Az újabb fejlesztésű szélerőművekkel a várható energiatermelés meghatározása, energetikai célú szélmérések alapján, Magyarországon Előadó: 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
A tervezett szélenergia felhasználás révén évente elkerülhető Szennyező gázkibocsátások az EU-ban Év 2005 2010 2020 EWEA célok, a várható szélerőmű kapacitás MW 20 000 40 000 100 000 Energia termelés TWh/év 40 80 200 Forrás: Európai Szélenergia Szövetség (EWEA) CO 2 csökkenés t/év 34 200 000 64 800 000 134 400 000 SO 2 csökkenés t/év 114 000 216 000 480 000 NO x csökkenés t/év 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
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
Anemométer, szélirányjelző adatrögzítő SODAR rendszerű akusztikus szélmérő
10 perces átlag szélsebességértékeket és szélirányokat illetve ezek szórásait rögzíti a készülék. hónap, nap, év óra, perc v (átlag) dm /s v (m ax) dm /s v (m in) dm /s σ s v (átlag) dm /s v (m ax) dm /s v (m in) dm /s σ s s zélirány o -ban Időpont Anem om éter 50 m Anem om éter 25 m Sz élirány A B C D E F G H I J K L 12/13/01 00/10 26 29 24 0 24 27 20 1 257 0 12/13/01 00/20 29 32 25 1 26 29 21 1 260 0 12/13/01 00/30 29 32 26 1 25 28 22 1 259 5 12/13/01 00/40 27 29 24 1 22 25 17 1 262 0 12/13/01 00/50 27 31 25 1 23 26 20 1 265 9 12/13/01 01/00 27 29 24 1 22 26 18 1 267 0 12/13/01 01/10 27 30 23 1 22 26 19 1 268 6 12/13/01 01/20 25 27 23 1 21 24 17 1 271 6 12/13/01 01/30 24 27 21 0 19 22 17 0 277 9 σ s = az adatok szórása (standard szórás) %-ban σ s
Mérőműszerek elhelyezése segédállványos, teleszkópos csőtorony, rácsos, mászható torony csúcsa az érzékelőkkel, adatgyűjtő, napelemek
Bizonytalansági tényezők a szélenergia méréseknél A lehetséges eltérés (%) A mérőegységek hitelesítése 0,5-3,0 A mérési ponton a turbulencia (függőleges áramlás hatása) 0,5-4,0 Az érzékelők helyzete a mérőoszlophoz viszonyítva 0,2-3,0 A mérési hely kiválasztása 0,5-5,0 A mérés időtartama 0,3-3,0 A mérési adatok kezelése, feldolgozása 0-2,0 Eltérés a hosszabbtávú mérésektől 0,5-5,0 A mérési adatok átszámítása a megfelelő helyre és 1,0-10,0 magasságra Bizonytalanság a végső energiatermelés prognózisára 3,0-30,0 Forrás: DEWI
OMSZ á llom á s ok (7) 10 é ve s a da ta ina k á tla ga OMSZ 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, Sá 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, Sá rvá r) 4,0 4,0 3,0 3,0 (m/s) (m/s) 2,0 2,0 1,0 1,0 y = -0,0013x y = -0,0013x 4 4 + 0,0397x + 0,0397x 3 3-0,399x - 0,399x 2 2 + 1,4029x + 2,0951 + 1,4029x + 2,0951 R R 2 2 = 0,7965 = 0,7965 - - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (hóna p) (hóna p)
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
9 8 7 6 5 4 3 9 8 7 6 5 4 3 (m/s) (m/s) 2 2 1 Béb Béb Hárskút Hárskút 0 0,70 0,70 0,60 0,60 0,50 0,50 0,40 0,40 0,30 0,30 0,20 0,20 0,10 0,10 - - (α) (α) Inota Inota Kisigmánd Kisigmánd Kiskunfélegyháza Kiskunfélegyháza Kiskunhalas Kiskunhalas Köröshegy Köröshegy Ostffyasszonyfa Ostffyasszonyfa Sopron Sopron Sződliget Sződliget Törökbálint Törökbálint 1 0 Zalaszentiván Zalaszentiván Mért Mért sebesség-felső (m/s) (m/s) Sebesség Sebesség 100 100 m-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)
Az elérhető teljesítmények a magasság növelésével 60 m
Az elérhető teljesítmények a magasság növelésével 90 m
Az elérhető teljesítmények a magasság növelésével 120 m
160 000 140 000 Szélerőművek (Kulcs, Mosonszolnok) 2004. 12 11 Energiatermelés (kwh) 120 000 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 10 9 8 7 6 5 Átlagsebesség (m/s) 0 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 2004. Mszolnok energia Kulcs energia Mszolnok v_átl Kulcs v_átl Polinom. (Kulcs energia) Polinom. (Mszolnok energia) Polinom. (Kulcs v_átl) Polinom. (Mszolnok v_átl) 4
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
400 m 1 3 300 m 2 4
A szélerőművek területigénye Szélerőművek Szélerőművek Szélerőművek miatt a által érintett Magyarország Felépítendő Szélerőművek miatt a termelésből területigény összes szélerőművek által érintett termelésből kivont terület az ország területe száma terület kivont összes az ország területéhez terület területéhez viszonyítva 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
Szélerőművek létesítése és a termelt energia aránya Felépítendő szélerőművek száma Beépített (átlagos) teljesítmény Összes beépített teljesítmény A generátorok kihasználás 105 m magas tornyokon A generátorok összes évi energia termelés A szélenergia részesedés a megújulókból*(tervezett 3,6 %-ból) A szélenergia részesedés az összes villamos 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)
Köszönöm a figyelmüket!