaku– važno za procjenu
brzine na raznimbrzine na raznim visinama jer određuje snagu i naprezanje VA
• Jednostavan model Varijacija brzine vjetra [m/s] s visinom [m] ovisno o preko koeficijenta terena :– mirna voda i glatko i
j j j [ / ] [ ]dobu dana i godišnjem dobu (siječanj – crno i srpanj– crveno). (B. Sørensen: Renewable Energy).
4 4 / (16 k /h)g
tvrdo tlo: =0,10– visoka trava =0,15– šumovito =0,25
d l k
=0,4450
300
4,4 m/s (16 km/h)
4,4 m/s
Visina– grad s velikim zgradama =0,40
H
=0,28
=0,16
300
150
4,4 m/s
3,12,2
Visina
[m]
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 17
00 H
HvvH30
,,1,4
![Page 18: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/18.jpg)
Srednje godišnje brzine vjetraSrednje godišnje brzine vjetra
• na 10 m visine
( )(1992-2001.)
• DHMZ
d 1 d >6 /• od 1 do >6 m/s
Zadatak:Kolika je brzine na 80 m visine za80 m visine za visoku travu na tlu i brzinu od 5 m/s?
15,0
80 10805
v
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 18
v80 = 6,8 m/s
![Page 19: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/19.jpg)
Atlas vjetra i potencijal energijeAtlas vjetra i potencijal energijepotencijal energijepotencijal energije
Europa TWh/god.
kopno 500kopno 500
pučina 2000
potrošnja (1) 3000
Svijet TWh/god.
potencijal (2) 25000
t š j (1) 15000(1) Približno za 2003.
potrošnja (1) 15000 (2) Samo kopno.
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 19
![Page 20: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/20.jpg)
Kako dobiti statistiku vjetra za lokaciju?Kako dobiti statistiku vjetra za lokaciju?
Problem: Rješenje:
podaci s ostalih l k ij
ostale lokacije ne odgovaraju
Problem: Rješenje:
koreliranje(tlo prepreke)
Korelacioni atlas vjetra
lokacija odgovaraju (tlo, prepreke) j
dva pristupa
k li j d i “Predviđanje lokalna mjerenja kratko vrijeme
(brzina, smjer i temperatura)
koreliranje s drugim lokacijama gdje je duže mjereno
Predviđanje koreliranjem
mjerenja”
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 2020
p )mjerenja
![Page 21: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/21.jpg)
Dostupnost dugoročnih podatakaDostupnost dugoročnih podataka
i l i t t j j b i j tgdje?
• nacionalni sustav meteo mjerenja brzine vjetra• posebne namjene (nautika, avijacija, poljoprivreda)• korištenje vjetra od ranih 80-ih
d ?• preciznost anemometara• pohrana i obrada podatakapouzdano?
reprezen
• pohrana i obrada podataka• konzistentnost i povijest lokacije
k t tlreprezen-tativno?
• prepreke, vrsta tla• primjena korekcija
korisno? • format podataka: samo godišnji prosjeci ili duge vremenske serije• dugotrajno mjerenje
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 2121
• dugotrajno mjerenje
![Page 22: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/22.jpg)
Procjena snaga vjetra lokalno na tri visineProcjena snaga vjetra lokalno na tri visineProcjena snaga vjetra lokalno na tri visineProcjena snaga vjetra lokalno na tri visine
Irska: na 50 75 i 100 m; 75x150 kmIrska: na 50 75 i 100 m; 75x150 kmIrska: na 50, 75 i 100 m; 75x150 kmIrska: na 50, 75 i 100 m; 75x150 km
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 22
![Page 23: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/23.jpg)
15
20
25
30
d Sp
eed
(m/s
)
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10Win
d
Power Curve
1,000
1,500
2,000
Pow
er (k
W)
Power Curve
1 500
0 5 10 15 20 250
500P
Wind Speed (m/s)
500
1,000
1,500
Pow
er (k
W)
16 Scaled data PDFJan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
0
50 Vestas V82 Power Output PDF
4
8
12
Freq
uenc
y (%
)
20
30
40
eque
ncy
(%)
Energijske tehnologije0 5 10 15 20 25 30 35
0
4F
Value (m/s)Wind speed data Best-f it Weibull (k=1.42, c=7.63 m/s)
0 500 1,000 1,500 2,0000
10
Fre
Value (kW)
![Page 24: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/24.jpg)
Procjena proizvodnje ukupne godišnje električne energijeProcjena proizvodnje ukupne godišnje električne energijeelektrične energijeelektrične energijeWgod. – procijenjena godišnja proizvodnja el. en.
T 365 24 8760 h dfPTWmv
)()(Tgod. = 365·24 = 8760 h
r – raspoloživost (0,9 ili više)
vp vm – početna i maksimalna brzina vjetra
dvvfvPrTWpv
godgod )()(..
vp, vm početna i maksimalna brzina vjetra
P(v) – snaga VA pri brzini v
f(v) – funkcija gustoće vjerojatnosti pojavljivanja brzine v m
p
v
vgod dvvfvPrW )()(8760.
Za utjecaj tlaka i temperature treba uključiti
korekciju cH i cT.mv
Za diskretnu raspodjelu frekvencije brzine
vjetra kroz godinu:
m
pi
v
vviigod fPrW 8760.
fi – frekvencija brzine vi
ti – trajanje brzine vi
m
pi
v
vviigod tPrW .
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra
- broj diskretnih koraka određuje preciznost
24
pi
![Page 25: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/25.jpg)
Procjena proizvodnje ukupne godišnje električne energije - primjerProcjena proizvodnje ukupne godišnje električne energije - primjerelektrične energije primjerelektrične energije primjer
W = W3-11 + W11-25 = t3-11·P3-11 + t11-25·P11-25 = 5954·0,543 + 2355·1,500 = 6766 [MWh]
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 25
![Page 26: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/26.jpg)
Varijacija proizvodnje vjetroelektranaVarijacija proizvodnje vjetroelektranaSatne dnevne sezonske i godišnje varijacije brzine vjetra
80
90
100
Satne, dnevne, sezonske i godišnje varijacije brzine vjetra
80
90
Dnevne varijacije veće blizu obale i tijekom ljeta.
40
50
60
70
atna
sna
ga V
E(M
W)
40
50
60
70
80
naga
VE
(M
W)
0
10
20
30
1 49 97 145 193 241 289 337 385 433 481 529 577 625 673 721
Sa
0
10
20
30
40
Dne
vna
sn
LB
1 49 97 145 193 241 289 337 385 433 481 529 577 625 673 721
Sat (Listopad 2000)
90
100
)
LB
1 8 15 22 29
Dan (Listopad 2000)
50
60
70
80
o m
jese
cim
a (M
W)
Prosjek
Maksimum
10
20
30
40
Snag
a VE
po
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 26(www.windpower.org) LB
0
10
![Page 27: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/27.jpg)
Utjecaj vjetroelektrane na EE sustavUtjecaj vjetroelektrane na EE sustav
ž dij l jiti velika varijabilnost
može se dijelom smanjiti npr. uključivanjem VE na širokom
d čjvarijabilnost području
mala predvidljivost
korištenje poboljšanih metoda predviđanja vjetra (vremena)
korištenje modernih VE s kontrolom upravljivost
jnagiba lopatica i varijabilnom brzinom
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 2727
![Page 28: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/28.jpg)
Zadatak 4. Proizvedena el. energija iz vjetraZadatak 4. Proizvedena el. energija iz vjetraProizvedena el. energija iz vjetraProizvedena el. energija iz vjetraOdrediti proizvedenu el. energiju VA
prema podatcima:prema podatcima:početna brzina vjetra vp = 4 m/s;
nazivna brzina vjetra vn = 10 m/s;
k d b i j 25 /maks. radna brzina vj. vmax = 25 m/s;
trajanje vjetra između vp i vn tp-n= 3000 h;
trajanje vjetra između vn i vmax tn= 1500 h;
Rješenje:W = Wp-n + Wn
(P t +P t )prosječna snaga do nazivne Pp-n = 0,4 MW;
nazivna snaga Pn = 1 MW;
raspoloživost r = 90%
= r(Pp-ntp-n +Pntn)
= 0,9(0,43000+11500)= 0,9(1200+1500) raspoloživost r 90%
W
( )= 0,92700= 2430 [MWh]
Za vježbu:Odrediti faktor opterećenja VA.Rj : 28 %
mv
tPrW
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 2828
Rj.: 28 %
pi vv
iigod tPrW .
![Page 29: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/29.jpg)
Tehnologija: veličineTehnologija: veličinemale
1 ~ 100 kWsrednje i velike
100 ~ 1500 kW(pučina )
> 1500 kW1 100 kW 100 1500 kW > 1500 kW
Daleka izolirana mjestaRaznolikost rješenja
Na mrežiSamostalne i u grupi1000 kW posve
Na pučini (stotine MW)Razvija se
pkomercijalne (velike serije)
Mikro Vrlo male Male Srednje Velike
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 2929
Mikro Vrlo male Male Srednje Velike1 10 100 750 [kW]1 10 100 750 [kW]
![Page 30: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/30.jpg)
Tehnologija: osnovne komponenteTehnologija: osnovne komponente
Lopatice rotoraLopatice rotora
pozicioniranje(prijenos)generatorkontrolakućište
t jtoranj
temeljiHAWTHAWT temelji
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 30Energija vjetra 30
![Page 31: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/31.jpg)
Lopatice, prijenos, generator i kontrolagenerator i kontrola
IndireIndirekkttnini pogon: pogon: asinkroni asinkroni ggeneratorenerator
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 31Energija vjetra 31DireDirekkttnini pogon:pogon:
sisinnkkronronii ggeneratorenerator
![Page 32: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/32.jpg)
Vjetroelektrana(VE)
Vjetroelektrana(VE)(VE)(VE)
Energijske tehnologije
![Page 33: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/33.jpg)
TrendoviTrendovi
• Jedinice od 2 MW i više sve važnije od 2002.Poboljšana efikasnost• Poboljšana efikasnost– Odabir lokacije– Bolja oprema
Airbus A380 ima raspon krila 80 m
j p– Porast efikasnosti
2-3% godišnje
• Stalni pad• Stalni pad cijene proizvedeneproizvedene energije– Cijena inst.
isnage varira:1100-1700 $/kW
Energijske tehnologije
![Page 34: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/34.jpg)
Lokacije VE: efekt više VA u bliziniLokacije VE: efekt više VA u blizini
reduciranje brzine
Slabljenje vjetra turbine niz vjetar:• manje brzine: manje snage• veće turbulencije: više opterećenja
pov turbulencije
p j• veći broj VA u VE povećava gubitke
pov. turbulencije
• optimiranje pozicioniranja za snagu i trošenje (računalni programi za simulacije i mjerenje)k d i t j d 4 d 9 j
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 3434
• razmak u dominantnom smjeru od 4 do 9 promjera - gubitci od 5 do > 60%, za manji (2x2) ili veći (10x10) broj VA u VE
![Page 35: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/35.jpg)
Priključak na mrežu i višak vjetraPriključak na mrežu i višak vjetraPriključak na mrežu i višak vjetraPriključak na mrežu i višak vjetra
• Odbacivanje energije iz vjetroelektrana za snagu koja prelazi j g j j g j popterećenje minus bazna proizvodnja
• Provodi se na nivou regionalne interkonekcije• Promjenjivo za sve periode
3000K i lj t j j t ć j
1000 MW nazivni kapacitet vjetra36% faktor opterećenja
• Promjenjivo za sve periode
2000
2500 Krivulja trajanja opterećenja
VišakI k i ti ij j t
36% faktor opterećenja
1000
1500MW
Višakvjetra
Iskoristiva energija vjetra
0
500 Elektrane koje moraju raditi cijelo
Konstantno opterećenje
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 35Energija vjetra 35
0 2000 4000 6000 8000 10000
sati
![Page 36: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/36.jpg)
UkratkoUkratkoUkratkoUkratko
I k i ti iI k i ti i P d iđ j b iP d iđ j b i•• Iskoristiva snaga i Iskoristiva snaga i energija vjetra energija vjetra ograničena je teorijskiograničena je teorijski
•• Predviđanje brzine Predviđanje brzine vjetra važno za vjetra važno za planiranjeplaniranjeograničena je teorijski ograničena je teorijski
i praktičnoi praktično•• Pokraj velike brzinePokraj velike brzine
planiranje planiranje •• Vjetar isplativ na Vjetar isplativ na
najboljim lokacijamanajboljim lokacijamaPokraj velike brzine Pokraj velike brzine važna stalnost i pristup važna stalnost i pristup el. en. mrežiel. en. mreži
najboljim lokacijamanajboljim lokacijama•• Za korištenje važna Za korištenje važna
politika, planiranje i politika, planiranje i p , p jp , p jffinanciinanciranjeranje
Energijske tehnologijeZdenko Šimić - Energija vjetra 3636
![Page 37: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/37.jpg)
Koliko je vjetroagregat visok?Koliko je vjetroagregat visok?j j g gj j g g
33 m
Energijske tehnologije
Empire Eiffel 1.5 MW 250 kW 100 kWState Tower FER VA VA VA 381 m 301 m C zgrada 109 m 65 m 43 m
![Page 38: Energija vjetra - MINGOoie.mingorp.hr/UserDocsImages/Vjetar prezentacija.pdf · Povijest korištenja energije vjetraPovijest korištenja energije vjetra • jedrenje u Egiptu - prije](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050201/5f54a4c453b21939a570b904/html5/thumbnails/38.jpg)
Eksperimentalni mali vjetroagregat na FER-uEksperimentalni mali vjetroagregat na FER-u
đ
vjetroagregat na FER-uvjetroagregat na FER-u
• Mjerni uređaji:– Mali vjetroagregat (50 W)– Smjer vjetra– Horizontalna i vertikalna
brzina vjetrabrzina vjetra– Temperatura i vlažnost
• NamjenaNamjena– Karakteriziranje
• Energije vjetra u g j jurbanim uvjetima
• Malih vjetroagregata
Energijske tehnologije38
Zdenko Šimić - Energija vjetra