IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone Charakterystyki i właściwości eksploatacyjne źródeł energii pracujących w sieci.

Prezentacja na temat: "IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone Charakterystyki i właściwości eksploatacyjne źródeł energii pracujących w sieci."— Zapis prezentacji:

1 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@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

2 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 2 Plan prezentacji Obszar wydzielony - Hel Elektrownie gazowe Wiatraki Mini-wiatraki Inwertery fotowoltaiczne Inwertery autonomiczne Odbiory

3 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 3 Obszar wydzielony - Hel

4 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 4 Elektrociepłownia gazowa Władysławowo Wytwarzane produkty:Moc zainstalowana: energia elektryczna energia cieplna propan-butan (LPG) benzyna chemiczna elektryczna: 2x 5,5 MWe cieplna: 2x 8,85 MWt rezerwa: 3x 5 MWt

5 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 5 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.

6 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 6 Elektrociepłownia gazowa Hel

7 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 7 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.

8 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 8 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% P n. Prędkość zmian mocy (gradient mocy) jest ograniczona do ok. 2,5 %/s.

9 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 9 Schemat blokowy układu regulacji mocy czynnej turbiny gazowej

10 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 10 Typy elektrowni wiatrowych Sposób regulacji turbiny wiatrowej  Bez regulacji:  = const.   var,  = const   = const,  = 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

11 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 11 Gondola elektrowni wiatrowej z generatorem asynchronicznym

12 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 12 Gondola elektrowni wiatrowej z generatorem synchronicznym

13 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 13 Wyposażenie elektryczne elektrowni wiatrowej

14 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 14 Charakterystyki koła wiatrowego

15 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 15

16 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 16 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

17 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 17 Mini wiatraki przydomowe Skystream 3,7

18 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 18 Mini wiatraki przydomowe Air Breeze

19 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 19 Mini wiatraki przydomowe - typy

20 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 20 Mini wiatraki przydomowe – moce chwilowe

21 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 21 Mini wiatraki przydomowe – produkcja energii [kWh]

22 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 22 Baterie słoneczne 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).

23 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 23 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.

24 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 24 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.

25 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 25 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 3- faz. 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.

26 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 26

27 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 27 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

28 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 28

29 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 29 Inwerter fotowoltaiczny 3-fazowy INWERTERY POWER ONE AmericanWaySolar jest dostawcą inwerter ó w 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, kt ó re obejmują r ó wnież wersje z wyłącznikiem przepięciowym - tr ó jfazowe inwertery PVI 10.0, PVI 12.5, kt ó re nie zawierają elektrolit ó w. Są dostępne w wersji OUTD (zewnętrzne), OUTD-S (zewnętrzne z wyłącznikiem przepięciowym) i FS (zewnętrzne z wyłącznikiem przepięciowym i bezpiecznikiem)

30 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 30

31 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 31 Przykład trójfazowej sieci wydzielonej

32 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 32

33 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 33 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

34 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 34 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).

35 /35 IEN 2009 © wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl 35 Dziękujemy za uwagę