GENERATOARE EOLIANO-ELECTRICE DE PUTERE MARE CARE FUNCTIONEAZA SI LA VITEZE MICI ALE

  • View
    31

  • Download
    4

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Energia electrică produsă de generatoarele SERB-SITON este de peste 100 de ori mai mare decât energia electrică produsă de un generator eolian tradiţional având aceleaşi dimensiuni în planul normal pe direcţia vitezei vântului şi aceeaşi înălţime

Text of GENERATOARE EOLIANO-ELECTRICE DE PUTERE MARE CARE FUNCTIONEAZA SI LA VITEZE MICI ALE

WEC REGIONAL ENERGY FORUM FOREN 2010Neptun, 13-17 June 2010

Cod lucrare: S1-10

GENERATOARE EOLIANO-ELECTRICE DE PUTERE MARE CARE FUNCTIONEAZA SI LA VITEZE MICI ALE VANTULUIAutori: Serban Viorel1, Androne Marian1, Ciocan George Alexandru1, Zamfir Angela Madalina1, Panait Adrian1 1- Sucursala de Inginerie Tehnologica pentru Obiective Nucleare (SITON) REZUMAT Din cele mai vechi timpuri energia eolian a fost utilizat ncepnd cu morile de vnt (care au fost utilizate pentru prima dat n China), pn la generatoarele eoliano electrice actuale care au ajuns la o putere electric unitar de pana la 2, 5 MW la viteze ale curentilor de aer de 12m/s. n noul procedeu investiiile aferente producerii energiei electrice din energia eolian se reduc cu pana la 50%, iar perioada de funcionare a generatoarelor SERB-SITON se mreste prin faptul c plaja de viteze a curenilor de aer la care acestea pot funciona este mult mai mare decat la generatoarele eoliene clasice. De asemenea noile generatoare eoliano-electrice nu trebuie instalate la o nlime mare, distana ntre ele este mai mic, se pot monta in retele tridimensionale pe diferite nivele i prin utilizarea lor crete suprafaa zonelor de energie eolian exploatabila economic. Energia electric produs de generatoarele SERB-SITON este de peste 100 de ori mai mare dect energia electric produs de un generator eolian tradiional avnd aceleai dimensiuni n planul normal pe direcia vitezei vntului i aceeai nlime 1. PREZENTARE GENERALA

Producerea energiei electrice, n prezent i n viitorul apropiat, se realizeaz din arderea combustibililor fosili, proces care genereaz poluani gazoi i solizi precum i prin reacia de fisiune nuclear a uraniului, proces care genereaza deeuri radioactive cu timp mare de njumtire i care, n cazul unor accidente, pot infesta radiologic zone mari cu consecine dezastroase pe termen lung. n prezent, peste 70% din productia de energie se realizeaza din combustibili fosili. Necesarul de energie crete an de an, cu mici excepii n perioade de criz, ceea ce va conduce la epuizarea combustibililor tradiionali. Din acest motiv, in prezent, dezvoltarea de noi surse de energie eficient economic este prioritatea nr. 1 pe langa marirea eficientei energetice a obiectivelor existente i reducerea consumului de energie. Cu toate eforturile realizate n ultima perioad de utilizare a unor surse noi de energie, ponderea combustibililor fosili nu a putut fi redus i nlocuit cu alte surse de energie primara, ci dimpotriv, se constata o cretere a ponderii acestora. Consecina cea mai dramatic a poluarii atmosferei este creterea temperaturii globale datorit gazelor cu efect de ser cu consecine negative. Combustibilii 1

WEC REGIONAL ENERGY FORUM FOREN 2010Neptun, 13-17 June 2010

nucleari au n prezent o pondere relativ mic n producia de energie electric la nivel mondial. Noul tip de centrale nuclearo-electrice avansate din punct de vedere al securitatii i proceselor de ardere este de ateptat sa mareasca ponderea combustibililor nucleari n producia mondiala de energie. Lansarea noilor programe nucleare n rile cele mai avansate ntrzie din diverse motive i interese. Cantitatea limitat de combustibili clasici i nucleari ct i poluarea direct i indirect care nsoete producerea de energie electric din aceti combustibili impune, printre altele, cutarea de noi surse de energie primara si de procedee eficiente de transformare a acesteia in energie electrica. Din cele mai vechi timpuri, energia eolian a fost utilizat ncepnd cu morile de vnt (care au fost utilizate pentru prima dat n China), pn la generatoarele eoliano electrice actuale care au ajuns la o putere electric unitar de pana la 2,5MW la viteze ale curentilor de aer de 12m/s. Din pacate, procedeul de transformare a energiei cinetice a curentilor de aer in energie mecanica de rotatie utilizat din antichitate pn n prezent nu a suferit mbuntiri esentiale. In continuare, se utilizeaza numai aciunea direct dezvoltata de masa de aer n micare pe anumite profile de palete care pun n micare de rotatie un arbore, generand energie mecanic de rotatie utilizabil direct sau tranformat n energie electric intr-un generator. Necesitatea creterii puterii unitare a generatoarelor eoliano-electrice a condus n ultimii ani la dimensiuni de palete foarte mari, cu consecine negative asupra exploatarii economice a potenialului eolian al unei zone i asupra mediului ambiant. Cu toate aceste progrese, energia eolian, care practic se gsete pe toat suprafaa globului, in prezent nu este exploatata eficient i are o pondere foarte mica in productia de energie electrica (sub 2%). Prezentul proiect, dezvoltat sub coordonarea SITON, aduce contributii importante la asigurarea unei alternative de obtinere eficienta a energiei electrice din energie eoliana, sursa nepoluanta i inepuizabila att timp cat va exista sistemul solar care produce ncalziri neuniforme ale scoartei terestre i genereaza curenti de aer. Noul procedeu i echipamentele aferente de producere a energiei electrice din energia eolian au un caracter inovativ fa de procedeele clasice practicate pn n prezent prin faptul ca, ntr-o instalatie modulara, de dimensiuni mici, n comparatie cu generatoarele eoliene actuale i fara piese in micare de rotatie in exterior, se realizeaza procesele de transformare a energiei cinetice a curentilor de aer n energie electric prin utilizarea actiunii directe si indirecte a lor. n noul procedeu, investiiile aferente producerii energiei electrice din energia eolian se reduc cu pana la 50%, iar perioada de funcionare a generatoarelor SERB-SITON se mreste prin faptul c plaja de viteze a curenilor de aer la care acestea pot funciona este mai mare decat la generatoarele eoliene clasice. De asemenea, noile generatoare eoliano-electrice nu trebuie instalate la o nlime mare, distana ntre ele este mai mic, se pot monta in retele tridimensionale i prin utilizarea lor crete suprafaa zonelor de energie eolian exploatabila economic. Noul procedeu i tehnologia de producere a energiei electrice din energia eoliana se ncadreaz n conceptul de tehnologie durabil, ecologic i eficient din urmtoarele motive: producerea de energie electric se realizeaz dintr-o surs inepuizabil att timp ct exist sistemul solar care produce o ncalzire neuniform a scoarei terestre ceea ce genereaz cureni de aer a caror energie cinetic, inclusiv de intensitate mic, poate fi transformat n energie electric cu ajutorul noilor generatoarelor eoliene electrice SERB-SITON; in noua tehnologie, consumul de materiale pentru realizarea generatoarelor eolieno-electrice-

2

WEC REGIONAL ENERGY FORUM FOREN 2010Neptun, 13-17 June 2010

este relativ mic, iar instalarea acestora in amplasamente necesita consum relativ mic de materiale i energie i se face ntr-un timp mai scurt; generatoarele eoliano electrice SERB-SITON nu au piese n micarea de rotatie n exterior i nu prezint pericol de generare de proiectile i de lovire a psrilor, care de preferin, utilizeaz curenii de aer; dimensiunile generatoarelor eoliano-electrice SERB-SITON sunt de (5-10 ori) mai mici dect actualele generatoare performante pentru aceeai putere instalat i timpul de funcionare a lor crete ntruct pot genera energie electric la viteze ale curenilor de aer de cca. 2 ori mai mici decat generatoarele eoliene clasice, iar la viteze mari ale curenilor de aer, nu trebuie oprite intrucat nu exista pericolul autodistrugerii lor; generatoarele eoliano electrice SERB-SITON se pot monta inclusiv n centrele urbane pe construciile existente ntruct instalarea acestora nu necesit montarea unor stlpi de ancorare nali si nu au palete n exterior care s impun o nltime de montaj a generatorelor fata de teren; instalarea generatoarelor SERB-SITON n amplasamente nu necesit realizarea de lucrri de construcii/montaj de mare amploare i nici utilizarea unor utilaje i echipamente de mare putere, consumatoare de energie i poluante. Generatoarele eoliano electrice sunt realizate din module care se monteaz secvenial printr-o simpl asamblare cu uruburi pe o unitate n functiune; in cazul montarii generatoarelor in retea, fundatiile pot fi inlocuite cu placi de sprijin, iar generatoarele sunt legate intre ele print-o retea de cabluri care sunt ancorate la teren prin intermediul unor stalpi de pe laturile exteriare ale fermei; exploatarea generatoarelor eoliano electrice se poate face centralizat prin conectare printrun sistem de sincronizare la sistemul energetic sau local prin stocarea energiei suplimentare produse ntr-un sistem de acumulatoare i/sau sub form de energie termic n rezervoare de apa cald si/sau acumulatoare de energie hidraulica sau mecanica; energia electric produs de generatoarele SERB-SITON este de peste 100 de ori mai mare dect energia electric produs de un generator eolian tradiional avnd aceleai dimensiuni n planul normal pe direcia vitezei vntului; noul tip de generator SERB-SITON poate utiliza integral energia disponibil dintr-un volum aferent unei ferme prin utilizarea aciunii directe i indirecte a curenilor de aer. Din punct de vedere financiar, se apreciaza ca investiia pe MW instalat intr-o ferma cu generatoarele SERB-SITON este cu cel puin 50% mai mica dect pentru actualele generatoare, n special datorit creterii puterii unitare, concomitent cu reducerea dimensiunilor. n ara noastr, pana in prezent, s-a efectuat o evaluare a potenialului eolian a diferitelor zone. De asemenea, s-au realizat importuri de diferite tipuri de centrale eoliene cu ajutorul crora se analizeaz posibilitatea utilizrii economice a potentialului. In Dobrogea i n Podiul Central Moldovenesc exist programe in derulare pentru amplasarea de ferme eoliene pentru zone n care viteza medie a vntului este de peste 4 m/s la nivelul standard de 10 m deasupra solului. In fig.1.1 se prezinta resursele de energie eoliana ale Romaniei la inaltimea de 5 m in diferite conditii topografice. Se apreciaza ca, energia eoliana poate s fie la fel de profitabil precum cea nuclea