Az újabb fejlesztésű szélerőművekkel a várható energiatermelés meghatározása, energetikai célú szélmérések alapján, Magyarországon Előadó: Dr. Tóth László egyetemi tanár, Szent István Egyetem; Magyar Szélenergia Tudományos Egyesület elnöke, Tóth Gábor PhD hallgató, SZIE GEK, Schrempf Norbert PhD hallgató, SZIE GEK Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium, Közép-Európai Egyetem (CEU) ALTERNATÍV ENERGIATERMELÉSI MÓDOK
Dr. Tóth László
Dr. Tóth László
A tervezett szélenergia felhasználás révén évente elkerülhető Szennyező gázkibocsátások az EU-ban Energia EWEA CO2 termelés Év célok, csökkenés a várható TWh/év szélerőmű t/év kapacitás MW 2005 20 000 40 34 200 000 2010 40 000 80 64 800 000 2020 100 000 200 134 400 000 Forrás: Európai Szélenergia Szövetség (EWEA)
Dr. Tóth László
SO2 csökkenés
NOx csökkenés
t/év
t/év
114 000 216 000 480 000
95 000 180 000 400 000
• • • • • •
Témakörök A korszerű kontinentális célokra kivitelezett szélgenerátorok jellemzői Energiacélú szélmérés kivitelezése, értékelése A megbízható energiabecslés feltételei Szélmérések és energiabecslések hazai tapasztalatai Magyarországi telepítési lehetőségek, szélparkok telepítésének feltételei Energiacélú szélmérések alapján készülő széltérkép felhasználásának kritériumai
Dr. Tóth László
Dr. Tóth László
Dr. Tóth László
Dr. Tóth László
Dr. Tóth László
c)
a)
Stall
Pitch
P (kW)
Veszteség
b) Indul
v (m/s)
Leállás
a) a Stall és a b) Pitch és rendszer elvi modelljei c) a két szabályozás közötti különbség a teljesítmény alakulásában Dr. Tóth László
SODAR rendszerű akusztikus szélmérő Anemométer, szélirányjelző adatrögzítő
Dr. Tóth László
10 perces átlag szélsebességértékeket és szélirányokat illetve ezek szórásait rögzíti a készülék.
h ó nap , n a p , év
ó ra , p e rc
I d őp o nt
v (á tla g ) v (m a x) v (m in ) dm /s dm /s d m /s
σs
An em om é te r 50 m
v (á tla g ) v (m ax) v (m in) d m /s d m /s d m /s
σs
An em om é te r 25 m
s zé lirán y o -b a n
σs
Sz élirán y
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
1 2/1 3 /0 1
0 0 /1 0
26
29
24
0
24
27
20
1
257
0
1 2/1 3 /0 1
0 0 /2 0
29
32
25
1
26
29
21
1
260
0
1 2/1 3 /0 1
0 0 /3 0
29
32
26
1
25
28
22
1
259
5
1 2/1 3 /0 1
0 0 /4 0
27
29
24
1
22
25
17
1
262
0
1 2/1 3 /0 1
0 0 /5 0
27
31
25
1
23
26
20
1
265
9
1 2/1 3 /0 1
0 1 /0 0
27
29
24
1
22
26
18
1
267
0
1 2/1 3 /0 1
0 1 /1 0
27
30
23
1
22
26
19
1
268
6
1 2/1 3 /0 1
0 1 /2 0
25
27
23
1
21
24
17
1
271
6
1 2/1 3 /0 1
0 1 /3 0
24
27
21
0
19
22
17
0
277
9
σ s = a z ada tok s zórá sa (s ta ndard s zórás ) %-ba n
Dr. Tóth László
Mérőműszerek elhelyezése segédállványos, teleszkópos csőtorony, rácsos, mászható torony csúcsa az érzékelőkkel, adatgyűjtő, napelemek
Dr. Tóth László
Bizonytalansági tényezők a szélenergia méréseknél
A lehetséges eltérés (%)
A mérőegységek hitelesítése A mérési ponton a turbulencia (függőleges áramlás hatása) Az érzékelők helyzete a mérőoszlophoz viszonyítva A mérési hely kiválasztása A mérés időtartama A mérési adatok kezelése, feldolgozása Eltérés a hosszabbtávú mérésektől A mérési adatok átszámítása a megfelelő helyre és magasságra Bizonytalanság a végső energiatermelés prognózisára
0,5 - 3,0 0,5 - 4,0 0,2 - 3,0 0,5 - 5,0 0,3 - 3,0 0 - 2,0 0,5 - 5,0 1,0 - 10,0
Forrás: DEWI
Dr. Tóth László
3,0 - 30,0
OMS Z á llom á s ok (7) 10 é ve s a da ta ina k á tla ga OMS Z á llom á s ok (7) 10 é ve s a da ta ina k á tla ga (Buda pe s t (2 he lye n), De bre ce n, Ke cs ke m é t, Ké ke s te tő, Ke s zthe ly, S á rvá r) (Buda pe s t (2 he lye n), De bre ce n, Ke cs ke m é t, Ké ke s te tő, Ke s zthe ly, S á rvá r) 4,0 4,0
(m/s ) (m/s )
3,0 3,0 2,0 2,0 y = -0,0013x4 4+ 0,0397x3 3- 0,399x2 2+ 1,4029x + 2,0951 y = -0,0013x + 0,0397x - 0,399x + 1,4029x + 2,0951 R 2 2= 0,7965 R = 0,7965
1,0 1,0 -
1
1
Dr. Tóth László
2
2
3
3
4
4
5
5
6
7 6 7 (hóna p) (hóna p)
8
8
9
9
10 10
11 11
12 12
Energia célú szélmérések helyének kiválasztásánál alapvetően támaszkodni kell a meteorológiai szolgálat hagyományos klimatológiai méréseire, azok 5-10 éves átlagszámaira, és azokból levonható trendekre.
a) OMSZ mérési eredményei 10m magasságban mérve b) 100m magasságra átszámolva a SZIE GEK AEET energetikai célú kontroll mérései felhasználásával Dr. Tóth László
99 88
0,70 0,70 0,60 0,60
(m/s) (m/s)
77 66
0,50 0,50 0,40 0,40(α)
55 44
0,30 0,30
33 22
0,20 0,20 0,10 0,10
11 00
InIno K otata K i KKis isisigm iskku gm á unnf ánnd fé éle d le g gyyh há áz z a KKis iskku a unnh ha ala l KKör as s ö ö OOst rös sh stf ff he eg fyya gyy as ss s z zo onny yf f a a SoSop pr ro onn SzSző őddl l ig T Töör ige et röök t kbbá ZZa al álinlint la asz t sz e ennti tivvá ánn
BBé éb b H H ár ár sk sk ú út t
--
Mért Mértsebesség-felső sebesség-felső(m/s) (m/s)
Sebesség Sebesség100 100m-en m-en(m/s) (m/s)
Alfa Alfa(kitevő) (kitevő)
Az évi átlagos alfa tényezők (Helmann tényezők), valamint a mért és a számított szélsebesség értékek alakulása több mérési helyen)
Dr. Tóth László
(α)
Az elérhető teljesítmények a magasság növelésével 60 m
Dr. Tóth László
Az elérhető teljesítmények a magasság növelésével 90 m
Dr. Tóth László
Az elérhető teljesítmények a magasság növelésével 120 m
Dr. Tóth László
160 000
12
140 000
11
120 000
10
100 000
9
80 000
8
60 000
7
40 000
6
20 000
5
0
4 1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
2004. Mszolnok energia Kulcs v_átl Polinom. (Kulcs v_átl)
Dr. Tóth László
Kulcs energia Polinom. (Kulcs energia) Polinom. (Mszolnok v_átl)
Mszolnok v_átl Polinom. (Mszolnok energia)
Átlagsebesség (m/s)
Energiatermelés (kWh)
Szélerőművek (Kulcs, Mosonszolnok) 2004.
Dr. Tóth László
Dr. Tóth László
Szakhatóságok − Helyi Önkormányzat − Területileg illetékes Építésügyi Hatóság − Légügyi Igazgatóság − Honvédelmi Minisztérium, Katonai Légügyi Hivatal − Tűzoltóság − Regionális Áramszolgáltató Vállalat − Polgárvédelmi Parancsnokság − Állami Népegészségügyi és Tisztiorvosi Szolgálat − Regionális Környezetvédelmi Felügyelőség − Hírközlési Főfelügyelet, Regionális Hírközlési Felügyelet − Területileg illetékes Távközlési Vállalat − Országos Műemlékvédelmi Hivatal A helyszíni szemlén a fentieken túl részt vesznek: − A földterület tulajdonosa(i) − A szélerőmű gyártó képviselője − A beruházó képviselője Dr. Tóth László
400 m
1
3
300 m
2
Dr. Tóth László
4
Dr. Tóth László
A szélerőművek területigénye Szélerőművek Magyarország Felépítendő
Szélerőművek
összes
szélerőművek
által érintett
területe
száma
terület
által érintett területigény az ors zág területéhez viszonyítva
Szélerőművek Szélerőművek
miatt a
miatt a
termelésből
termelésből
kivont terület
kivont összes
az ors zág
terület
területéhez viszonyítva*
ha
db
ha
%
ha
%
9300000
100
800
0,0086
25
0,00027
9300000
200
1600
0,0172
50
0,00054
9300000
300
2400
0,0258
75
0,00081
9300000
400
3200
0,0344
100
0,00108
9300000
500
4000
0,0430
125
0,00134
9300000
1000
8000
0,0860
250
0,00269
9300000
2000
16000
0,1720
500
0,00538
Dr. Tóth László
Szélerőművek létesítése és a termelt energia aránya A generátorok
A szélenergia részesedés
A szélenergia
Felé pítendő
Beépített
Összes
kihasználás
A generátorok
a
részesedés az
szélerőművek
(átlagos)
beépített
105 m magas
összes évi energia
megújulókból*(tervezett
összes villamos
száma
teljesítmény
teljesítmény
tornyokon
te rmelés
3,6 %-ból)
energiából*
db
MW/db
MW
%
GWh/év
%
%
100
1,8
180
0,23
363
23
0,82
200
1,8
360
0,23
725
45
1,65
300
1,8
540
0,23
1088
68
2,47
400
1,8
720
0,23
1451
91
3,30
500
1,8
900
0,23
1813
4,12
1000
1,8
1800
0,23
3627
8,24
2000
1,8
3600
0,23
7253
16,48
* Megjegyzés: 2010-re várható villamos energiafelhasználásunk (44000 GWh/év)
Dr. Tóth László
Köszönöm a figyelmüket!
Dr. Tóth László
