Nemzetközi szélenergia tendenciák, forrásbevonási lehetőségek és külföldi jó gyakorlatok a szélenergia területén Bíróné Dr. Kircsi Andrea, DE egyetemi adjunktus Dr. Tóth Péter, egyetemi docens SZE IV. Észak-Alföldi Önkormányzati Energia Nap Nyíregyháza, 2013. június 6.
Szükséges tennünk a éghajlatváltozás ellen! Az energiaszektor nagy részben felelős az üvegházhatású gáz kibocsátás növekedéséért 2013. májusában a CO2 légköri koncentrációja elérte a 400ppm-et Manua Loa (Hawaii) állomáson. IPCC AR4 szerint a várható T: 1.1 - 6 oC 2071-2100-ra EU célkitűzése: ne haladjuk meg 2 oC-ot!
Miért szél? Növekvő energiaigény az egész világon Szén-dioxid-mentes energiatermelési mód – Klímaváltozás elleni küzdelem része! Leggyorsabban és relatívan legkisebb befektetéssel megvalósítható erőművek sorába tartoznak a szélerőművek Hozzájárul az energiatermelés diverzifikálásához, az energiabiztonság növeléséhez Szélenergia – ipar kedvező társadalmi-gazdasági hatásai: 2008-ban 400000 embert foglalkoztatott direkt, vagy indirekt módon (EWEA, 2009 január – Wind at Work)
Éves átlagos szélsebesség 80m magasságban a Földön 5x5km
4
Ipari méretű szélenergia hasznosítás
Nem MEH engedélyköteles <500kW
MEH Engedélyköteles >500kW
MEH Engedélyköteles <50MW Szélerőműpark
Villamosenergia-termelés Közép- vagy nagyfeszültségű hálózatra csatlakozik 5
Szélerőművek jellemző tulajdonságai Szélerőmű karakterisztika
, tipikus érték
Névleges teljesítmény (MW)
<0.85 - 6.0>,
3.0
Rotor átmérő (m)
<58 - 130>,
90
Fajlagos névleges teljesítmény (W/m2)
<300 - 500>,
470
Kapacitás tényező (%) onshore/offshore
<18 - 40>
<30 - 45>
Kihasználási óraszám (h) onshore/offshore
<1600 - 3500> / <2600 - 4000>
Fajlagos éves energiatermelés (kWh/m2/év)
<600 - 1500>
Technikai rendelkezésre állás (%)
<95 - 99>,
/
97.5
Grid report, 2010
6
Szélenergia hasznosítás rekordere 2007 Enercon E-126 első 7.5MW szélturbina Rated power: 7,500 kW Rotor diameter: 127 m Hub height: 135 m
http://www.enercon.de/en-en/66.htm
Szélerőmű parkok jellemző tulajdonságai Szélerőmű park karakterisztika
, tipikus érték
Névleges teljesítmény (MW)
<1.5 - 500>
Szélerőművek száma
1 – néhány 100
Fajlagos teljesítmény hányad ( MW/km2) offshore
<6-10>
Fajlagos teljesítmény hányad ( MW/km2) onshore
<10-15>
Kapacitás tényező (%) onshore/offshore
<18 - 40> / <30 - 45>
Kihasználási óraszám (h) onshore/offshore
<1600 - 3500>/<2600 - 4000>
Fajlagos éves energiatermelés (GWh/km2/év) onshore
<30 – 40 >
Fajlagos éves energiatermelés (GWh/km2/év) offshore
<20 – 50 >
Technikai rendelkezésre állás (%)
<95 - 99>, 97 Grid report, 2010
8
Legnagyobb offshore szélfarm 2012 február Walney wind farm 367MW 2012 február Walney wind farm 367MW 102 × Siemens SWT-3.6
2012-2013 London Array 1000MW Területe 100km2 175db szélerőmű 2db offshore alállomás, 1db szárazföldi alállomás 450km tengeri vezeték 630MW villamosenergia termelés - 480,000 háztartás energiafogyasztása 925,000 t CO2 megtakarítás
http://www.telegraph.co.uk/earth/earthnews/9071998/Worlds-biggest-offshore-wind-farm-opensoff-Britain-as-new-minister-admits-high-cost.html
9
Összesített szélerőmű-kapacitás a világon 1996-2012 között
Forrás: GWEC, 2013
10
Évente épült szélerőmű-kapacitás a világban 1996-2012
Forrás: GWEC, 2013
11
Évente épült szélerőmű-kapacitás régiónként 2003-2012
Forrás: GWEC, 2013
12
Szélenergia hasznosítás Európában EU27 összesített szélerőmű kapacitása 2011 végén 105.7GW. 2012 évi szárazföldi telepítésekben Németország és Olaszország volt jelentős, offshore kapacitásokban UK. A növekedés megállt Franciaországban és Spanyolországban. 2012-ben meglévő szélerőművek egy normál szeles évben EU bruttó végső energiafelhasználás 7%-át képesek fedezni. EWEA, 2013
13
Szélenergia hasznosítás Európában 2012-ben összesen Európában 11,6GW szélerőmű épült, ebből 1166 MW offshore szélerőmű. EWEA, 2013
14
Offshore részarányának változása (MW) EU szélenergia piacán 2001-2012
EWEA, 2013
EU27-ben 2012-ben telepített szélerőmű kapacitások megoszlása
EWEA, 2013
16
Szélenergia hasznosítás Európában EU12 1.
2. 3. 4.
Számottevő fejlesztések voltak 2012-ben az alábbi EU12 országokban: 1. Románia +950MW, 2. Lengyelország +884MW, 3.Bulgária +131MW EWEA, 2013 alapján
17
Megújuló energiaforrások felhasználása 2010 és 2020-ban
19
Szélerőművek földrajzi helyzete 172 db szélerőmű 329,325MW
MSZET, 2011
20
Évente telepített szélerőmű kapacitás Magyarországon (MW)
MSZET, 2012
21
Tényleges és NCST-ben tervezett jövő a szélerőmű-kapacitásra és a szélből termelt áramra 1377 1404
700
1450
1483 1504
1545
1303 1150
600 929
500 692
400
692
768
1600
1400
1200
1000
800
625
300
600
508
289
200
400
205 100
39 4
5
107
200
10
0
0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Expected wind capacity in NREAP until 2020 MW
Realized wind capacity MW
Expected RES-E production from wind in NREAP until 2020 GWh
Realized RES-E production from wind GWh
22
Expected and relized electricity from wind [GWh}
Expected and realized wind capacity [MW]
800
A szélenergiából termelt villamos energia részaránya 2012-ben az EU-ban
EWEA, 2013
A szélenergiából termelt villamos energia részarányának várható változása - EU
EWEA, 2011
24
2020-as szélenergia vállalások teljesítéséhez szükséges évente telepítendő szélerőmű kapacitások Magyarország 2020-ra 750MW építését vállalta. Évente átlagosan 60-90MW építése lenne kívánatos.
EWEA, 2011
Az EU27 országainak nemzeti cselekvési tervei által becsült és a ténylegesen várható szélerőmű-kapacitás változás
Wind Power Barometer – EUROBSERV’ER – 2013. febr
Szélenergia hasznosító berendezések fejlődése Egyre nagyobb oszlopmagasság Egyre nagyobb rotorlapát-átmérő, nagyobb felület Egyre nagyobb teljesítményű berendezések – több termelhető energia
400-500 háztartásnak elegendő energia
100-200 háztartásnak elegendő energia
1 háztartásnak elegendő energia
http://siteresources.worldbank.org/EXTEAPASTAE/Images/wind-turbine-capacity.gif
Háztartási méretű szélenergia hasznosító kiserőmű Szigetüzemű (nap-szélenergia hasznosító) rendszer
Kombinált szélgenerátor rendszer (pl: elektromos vízszivattyú, utcai lámpa)
Villamos energiatermelés - kisfeszültségű hálózatra csatlakozik (<1kV) Csatlakozási teljesítménye egy csatlakozási ponton < 50 kVA
Hálózatra csatlakozó akkumulátor nélküli rendszer
Hálózatra csatlakozó akkumulátoros rendszer 28
Szigetüzemű rendszer elvi felépítése NAPELEMMODULOK BENZIN-DIESEL ÁRAMFEJLESZTŐ TÖLTÉS SZABÁLYOZÓ
TÖLTÉS SZABÁLYOZÓ
DC KÖZPONT
230V-os VÁLTAKOZÓ ÁRAMÚ FOGYASZTÓK 12 V-os EGYENÁRAMÚ FOGYASZTÓK
SZÉLGENERÁTOR
AKKUMULÁTORBANK
Szigetüzemű rendszerek
Zalaegerszeg
Gúta – Szélgenerátor 5kW WRB http://nyirokowatt.hu/termekeink.html tárolókapacitással
30
Kombinált szélgenerátor rendszerek
http://www.zkenergy.com/product/zms/308.html
31
Hálózatra csatlakozó rendszer
32
Szélerőgépek : mechanikai hasznosítás
http://nyirokowatt.hu/termekeink.html
33
Háztartási méretű szélgenerátorok telepítési szempontjai Rendelkezésre álló fajlagos szélteljesítmény meghatározása Tipikus hiba: A szélpotenciált gyakran felülbecslik A szükséges költségeket alulbecslik
Az ismeretlen szélpotenciál mérése, elemzése NEM felesleges!
34
Háztartási méretű szélgenerátorok telepítési szempontjai 1.
2. 3.
4.
Hasznosító berendezés kiválasztása A szélgenerátorok mérete illeszkedjen az elvárt energiaigényhez A biztonság elsődleges! Környezetei hatások értékelése – különösen zaj Szélpotenciál meghatározza, milyen generátort érdemes választanunk 35
Háztartási méretű szélgenerátorok telepítési szempontjai Szélgenerátor helyszínének kiválasztása
36
Háztartási méretű szélgenerátorok telepítési szempontjai Szélgenerátor helyszínének kiválasztása
37
Háztartási méretű szélgenerátorok IEC 61400-2 szabvány szerint a rotor által felület <200m2 Névleges kapacitás <50kW WWEA 2011 végén legkevesebb 730 000db SWT üzemelt 576MW installált kapacitás világszerte 225 MW 500 000db Kínában, 198MW USA, UK, Kanada, Németo. Japan http://www.windspireenergy.com
WWEA, 2013
38
Háztartási méretű szélgenerátor gyártó cégek alapításának üteme
WWEA, 2013
39
Kis szélgenerátorok jövője
2020-ig 5GW WWEA, 2013
40
Köszönjük megtisztelő figyelmüket! [email protected] @sze.hu
http://www.mszet.hu 43
