Gazeta EL-Plus nr 2/2009

Recommendations

Info

JAN STROJNY Tabela. 1. Skala prędkości wiatru Prędkość wiatru na wys. 10 m nad terenem m/s węzły Skala Beauforta Wiatr < 0.4 < 0.9 0 spokój 0.4 - 1.8 0.9 - 3.5 1 1.8 - 3.6 3.5 - 7.0 2 3.6 - 5.8 7 - 11 3 lekki 5.8 - 8.5 11 - 17 4 średni 8.5 - 11 17 - 22 5 umiarkowany 11 - 14 22 - 28 6 14 - 17 28 - 34 7 17 - 21 34 - 41 8 21 - 25 41 - 48 9 25 - 29 48 - 56 10 29 - 34 56 - 65 11 silny sztorm silny sztorm > 34 Jednostki: > 65 12 huragan 1 m/s = 3.6 km/h = 2.187 mph = 1.944 węzła, 1 węzeł = 1 mila morska/godzinę = 0.5144 m/s = 1.852 km/h = 1.125 mph Tabela. 2. Moc wiatru w zależności od prędkości (przy +15°C i gęstości 1.225 kg/m 3 ) Moc (siła) wiatru w W/m 2 m/s W/m 2 m/s W/m 2 m/s W/m 2 0 0 8 314 16 2509 1 1 9 447 17 3009 2 5 10 613 18 3572 3 17 11 815 19 4201 4 39 12 1058 20 4900 5 77 13 1346 21 5672 6 132 14 1681 22 6522 7 210 15 2067 23 7452 Czynnikiem decydującym o mocy elektrowni jest prędkość wiatru. Zwiększanie wysokości wieży i średnicy łopatek jest ograniczone ze względów konstrukcyjnych do nieco ponad 100 m. Niemniej ważna jest stałość występowania wiatru w danym miejscu, gdyż od tego zależy ilość wyprodukowanej przez elektrownię wiatrową energii elektrycznej w ciągu roku, a więc opłacalność danej instalacji. Roczny czas wykorzystania mocy zainstalowanej w elektrowniach wiatrowych wynosi 1 000 – 2 000 godzin, a czasami przekracza nawet 2 500 godzin. Turbina powinna być usytuowana daleko od wirów powietrznych, które powstają w pobliżu wysokich drzew lub zabudowań, dlatego ważna jest konfiguracja terenu w otoczeniu planowanego miejsca pracy elektrowni oraz ewentualne przeszkody terenowe. Najkorzystniejsze miejsce to tereny przybrzeżne, wzgórza, pagórki dominujące nad wolnymi, nie zabudowanymi i nieporośniętymi drzewami terenami. W tabeli 1 podano podstawowe dane dotyczące prędkości wiatru. W tabeli 2 podano jak gęstość mocy wiatru w W/m 2 , nazywana czasem siłą wiatru, zależy od jego prędkości. POTENCJALNE ZASOBY ENERGII WIATRU W POLSCE Dla oceny zasobów energii wiatru posługuje się tzw. użyteczną energią wiatru E, określaną w kWh/m 2 rocznie, przyjmując dolne ograniczenie prędkości wiatru v > 4,0 m/s. Dla oszacowania praktycznych zasobów energii wiatru przeprowadzana jest Tabela 3. Ocena możliwości lokalizacji elektrowni wiatrowych w Polsce (rys. 6) Oznaczenie strefy Ocena lokalizacji elektrowni wiatrowej Średnia kwartalna prędkość wiatru w okresie jesiennym na wysokości 10 m i klasie 0 szorstkości terenu* I wybitnie korzystna > 6 II bardzo korzystna > 5 III korzystna > 4 IV mało korzystna > 3 V niekorzystna < 3 * klasa „0” oznacza teren płaski otwarty, na którym wysokość nierówności jest mniejsza od 0,5 m 28 30 ELektroPlus Nr 2/2009 (15) ocena w skali regionalnej (tzw. mezoskali), a następnie dokonuje się szczegółowej oceny dla wybranej lokalizacji siłowni. Energię wiatru na danej wysokości nad terenem oblicza się z następującej zależności; E 1 /E 2 = (h 1 /h 2 ) 3a gdzie: – E 1 wartość energii na wysokości h 1 – E 2 wartość energii na wysokości h 2 – a – wykładnik potęgowy zależny od szorstkości podłoża, prędkości wiatru, stanu atmosfery i czasu uśredniania prędkości wiatru. Wydajność energetyczną siłowni wiatrowej E S w kWh/rok, można obliczyć znając wymiary skrzydeł wirnika: E S = E.A gdzie: – E – energia użyteczna wiatru kWh/ m 2 /rok – A – powierzchnia zakreślana skrzydłami wirnika m 2 . W Polsce, tylko w niektórych regionach kraju, średnia prędkość wiatru przekracza 4 m/s, tj. minimalną prędkość startową elektrowni wiatrowej. Dlatego siłownie wiatrowe w Polsce nie mogą być jedynym źródłem energii i konieczna jest ich współpraca z krajową siecią elektroenergetyczną lub też z innym źródłem energii elektrycznej. Na rys. 6 przedstawiono mapę Polski przedstawiającą zasoby energii wiatru. Wydzielono (tab. 1) 5 rejonów o różnych zasobach energii określonych dla wysokości 30 m nad powierzchnią gruntu. Z mapy tej wynika, że około 60% kraju posiada dobre warunki do wykorzystania wiatru jako źródła energii. Należy zwrócić uwagę na to, że dane dotyczące prędkości wiatru, pochodzące z różnych źródeł, mogą się znacznie różnić w zależności od rozpatrywanego okresu i roku pomiaru, a nawet zastosowanej metody pomiarowej. Za najbardziej miarodajne uważane są dane publikowane przez IMiGW ale i one mogą być różne w zależności od roku pomiarowego. Jako najkorzystniejsze uważa się następujące regiony:
• środkowe, najbardziej wysunięte na północ części wybrzeża od Koszalina po Hel, • wyspa Uznam, • Suwalskie, • środkowa Wielkopolska i Mazowsze, • Beskid Śląski i Żywiecki, • Bieszczady i Pogórze Dynowskie. Ilościowa ocena wiatru dla wybranego miejsca lokalizacji elektrowni musi uwzględniać warunki terenowe a mianowicie: • osłonięcie terenu, • szorstkość podłoża, • orografię (rzeźbą powierzchni ziemi), • energię wiatru, w zakresie od 10 m do 100 m nad powierzchnią. Inwestor elektrowni wiatrowej przeprowadza analizę ekonomiczną opłacalności projektowanej siłowni wiatrowej w danym miejscu ocenianym przez eksperta IMGW w oparciu o: model osłonięcia terenu – uwzględniający różnego rodzaju przeszkody (łącznie uwzględnia się ok. 50 przeszkód), model szorstkości podłoża w każdym z rozpatrywanych kierunków wiatru, model orograficzny, którego podsta- NAZWY STREF: I wybitnie korzystna, II bardzo korzystna, III korzystna, IV mało korzystna, V niekorzystna wę stanowią izohipsy 1 w promieniu do 50 km od miejsca obserwacji i co 10 m wysokości. OCENA ZASOBÓW ENERGII WIATRU W POLSCE Powierzchnia Polski: 312 683 km 2 Produkcja energii elektrycznej zawodowych elektrowni (w 2005 r.): 156 000 GWh Obszar kraju spełniający minimalne warunki do wykorzystania wiatru dla celów energetycznych (średnio rocznej prędkości wiatru > 4 m/s na wysokości 30 m nad terenem): ok. 60% tj. 188000 km 2 Liczba elektrowni wiatrowych przy założeniu, że jedna siłownia wiatrowa przypada na powierzchnię 1 km 2 : 188 000 Średnia powierzchnia skrzydeł jednej siłowni: 370 m 2 Teoretyczna produkcja energii przez wykorzystanie wiatru: 86 950 GWh/rok Zakładając, że 1/4 potencjalnych zasobów energii wiatru stanowi rzeczywistą energię użyteczną, która możne być teoretycznie uwzględniona w bilansie energetycznym kraju uzyskuje się wartość: 21 738 GWh/rok Zatem produkcja energii elektrycznej przez elektrownie wiatrowe w rzeczywistych warunkach może osiągnąć 14% pokrycia bilansu energetycznego kraju. Jak widać energetyka wiatrowa nie osiągnie decydującego udziału w Polskiej energetyce, ale pozwoli zmniejszyć zanieczyszczenie kraju i całej Ziemi. W tabeli 4 przedstawiono dane dotyczące niektórych EW w Polsce. Przykładowe dane farmy wiatrowej w miejscowości – Zagórze (gmina Wolin): Moc farmy wiatrowej: 30 MW Turbiny: Vestas V80 2 MW – 15 Średnica wirnika: 80 m Wysokość wieży: 80 m Powierzchnia wirnika: 5024 m 2 Produkcja roczna: 67 000 MWh Miejscowość Liczba turbin cdn Jan Strojny Przypisy: 1 linie łączące punkty na tej samej wysokości Rys. 6. Mapa zasobów energetycznych wiatru w Polsce Tabela 4. Elektrownie wiatrowe w Polsce Moc zainstalowana w kW Barzowice 6 5100 Cisowo 5 660 Cisowo 9 18000 Kwilcz 1 160 Lisewo 1 150 Nowogard 1 255 Rembertów 1 250 Rymanów 2 320 Rytro 1 160 Swarzewo 2 1200 Swarzewo 1 95 Tymień 25 50000 Wrocki 1 160 Zagórze 15 30000 Zawoja 1 95 ELektroPlus Nr 2/2009 (15) 31
Page 1 and 2: www.el-plus.com.pl Odnawialne źró
Page 3 and 4: Nagrody dla Grupy EL-PLUS Unia Hurt
Page 5 and 6: Szkolenia w firmie ELGRA 5 marca 20
Page 7 and 8: innych właścicieli charakterystyc
Page 9 and 10: usługi finansowe, sieć kanałów
Page 11 and 12: ELektroPlus Nr 2/2009 (15) 11
Page 13 and 14: Moduły LED z rodziny LINEARlight f
Page 15 and 16: Praktyczne sposoby ochrony przeciwp
Page 17 and 18: zaciski są oddzielone wysokimi śc
Page 19 and 20: specjalnej konstrukcji wyłącznik
Page 21 and 22: dokładnej długości bez konieczno
Page 23: Elektryczne mierniki analogowe firm
Page 27 and 28: Ręczny Ostrzegacz Rêczny ostrzega
Page 29: w których budowie wyspecjalizowali
Page 33 and 34: ��
Page 35 and 36: ODDZIAŁY DORIAN ELEKTRO-HURT 06-40

Gazeta EL-Plus nr 2/2009

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?