Źródła_energii_w_sieciach_wydzielonych.pps

e-mail: [email protected]
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
www.ien.gda.pl
Charakterystyki i właściwości eksploatacyjne
źródeł energii pracujących w sieci
wydzielonej.
Zakład Urządzeń Elektrohydraulicznych Elektrowni
Instytut Energetyki Oddział Gdańsk
Gdańsk 21.06.2010
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Plan prezentacji
•
•
•
•
•
•
•
Obszar wydzielony - Hel
Elektrownie gazowe
Wiatraki
Mini-wiatraki
Inwertery fotowoltaiczne
Inwertery autonomiczne
Odbiory
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
2 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Obszar wydzielony - Hel
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
3 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Elektrociepłownia gazowa
Władysławowo
Wytwarzane produkty:
•energia elektryczna
•energia cieplna
•propan-butan (LPG)
•benzyna chemiczna
Moc zainstalowana:
•elektryczna: 2x 5,5 MWe
•cieplna: 2x 8,85 MWt
•rezerwa: 3x 5 MWt
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
4 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Elektrociepłownia gazowa
Władysławowo
Elektrociepłownia gazowa została wyposażona w dwie
turbiny gazowe typu Allison KB-7 amerykańskiej firmy
Rolls-Royce Corporation, pracujące w układzie
skojarzonym z wytwornicą gorącej wody. Turbiny gazowe
mogą wytwarzać w skojarzeniu energię elektryczną łącznie
o mocy około 11 MWe i energię cieplną łącznie o mocy do
18 MWt. Elektrociepłownię eksploatuje spółka
Energobaltic, której udziałowcami są firma Petrobaltic,
miasto Władysławowo i koncern Rolls-Royce. Z szybu
platformy wiertniczej płynie podmorską rurą mierzącą 82
km gaz do elektrociepłowni.
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
5 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Elektrociepłownia gazowa Hel
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
6 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Schemat najprostszej turbiny gazowej
pracującej w układzie otwartym
A. Sprężarka
B. Komora spalania
C. Palnik olejowy
D.Układ łopatek do
zawirowania strugi powietrza
E. Prowadnica płomienia
F. Turbina
G. Kanał obejściowy do komina
H. Zawór obejściowy
J. Generator
K. Silnik rozruchowy.
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
7 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Regulacja mocy czynnej turbin
gazowych
W turbinie gazowej zmiany mocy uzyskuje się przez zmianę natężenia
przepływu czynnika przez turbinę. Równoczesnej regulacji podlega
dopływ paliwa i wydajność sprężarki w taki sposób, aby dla różnych
obciążeń zachować stałą temperaturę na wlocie turbiny. W torze
regulacji istnieje ograniczenie prędkości zmian mocy i opóźnienie
transportowe. Mechaniczna stała czasowa turbozespołów gazowych
jest mniejsza niż turbozespołów parowych o tej samej mocy. Wynika
to ogólnie z mniejszego momentu bezwładności wirnika turbiny
gazowej i większej (ok. 3 x) mocy samej turbiny.
Struktura układu regulacji prędkości obrotowej i mocy może być
ukształtowana dowolnie. Można przyjąć, że zakres regulacji turbin
gazowych bez istotnego pogorszenia sprawności wynosi od 100 do
50% Pn. Prędkość zmian mocy (gradient mocy) jest ograniczona do
ok. 2,5 %/s.
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
8 /35
Schemat blokowy układu regulacji
mocy czynnej turbiny gazowej
Pg
Pzad
Ogranicznik
prêdk. zmian mocy
+
2,5 %/s
Reg. mocy
Reg. paliwa
Komora spalania
1
1+TrS
1
1+kTS+(TS)
St. czas. gen.
1
STg
Opoznienie
Polozenie kierownic +
Sprezarka
Q
0,3s
Sprezarka
+
Pt
+
Ps
-
f
-
Bezwl. wirn.
1
STm
n
Wsp. tlum. turb.
e
Q(i2-i1)
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
-
+
Wsp. t³um. sprê¿.
+
www.ien.gda.pl
e
e-mail: [email protected]
9 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Typy elektrowni wiatrowych
Sposób regulacji turbiny wiatrowej
 Bez regulacji: w, d = const.
 w = var, d = const
 w = const, d = var
Typ generatora
 Z generatorem asynchronicznym klatkowym,
 Z generatorem asynchronicznym pierścieniowym z regulowaną
rezystancją w obwodzie wirnika,
 Z generatorem asynchronicznym dwustronnie zasilanym
 Z generatorem synchronicznym połączonym z siecią przez
przekształtnik energoelektroniczny
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
10 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Gondola elektrowni wiatrowej z
generatorem asynchronicznym
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
11 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Gondola elektrowni wiatrowej z
generatorem synchronicznym
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
12 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Wyposażenie elektryczne elektrowni
wiatrowej
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
13 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Charakterystyki koła wiatrowego
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
14 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
15 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Możliwości i sposób utrzymania stałej wartości mocy na
wyjściu elektrowni po zmianie prędkości wiatru
a – regulacja szybka, ograniczona do kilku procent mocy znamionowej,
b - może być szybka, ograniczona przez maksymalną dopuszczalną wartość momentu na wale,
c – regulacja wolna,
d – dla generacji nieznamionowej,
e – dla generacji znamionowej
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
16 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Mini wiatraki przydomowe
Skystream 3,7
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
17 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Mini wiatraki przydomowe
Air Breeze
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
18 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Mini wiatraki przydomowe - typy
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
19 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Mini wiatraki przydomowe – moce
chwilowe
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
20 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Mini wiatraki przydomowe –
produkcja energii [kWh]
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
21 /35
Baterie słoneczne
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Podstawowym
elementem
każdej
elektrowni
słonecznej
współpracującej z systemem elektroenergetycznym jest inwerter
(falownik) fotowoltaiczny. Wykonywane są one w wielu różnych
topologiach i charakteryzują się bardzo dobrymi parametrami jakości
energii oraz dużą sprawnością. Problemem źródeł fotowoltaicznych
nie jest jakość energii ale cena netto uzyskanej energii oraz duża
niestabilność mocy (bardzo dynamiczne zmiany produkcji).
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
22 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Inwertery firmy SMA Solar
Technology AG
Zdecydowana większość
systemów zasilania oparta jest na inwerterach niemieckiej
firmy SMA Solar Technology AG. Jest to uznany na świecie
producent szerokiej gamy inwerterów fotowoltaicznych i
autonomicznych oraz systemów zasilania awaryjnego
(tzw. Backup). Inwertery SMA cechują się bardzo wysoką
sprawnością (do 98%), niezawodnością i jakością.
Inwertery te świetnie współpracują z akumulatorami
zapewniając odpowiednie ich użytkowanie, przez co ich
żywotność jest wysoka. Inwertery autonomiczne SMA
współpracują z modułami fotowoltaicznymi (za
pośrednictwem inwertera fotowoltaicznego), turbiną
wiatrową, akumulatorami, generatorem spalinowym
(opcjonalnie) i siecią publiczną (opcjonalnie). Inwerter
autonomiczny koordynuje, steruje i kontroluje pracę
wszystkich tych urządzeń.
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
23 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Inwerter autonomiczny
Sunny Island 5048 jest optymalnym rozwiązaniem
dla sieci wyspowych, gdzie wymagana jest
wysoka jakość energii elektrycznej i muszą być
spełnione parametry napięciowe sieci AC dla
źródeł energii odnawialnej. SI dostarcza
wysokiej mocy wyjściowej w szerokim zakresie
temperatur. Jest odpowiedni do stosowania w
trudnych warunkach klimatycznych. Urządzenie
to zarządza obciążeniami, przepływem energii
oraz pracą akumulatorów. Sunny Island 5048
koordynuje autonomiczną sieć z mocami do 60
kW, zezwalając na połączenie równoległe do
czterech urządzeń na jedną fazę. Urządzenie to
umożliwia tworzenie układu trójfazowego.
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
24 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Inwerter autonomiczny Sunny Island 5048
Charakterystyka:
• Niezawodne źródło zasilania o
mocy do 60 kW
• Wygodne połączenie AC/DC
dla wszystkich źródeł energii
• W pełni automatyczna, ciągła
praca
• Możliwość
równoległego
połączenia w układzie1-faz i 3faz.
• Doskonała
charakterystyka
obciążenia
• Solidny, niezawodny, trwały
• Kompatybilny z produktami
firmy SMA
Jakość energii elektrycznej
Sunny Island gwarantuje niezależne
zasilanie sieci idealnym napięciem
sinusoidalnym. Istnieje możliwość
przeciążenia systemu, dzięki czemu jego
praca jest stabilna w bardzo różnych
warunkach użytkowania.
Rozwój
Niezależnie zasilana sieć z Sunny Island
może być rozszerzana z sieci 1-fazowej
do sieci 3-fazowej poprzez wykorzystanie
odpowiednich modeli Sunny Island. Może
to następować stopniowo, zgodnie z
rosnącym zapotrzebowaniem na energię.
Sunny Island daje możliwość tworzenia
układów 3-fazowych, oraz
koordynowania sieci niezależnych do
78kW.
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
25 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
26 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Inwerter fotowoltaiczny
W pełni uniwersalne: inwertery fotowoltaiczne
Sunny Boy 1100 i Sunny Boy 1700 to
nowoczesne inwertery przeznaczone do instalacji
fotowoltaicznych współpracujących z
jednofazową siecią elektroenergetyczną (istnieje
możliwość współpracy z siecią trójfazową).
Przetwarzają energię dostarczoną z modułów
fotowoltaicznych w postaci prądu stałego na
energię w postaci prądu przemiennego 230 V /
50 Hz oddawaną do sieci elektroenergetycznej
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
27 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
28 /35
Inwerter fotowoltaiczny 3-fazowy
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
INWERTERY POWER ONE
AmericanWaySolar jest dostawcą inwerterów firmy Power One.
- jednofazowe inwertery zewnętrzne: PVI 2.0, PVI 3.6
- jednofazowe inwertery PVI 2.0, PVI 3.0, PVI 3.6, PVI 4.2, PVI
5000, PVI 6000. Wszystkie te wersje są do użytku zewnętrznego
(OUTD) oraz w wariantach OUTD-S, które obejmują również wersje
z wyłącznikiem przepięciowym
- trójfazowe inwertery PVI 10.0, PVI 12.5, które nie zawierają
elektrolitów. Są dostępne w wersji OUTD (zewnętrzne), OUTD-S
(zewnętrzne z wyłącznikiem przepięciowym) i FS (zewnętrzne z
wyłącznikiem przepięciowym i bezpiecznikiem)
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
29 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
30 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Przykład trójfazowej sieci wydzielonej
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
31 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
32 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Sunny Boy to seria inwerterów przeznaczonych do współpracy z
siecią niskiego napięcia i musi spełniać rygorystyczne
wymagania dotyczące bezpieczeństwa. Każdy inwerter posiada
tzw. zabezpieczenie antywyspowe. Polega ono na
natychmiastowym zatrzymaniu oddawania energii do sieci
publicznej w przypadku, gdy jej parametry (napięcie i/lub
częstotliwość) znajdą się poza ustalonymi granicami. Np.
napięcie zanika przy awarii lub wyłączeniu sieci w celach
serwisowych. W takich przypadkach oddawanie energii do sieci
przez Sunny Boy mogłoby spowodować porażenie prądem
pracownika serwisującego sieć. Zabezpiecznie antywyspowe
jest podstawowym i koniecznym zabezpieczeniem wymaganym
przez każdego operatora sieci niskiego napięcia
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
33 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Odbiory
IRIESD Koncernu Energetycznego ENERGA S.A. (i innych
Koncernów) określają zasady przyłączenia podmiotów do sieci
dystrybucyjnej.
Charakterystyka energetyczna obiektu stanowi załącznik do
Umowy o sprzedaż energii elektrycznej i świadczenie usług
dystrybucji (Umowy o świadczenie usług dystrybucji lub Umowy
kompleksowej) i jest aktualizowany w cyklu rocznym. Charakter
odbioru: gospodarstwo domowe, rolne, plac budowy, obiekt
mieszkalny, sklep, warsztat itp.
Sprzedający energię elektryczną zawiera umowę z odbiorcą
jedynie na moc umowną.
Dla odbiorów w wyznaczonym obszarze wyspowym przyjmuje
się typowe udziały różnych rodzajów obciążeń (rezystancyjnych,
silnikowych, lamp wyładowczych).
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
34 /35
IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone
Dziękujemy za uwagę
www.ien.gda.pl
e-mail: [email protected]
35 /35