prikupljanje podataka
TRANSCRIPT
1 of 13
Prikupljanje podataka – baze podataka Dejan Đukanović, dipl.ing.maš., 06.12.2012
2 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Obnovljivi izvori energije
Neobnovljivi izvori energije Fosilna goriva (ugalj, nafta, prirodni gas,
škriljci),
Nuklearna goriva
Obnovljivi izvori energije (OIE) • Energija vetra
• Energija vodnih tokova,
• Energija Sunčevog zračenja
• Biomasa (i biogas, uključujudi i drvnu masu)
3 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Projekt OIE u lokalnoj zajednici
Projekat koji se realizuje na teritoriji lokalne zajednice, može biti finansiran od strane lokalne zajednice, privatnog investitora, zajedničkim učešdem, projekat JPP i sl. U svakom od navedenih slučajeva realizacija projekta podrazumeva zainteresovanost i aktivno učešde lokalne zajednice, u realizaciji ovakve vrste projekta.
Direktna korist – o Ekonomski efekti, o Efekti zaštite životne sredine
o Socijalni efekti
4 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
1. Energija vetra
Približno 1 ÷ 2 % energije koja dolazi od sunca pretvara se u energiju vetra.
Energija vetra je zapravo kinetička energija (direktno u funkciji kvadrata brzine vetra): gde je:
v – brzina vetra na ulasku u vetro-turbinu [m/s],
ρ – gustina vazduha [kg/m3]
A – površina rotora vetro-turbine [m2]
Cp – koeficijent iskorišćenja snage vetroturbine, koji se definiše kao odnos mehaničke snage vetroturbine prema odgovarajućoj snazi vetra Pv na ulazu u vetroturbinu
5 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Energija vetra – teorijska energija
Ukupna teorijska energija vetra:
Gustina vazduha se povedava sa povedanjem vlažnosti. Takođe, hladniji vazduh je gušdi nego topliji. Na visokim nadmorskim visinama pritisak vazduha je niži, pa je vazduh razređeniji (manje gustine).
Teorijski maksimum stepena iskorišdenja energije vetra u vetroturbini je 59,3 % (gornja granica izlazne snage data izrazom se naziva Lanchester-Betz-ov limit). Za gustinu vazduha ρ = 1,225 kg/m3 pri standardnim
uslovima (101,3 kPa i 15 °C) (ηmax,VT = 0,65÷0,91; ηmax,EL = 0,8 ÷0,95)
prethodni izraz dobija slededi oblik:
6 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Energija vetra – teorijska energija
7 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Statistika vetra
Atlas vetrova daje podatke o prosečnim (očekivanim, srednjim) brzinama vetra na posmatranoj lokaciji [m/s], kao i očekivanoj snazi raspoloživoj po jedinici površine [W/m2]. Pogodan alat za određivanje makrolokacije VE.
Prvi Evropski atlas vetrova objavljen je 1989, godine (Danski institut RISO).
U Republici Srbiji ‘’Mogudnost korišdenja energije vetra za proizvodnju električne energije’’. – Elektroprivreda Srbije, Tekon, RHMZ Srbije, 2002. god.
ATLAS VETROVA AP VOJVODINE. – PSEMS, FTN Novi Sad, 2008. god.
8 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Klimatologija vetra
Klimatologija vetra opisuje se najčešde:
a) ružom vetra,
b) histogramom empirijske raspodele brzine vetra,
Ruža vetrova opisuje srednje brzine i učestalost vetra po pravcima. Histogram raspodele vetra prebrojava koliko ima izmerenih podataka o vetru u nekom zadatom intervalu brzina. Histogrami empirijske raspodele - po pravcima i za ceo uzorak.
9 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Promenljivost brzine vetra u prostoru
Uticajni faktori:
a) Meteorologija (≈ 100 km),
b) Topografija (≈ 10 km),
c) Vrste tla (≈ 1 km)
d) Prepreke (<< 1 km)
Veliki broj rezultata merenja brzine vetra na 10m visine, mogu se statistički obraditi po frekvenciji pojavljivanja pojedinih brzina. Najkvalitetnija aproksimacija - Weibull-ova raspodela.
10 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Brzina vetra u funkciji visine
Brzina vetra se povedava sa visinom u f-ji:
a) Konfiguracije terena,
b) Temperature,
c) Pritiska
Uticaj hrapavosti terena na visinski profil brzine vetra se definiše parametrom z0. Parametar z0 predstavlja visinu na kojoj je brzina vetra jednaka nuli. Parametar z0 se za određeni teren određuje na osnovu klase hrapavosti terena.
11 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Energija vetra – prikupljanje podataka
– Najvažniji parametar - brzina vetra (meteorološki podaci).
– Na osnovu prikupljenih podataka, (srednjih godišnjih brzina vetra), mogude je izdvojiti regione u kojima postoje potencijalno pogodne mikrolokacije za postavljanje VE.
Potencijalne lokacije – srednja godišnja brzina vetra vsr≥ 5 m/s.
12 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Načini za prikupljanje podataka
PODACI SA OSTALIH LOKACIJA • Problem: ostale lokacije nisu pogodne za poređenje
• Rešenje: korelacija podataka (teren, prepreke)
LOKALNA MERENJA – KRATKOTRAJNA
• Brzina, smer, pritisak, temperatu
• Korelacija sa drugim lokacijama gde su vršena dugotrajna merenja
DUGOTRAJNA NAMENSKA MERENJA PARAMETARA VETRA
• Broj anemometara i merača pravca vetra zavisi od visine mernog stuba, minimalan broj je 2.
• Etaloniranje i montiranje na merni stub je definisano IEC standardom 61400-12.
• Instrumenti - pouzdani i visoke klase tačnosti.
13 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Načini za prikupljanje podataka
14 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Tip podataka
METEOROLOŠKI PODACI • Vrednost srednje temperature vazduha
• Vrednost srednjeg vazdušnog pritiska
• Vrednost srednje brzine vetra (visina na kojoj je brzina merena)
• Vrednosti čestine i brzine vetra (N, NE, E, SE, S, SW, W, NW)
GRAFIČKI PRIKAZ RUŽE VETROVA
ODREĐIVANJE KLASE HRAPAVOSTI TERENA
15 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
2. Male hidro elektrane - MHE
Hidroelektrane su energetski objekti za obavljanje delatnosti proizvodnje
električne energije. Hidroelektrane snage do 10 MW su male hidroelektrane u smislu Zakona o
energetici.
Moguda multifunkcionalnost projekta– • Vodoprivredni sistem i višenamjensko korišdenje voda, • Snabdjevanje vodom
• Navodnjavanje • Odbrana od poplava • Razvoj turizma i rekreacije
16 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
MHE - planiranje
Faza 1: Prethodna studija opravdanosti Na bazi sprovedene studije neophodno je
utvrditi održivost projekta
P = η ∙ ρ ∙ g ∙ Q ∙ H
MHE • Bruto potencijal energetske lokacije
• Tehnički iskoristiv potencijal,
• Ekonomski iskoristiv potencijal – ekonomska i finansijska izvodljivost
17 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
MHE – katastar MHE Katastar energetskih lokacija za
MHE • Naziv lokacije,
• Sliv,
• Opština,
• Reka,
• Instalisani proticaj [m3/s],
• Pad [m]
• Snaga [kW]
• Godišnja proizvodnja [kWh]
• Zapremina akumulacije [h m3]
• Tip turbine
• Broj agregata
18 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
MHE – potrebni podaci – Protok/Pad
Energetska lokacija
• Brana, ustava, brodska prevodnica
• Kota normalnog uspora
• Kota maksimalnog uspora
• Postojeda infrastruktura
• Putna infrastruktura
• Eneregetska infrastruktura
PROTOK • Q95, „prirodni ili trenutni protok na 95% vremena ili ekvivalenta“
• Q50, ili „prirodni ili trenutni protok na 50% vremena ili ekvivalenta“
• „Srednji aritmetički protok“
PAD Bruto pad - predstavlja trenutnu razliku u nivou između površine vode na početku (gornja voda) i na kraju lokacije (donja voda), ne uzimajudi u obzir smanjenje zbog gubitaka.
Neto pad
19 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
MHE – prednosti i nedostaci
Prednosti • U odnosu na velike HE ekološki prihvatljivije
rešenje,
• Prednost primene u slučajevima elektrifikacije udaljenih, ruralnih predela,
• Niski ekspoatacioni troškovi
• Dug radni vek
Nedostaci • visoki investicioni troškovi po instalisanom kW,
• veliki troškovi istraživanja u odnosu na ukupne investicije,
• eksploatacija zavisi od postojedih resursa.
20 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
3. Energija Sunca
• Sunčeva energija predstavlja obnovljiv i neiscrpan energetski resurs koji u energetici zemlje može imati značajno mesto. Korišdenje sunčeve energije:
• Grejanje
• Pasivno • Aktivno
• Proizvodnja električne energije • Direktna
• Elektrane
21 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Pasivno grejanje
„Pasivno korišdenje solarne radijacije funkcioniše bez potrebe
za tehničkim sistemima. Sama zgrada direktno koristi solarnu energiju koristedi svoju poziciju, geometriju, komponente i materijale“
Pasivno korišdenje solarne energije se može postidi:
• pravilnom orijentacijom objekta,
• primenom nadstrešnica, briosleja, pravilnim postavljanjem otvora,
• korišdenjem Trombovog zida, vodenog zida, staklenih bašti, vazdušnih kolektora, podnih skladišta toplote... At
22 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Pasivno grejanje
Potencijali • Jednostavna rešenja – izuzetno složena teh.
rešenja,
• Dnevna svetlost – upravljive krovne konstrukcije, vakumsko staklo;
• EZ (2010) – primenom sistema pasivnog grejanja ostvarene uštede 10% od ukupnih potreba za grejanje prostora;
Zahtevi: • Konstruktivna rešenja sa izrazito velikim
površinama na južnoj strani objekata,
• Konstrukcije sa velikom termalnom masom,
• Dobra izolacija na spoljnjem omotaču objekta,
• Konstruktivna rešenja objekata bez izrazitih zasenčenja objekata.
23 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Aktivno solarno grejanje
Potencijali • Besplatna je i dostupna,
• Ekološki je čista;
• U kombinaciji sa klasičnim izvorima energije povedava energetsku efikasnost postrojenja;
Ograničenja: • Sunčevo zračenje - promenlji karakter (i po pravcu, i po intenzitetu),
• Toplotni dobici su promenljivi kako tokom dana, tako i tokom godine,
• U kombinaciji sa klasičnim izvorima energije povedava energetsku efikasnost postrojenja;
• Sa padom spoljne temperature se smanjuje efikasnost solarnih uređaja, koji pretvaraju sunčevu energiju u toplotnu,
• Za velike sisteme potrebna je znatna građevinska površina
24 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Primeri tehničkih rešenja
Uobičajeno tehničko rešenje za zagrevanje sanitarne tople vode u domadinstvima
Uobičajeno tehničko rešenje za zagrevanje sanitarne tople vode i pomodno grejanje u domadinstvima (rezervoar u rezervoaru)
Uobičajeno tehničko rešenje za zagrevanje sanitarne tople vode i pomodno grejanje u domadinstvima (protočni izmenjivač)
25 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Primeri tehničkih rešenja
Uobičajeno tehničko rešenje za zagrevanje sanitarne tople vode i pomodno grejanje u velikim sistemima
Izgled ravnog pločastog kolektora
Vakumski cevni kolektori
26 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Prikupljanje podataka
OPŠTI PODACI O OBJEKTU • Vlasnička struktura
• Lokacija – adresa, kontakt osoba
• Tip objekta
NAČIN KORIŠĆENJA
• Broj korisnika (br. učenika, broj kreveta, i sl.)
• Režim rada – broj radnih sati u toku dana, nedelje, meseca
POTROŠNJA SANITARNE TOPLE VODE – procena/merenje
• U toku radne nedelje.
• U toku vikenda i praznicima.
• Temperatura sanitarne tople vode.
• Procentualna raspodela mesečne potrošnje STV u toku godine
• Periodi rada sa smanjenim kapacitetom – sezonski prekidi rada
27 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Prikupljanje podataka PODACI O SISTEMU ZA GREJANJE
• Godina izgradnje objekta/rekonstrukcije dela ili celog objekta,
• Ukupna korisna površina objekta/grejana površina objekta,
• Ukupna količina energije potrebna za grejanje objekta – merena/izračunata/procenjena [MWh],
• Mesečna potrošnja energenta koji se koristi u sistemu za grejanje
• Projektovani temperaturski radni režim glavni/povratni vod
• Minimalna temperatura u povratnom vodu
• Automatska regulacija prema spoljnoj temperaturi
• Procentualna raspodela mesečne energenta za grejanje u toku godine
KRATAK OPIS SISTEMA ZA GREJANJE i PRIPREMU STV
• Tip uređaja
• Vrsta energenta
• Godina ugradnje
• Snaga
• Način rada
28 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Prikupljanje podataka RASPOLOŽIVOST PROSTORA ZA UGRADNJU SOLARNIH KOLEKTORA
• Krov/spoljni omotač (fasada)/zgrada/okolni prostor – odgovarajude raspoložive površine
• Orijentacija –azimut krova
• Dodatno opteredenje konstrukcije kosog krova: 10 kg/m2
• Dodatno opteredenje konstrukcije kosog krova: 25 kg/m2
• Dodatno opteredenje konstrukcije ravnog krova: 80 kg/m2
• Dodatno opteredenje konstrukcije ravnog krova: 200 kg/m2
TEHNIČKA DOKUMENTACIJA • Oriejntacija objekta u odnosu na strane sveta
• Arhitektonski/građevinski projekat zgrade
• Glavni mašinski projekat sistema grejanja
• Glavni mašinski projekat sistema za STV
29 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
4. Energija biomase
• Biomasa - sve biorazgradive stvari biljnog i životinjskog porekla, dobijene od otpada i ostataka poljoprivredne i šumarske industrije.
• Procena - godišnja proizvodnja biomase u Srbiji iznosi cca 12,5 miliona t
• Republika Srbija: 8 836 000 ha od čega 5 701 000 ha poljoprivredno zemljište
30 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Situacija u Republici Srbiji
•Obradivo zemljište: 4 867 000 ha.
•87% zemljišta u privatnom vlasništvu
•Broj gazdinstava: 775 000
•Prosečna veličina poseda: 3 ha
•≈65% stanovništva se bavi poljoprivrednom proizvodnjom
31 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Vrsta biomase
ŠUMSKA BIOMASA • Ostaci i otpad iz drvne industrije, nastali kao posledica redovnog
održavanja šuma, prostorno i ogrevno drvo.
BIOMASA IZ DRVNE INDUSTRIJE
– Ostaci i drvni otpad (seča, orezivanje, obrada drvne građe),
– Gorivo za sopstvene kotlarnice, sirovinska baza za različite proizvode, brikete...
– Jeftinije i kvalitetnije gorivo od šumske biomase
32 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Vrsta biomase
POLJOPRIVREDNA BIOMASA • Ostaci godišnjih kultura: slama, kukuruzovina, oklasak, stabljike,
ljuske, koštice... .
• Svojstva: heterogenost, niska ogrevna mod, visok udeo vlage, različite primjese (npr. Na, Cl)
ENERGETSKI ZASADI • Biljke sa velikom koncentracijom suvih materija (ugljenik C).
• Svojstva: kratak ciklus rasta, visoki prinosi,
BIOMASA SA FARMI ŽIVOTINJA • Proizvodnja biogasa iz izmeta životinjskog porekla (anaerobna
razgradnja u posebnim rezervoarima)
33 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Vrsta biomase
BIOGORIVA • ETANOL,
• METANOL, • BIODIZEL.
GRADSKI OTPAD • Reciklirani kudni otpad,
• Biomasa sa zelenih površina (parkovi, vrtovi)
• Mulj iz kolektora otpadnih voda.
BIOMASA SA FARMI ŽIVOTINJA • Proizvodnja biogasa iz izmeta životinjskog porekla (anaerobna
razgradnja u posebnim rezervoarima)
34 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Resursi biomase ŽITARICE
– Žito, ječam, raž, kukuruz, suncokret, soja, uljana repica...
– 40% od ukupne obradive površine
– 75% proizvodnja na privatnim posedima (25% - na farmama i polj. dobrima)
VOĆE I POVRĆE • 16% od ukupno obradive površine.
ŠUMARSTVO I DRVNA INDUSTRIJA • Ogrevno drvo
• Šumski ostatak
• Ostatak u preradi drveta
• Drvna sečka
• Drvni pelet
• Drvni briket
• Ćumur
35 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Korišdenje biomase
– Nizak nivo korišdenja biomase u RS,
– Usitnjenost poseda poskupljuje sakupljanje i transportne troškove biomase,
– Nerazvijeno tržište za prodaju biomase
36 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Glavne karakteristike tehnologija
37 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Prikupljanje podataka
NEPOSTOJANJE POUZDANIH I DUGOROČNIH PODATAKA • I u slučajevima kada ovakvi podaci postoje, podaci su
često nepouzdani i direktno povezani sa lokacijom prikupljanja
• Nepostojanje usvojenih standarda i procedura za merenje i verifikaciju pojedinih vrsta biomase
• Razvoj i održavanje baze podataka može biti komplikovan i skup proces
38 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Prikupljanje podataka - metoda
• Svrha prikupljanja podataka • Nivo detaljnosti • Raspoloživosti podataka na nacionalnom, regionalnom i
lokalnom nivou
• Klasifikacija biomase na terenu • Kvantifikovanje postojedih podataka • Usvojiti (propisati) metode merenja • Definisati razliku između potencijalnih i aktuelnih
(stvarnih) mogudnosti snabdevanja. • Definisati donju toplotnu mod • Prikupljanje podataka na terenu
39 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Prikupljanje podataka
40 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Prikupljanje podataka
41 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Prikupljanje podataka
42 of 13 www.rrasrem.rs [email protected]
Glavna 172 22400 Ruma, Srbija 022 470910
Prikupljanje podataka
43 of 13
Hvala na pažnji Dejan Đukanović, dipl.ing.maš., 06.12.2012