Mérési útmutató Megújuló energiatermelést bemutató energiapark. Microgrid modell. A mérést tervezte, összeállította:



Hasonló dokumentumok
Hazai műszaki megoldások az elosztott termelés támogatására

Az elosztott energiatermelés hatása az elosztóhálózatra

Napelemre pályázunk -

Háztartási kiserőművek

Napelemes rendszer a háztartásban

Szivattyús tározós erőmű modell a BMF KVK Villamosenergetikai Intézetében

E L Ő T E R J E S Z T É S

A villamos energiát termelő erőművekről. EED ÁHO Mérnökiroda

NAPELEMES RENDSZEREK és ALKALMAZÁSUK TERVEZÉS, KIVITELEZÉS. Herbert Ferenc Budapest, 2012.dec. 6. LG

Napelemes Rendszerek a GIENGER-től

Szabályozásra került a háztartási méretű kiserőmű esetében az erőmű nagysága és a csatlakozási módja.

Kutatás célja HMKE Hálózati csatlakozás Hálózat Biztonság? Védelmek? Sziget üzem? Saját sziget üzem? Elszámolás (mérés, tarifa, kommunikáció)

Háztartási méretű kiserőművek és Kiserőművek

A napenergia alapjai

Az épületek, mint villamos fogyasztók

Háztartási méretű kiserőmű esetén alkalmazott mérők

A mikro-chp rendszerek alkalmazhatósága a decentralizált energiatermelésben

A VPP szabályozó központ működési modellje, és fejlődési irányai. Örményi Viktor május 6.

MEGÚJULÓ ENERGIA MÓDSZERTAN CSG STANDARD 1.1-VERZIÓ

Kváziautonóm napelemes demonstrációs áramforrás SOLART-SYSTEM KFT. Napenergiás berendezések tervezése és kivitelezése

Napelemes háztartási méretű kiserőművek és Napelemes kiserőművek

ÖSSZEFOGLALÓ. a nem engedélyköteles ezen belül a háztartási méretű kiserőművek adatairól ( ) június

Energiatárolás szerepe a jövő hálózatán

Háztartási méretű kiserőmű (HMKE) Jogszabályi keretek, műszaki feltételek

Elektronikus mérők kijelző üzenetek és jelentésük Apator gyártó lakossági elektronikus mérői

Új struktúrák az energiaellátásban

A nap- és szélerőművek integrálásának kérdései Európában. Dr. habil Göőz Lajos professor emeritus egyetemi magántanár

Villamos hálózati csatlakozás lehetőségei itthon, és az EU-ban

Háztartási méretű kiserőmű hálózatra csatlakoztatása

Adaptív menetrendezés ADP algoritmus alkalmazásával

Háztartási méretű kiserőműre vonatkozó szabályok

EnergoBit KÖF technikai megoldásai és fejlesztései a Mátrai Erőmű 15 MW-os naperőművének megvalósításában


Napenergia kontra atomenergia

A decentralizált megújuló bázisú áramtermelés hálózati integrációjának kérdései az elosztó társaságok szintjén

Földgázalapú decentralizált energiatermelés kommunális létesítményeknél

Igénybejelentéstől bekapcsolásig

Napelemes rendszerek műszaki és elszámolási megoldásai a gyakorlatban

Okos hálózatok, okos mérés

Műszaki leírás. Budapesti Vendéglátóipari és Humán SZC Szamos Mátyás Szakgimnáziuma és Szakközépiskolája Budapest, XXI. kerület, Petőfi tér 1

DIÓDÁS ÉS TIRISZTOROS KAPCSOLÁSOK MÉRÉSE

Napelem katalógus Február. Tudnivalók. Dátum: 09/02/05

Magyarország Napenergia-hasznosítás iparági helyzetkép. Varga Pál elnök MÉGNAP

Háztartási Méretű KisErőművek

Üzemlátogatás a MAVIR ZRt. Hálózati. Üzemirányító Központjában és Diszpécseri. Tréning Szimulátorában

fogyasztói szempontból Dr. Dán András egyetemi tanár BME VET

Napenergiás jövőkép. Varga Pál elnök. MÉGNAP Egyesület

Hidrogén alapú villamosenergia-tárolás szigetüzemű rendszerekben. Milánkovich Attila, E.ON Hungária

NAPJAINK VILLAMOSENERGIA TÁROLÁSA -

A Fóti Élhető Jövő Park kisfeszültségű hálózati szimulátora. MEE Vándorgyűlés Kertész Dávid ELMŰ Nyrt. Sasvári Gergely ELMŰ Nyrt.

CSATLAKOZÁSI DOKUMENTÁCIÓ

Divényi Dániel, BME-VET Konzulens: Dr. Dán András 57. MEE Vándorgyűlés, szeptember

A villamosenergiarendszer

Háztartási méretu kiseromuvek a közcélú hálózaton

Tápegység tervezése. A felkészüléshez szükséges irodalom Alkalmazandó műszerek

Szuper kondenzátorok és egyéb tároló elemek alkalmazása az intelligens villamos energia hálózaton

Elektronikus mérők kijelzőüzenete és jelentése Apator gyártó lakossági elektronikus mérői

Az épületek mint villamos fogyasztók

"Lehetőségek" a jelenlegi villamos energia piaci környezetben

Kombinált napkollektoros, napelemes, hőszivattyús rendszerek. Beleznai Nándor Wagner Solar Hungária Kft. ügyvezető igazgató

Stirling-motor mint a decentralizált energiatermelés egy lehetősége. Meggi 2003 Kht. KKK Sopron Ökoenergetikai Kutatási Főirány

KUTATÁS-FEJLESZTÉSI JELENTÉS TESCO ~~~~~~

VILLAMOS ENERGETIKA PÓTPÓTZÁRTHELYI DOLGOZAT - A csoport

Frank-Elektro Kft. EMLÉKEZTETŐ Nyílt napról

Villamosenergetikai Intézet Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar Tantárgy neve és kódja: Energiagazdálkodás KVEEG11ONC Kreditérték: 6

K E Z E L É S I Ú T M U T A T Ó

Magyar Virtuális Mikrohálózatok Mérlegköri Klasztere MAVIRKA fejlesztése

A városi energiaellátás sajátosságai

SOLART-SYSTEM KFT. Napenergiás berendezések tervezése és kivitelezése Budapest XI. Gulyás u. 20 Telefon: Telefax:

(PV) Fotovillamos rendszerek Védelmi-és kapcsolási elemek tervezése

Foto-Villamos rendszerek elterjedésének lehetőségei és gátjai Magyarországon Budapest, Megyik Zsolt

Varga Katalin zöld energia szakértő. VII. Napenergia-hasznosítás az Épületgépészetben Konferencia és Kiállítás Budapest, március 17.

VILLAMOS ENERGIA FELHASZNÁLÁS-TERMELÉS IGAZOLÁSA

Hálózati csatlakozási terv

Az ESPAN (WP 4) Pilotprojekt zárójelentésének rövid összefoglalója: Savas ólomakkumulátor bázisú, helyhez kötött energiatároló rendszerek vizsgálata

TORKEL 840 / 860 Akkumulátor terhelőegységek

NAPELEMES ALKALMAZÁSOK fotovillamos rendszerek Villamos energia előállítása környezetbarát módon

Kiserőmű igénybejelentés

CSATLAKOZÁSI DOKUMENTÁCIÓ

A fóti Élhető Jövő Park Smart Grid tapasztalatok

Mérési útmutató Megújuló energiatermelést bemutató energiapark. Napelemek mérése


Az 55/2016. (XII. 21.) NFM rendelet a megújuló energiát termelő berendezések és rendszerek műszaki követelményeiről

Foglalkozási napló a 20 /20. tanévre

NAPELEMES ERŐMŰVEK ÁRAMÜTÉS ELLENI VÉDELME

Háztartási méretű kiserőművek és a tapasztalatok. Pénzes László ELMŰ Hálózati Kft. Tervezési osztály

Az energiarendszerrel együttműködő fogyasztó a szabályozó szemével

A napelemek környezeti hatásai

II. Szakmai alap- és szakismeretek, gyakorlati alkalmazásuk 7. Villamosenergia termelés, szállítás, tárolás Hunyadi Sándor

VILLAMOS ENERGETIKA PÓTZÁRTHELYI DOLGOZAT A csoport

Napelem, napelemes rendszerek - családi házra

A nem nukleáris alapú villamosenergia-termelés lehetőségei

Frank-Elektro Kft. BEMUTATKOZÓ ANYAG

STD és SCU. STD400RC/RL-DIN és SAE STD1000RL-DIN és SAE SCU10-DIN és SAE. Dimmerek STD SCU

Háztartási méretű kiserőművek és a villamos energia törvény keretei

Energiatermelés, erőművek, hatékonyság, károsanyag kibocsátás. Dr. Tóth László egyetemi tanár klímatanács elnök

Naperőmű beruházások hazánkban tapasztalatok, trendek MINÁROVITS MÁRTON ALBA NAPELEM KFT.

JÜLLICH GLAS SOLAR Karnyújtásnyira a Naptól Nagyméretű napelemes erőművek

Leírás az ügyfelek számára

Átírás:

Mérési útmutató Megújuló energiatermelést bemutató energiapark Microgrid modell A mérést tervezte, összeállította: A mérésért felelős: Kádár Péter A mérési útmutatót összeállította: Jegyinák Roland Lipka András BMF KVK VEI Budapest, 2009. május

Tartalom 1 A mérés célja...3 2 A Microgrid rendszer elméleti alapjai:...3 3 A Microgrid rendszer gyakorlati megvalósítása az E2 laborban...4 4 A mérési összeállítás...8 5 A mérési feladatok...9 6 Mérési jegyzőkönyv... 10 2

1 A mérés célja Napjainkban a villamosenergia-ellátás átalakulóban van. Az egész városokat, tartományokat ellátó gigantikus erőművek kora lejárt, és ezeket a monstrumokat kicsi, tiszta és jó hatásfokú kombinált energiaellátó rendszerekre kell cserélni. Ennek a megoldása a Microgrid rendszer, amely összehangolja a különböző fogyasztói és termelői lehetőségeket, és jó hatásfokkal, környezetkímélő módon oldja meg az energia ellátást. A mérés során egy háztartási méretű erőmű modelljével ismerkedünk meg, amit egy kétirányú mérőórával a hálózatra kapcsolhatunk. Az így visszatáplált energiát közvetlenül használjuk fel épületen belül, vagy környező hálózatot láthatjuk el. A rendszerben szerepet kapott egy napelemes, egy tüzelőanyag cellás és egy szélturbinás rendszer, valamint a későbbiekben üzembe kerül egy tározós vízi erőmű is. 2 A Microgrid rendszer elméleti alapjai 1 : Az 1990-es években megjelent egy új fogalom, az elosztott termelés (Distributed Generation - DG) melynek lényege, hogy a villamosenergia-rendszerben a nagy erőművek mellett egyre több néhány MW-os, vagy néhányszor 10 MW-os kiserőmű is bekapcsolódik a termelésbe. Ezek jellemzően gázmotoros CHP erőművek voltak, de emellett kis vízerőművek és szélerőművek is épültek. Míg a kis víz és szélerőművek a földrajzilag és meteorológiailag optimális helyszínre települtek, addig a CHP erőművek valamilyen lokális hőigény kielégítésére, a termikus energia felhasználási helyéhez közel épültek fel. Ezek alapján könnyen belátható, hogy az így felépült kiserőművek földrajzi elhelyezkedése egyáltalán nem vette figyelembe a villamos energia hálózat kiépítettségét, és üzemirányítási rendszerét. Amíg csak néhány darab ilyen erőmű üzemelt, a villamos energia rendszer működésének és irányításának szempontjából ez nem jelentett semmilyen problémát, azonban tömeges megjelenésük az alapvetően nem az elosztott termelésre berendezkedett energiarendszerben nehézségekhez vezetett. 5-10 éve kezdődött el az a folyamat, melynek eredményeként egyre szélesebb körben kezdték el vizsgálni a villamos és hőenergia igények helyi kielégítésének és együttes kezelésének lehetőségét. Ennek eredményeként jött létre a Microgrid fogalma. A Microgrid a kis-, vagy középfeszültségű hálózatnak egy olyan jól körülhatárolható része, amely fogyasztókból, és legalább két villamos energiatermelő egységből áll. A Microgrid alapvetően a villamos energia hálózattal szinkron üzemel, de saját szabályozása/vezérlése révén arra is képes, hogy hosszabb-rövidebb ideig önellátó módon, a hálózat többi részétől (teljesen, vagy részlegesen) leválva, szigetüzemként is üzemeljen. A Microgridek beépített villamos teljesítménye általában néhány 10 MW körüli és önálló U/Q és P/f szabályozásra is képesek. Ennek eredményeként, szinkron üzemben a hálózat felé mint menetrend-tartó fogyasztók jelennek meg. Az utóbbi időkben egyre népszerűbb szélerőművek és napelemek vagy geotermikus hőforrások is csak ilyen kis, speciálisan tervezett rendszerekbe integrálhatók. További előnye a magas hatásfok, mivel a fogyasztók közvetlen közelében termelt villamosenergiát nem kell elvezetni, így a kisebb veszteségek miatt a hatásfok a 35-40 %-ról akár 80 %-ra növelhető. Hátránya, hogy az eddiginél sokkal kifinomultabb vezérlőrendszerekre, számítógépes hálózatra van szükség. 1 Dr. Kádár Péter: Új struktúrák az energiaellátásban 3

A MicroGridek néhány főbb jellemzője: A Microgrid modell elvi sémája Villamosenergia fogyasztók és termelők halmaza A termelő egységek lehetnek: tüzelőanyag cellák, gázmotorok, szélturbinák, naperőművek, akkumulátortelepek, stb. MicroGrid-et alkothatnak pl. a bevásárlóközpontok, ipari parkok, egyetemek, főiskolák, stb. A MicroGrid egy szabályozható villamosenergia fogyasztó Energia menedzsment rendszert igényelnek: - optimalizáció az energia igények, termelési lehetőségek, energiahordozó és villamosenergia árak figyelembevételével - terhelés becslés és gépösszeállítás megtervezése - a pillanatnyi igények kielégítése. 3 A Microgrid rendszer gyakorlati megvalósítása az E2 laborban: Az épület tetején elhelyezett megújuló energiaforrások, napelemek, szélturbina valamint tüzelőanyag cella mindegyike egy-egy akkumulátort tölt. Az akkumulátorok a C épület első emeleti E2 laborban épített bemutató táblán helyezkednek el, oktatási prezentáció és a velük kapcsolatos mérések céljából. A hozzájuk kapcsolódó 12V-os akkumulátoroknak a pozitív és negatív pontjai csatlakoztatva egy-egy közösített gyűjtősínre. Mivel több akkumulátor van a pozitív gyűjtősínre kapcsolva, ezzel a párhuzamos üzemet hozunk létre. Hogy a meghibásodást elkerüljük - amikor az egyik akkumulátor visszatáplál a gyűjtősínen keresztül a másik akkumulátorra - az akkumulátorok és a pozitív gyűjtősín közé 60EPU04 típusú nagyteljesítményű diódák lettek beépítve. Ezek csak egyirányú energiaáramlást tesznek lehetővé. Hátrányuk, hogy a kisfeszültség miatt a rajtuk eső feszültség arányaiban túl nagy, és mindez jelentős teljesítmény veszteséget okoz. A védelem szempontjából minden akkumulátor után olvadóbiztosító és kismegszakító van elhelyezve. A 12V-os gyűjtősínen 2 lámpa és egy konnektor van próbapanelként beépítve. 4

3.1. Boost konverter: A próbapanel után következik a Boost konverter kapcsolás, amely egy olyan egyenáramú szabályzó (DC / DC), amely a kimeneti feszültséget a bemeneti feszültségnél magasabbra erősíti és szükség esetén szabályozza azt. Boost konverter elvi kapcsolása A konverter állítja elő a StecaGrid inverternek szükséges 75V-170V bemeneti egyenfeszültséget. 3.2. StecaGrid 500 inverter: Az invertert még megtáplálhatjuk 2 db sorba kötött napelemtáblával, a két betáplálás között a K2 kapcsoló átkapcsolásával választhatunk.(a K1 kapcsoló segítségével pedig a 2 napelemtábla ellenőrző mérését végezhetjük el.) Ebből 75V-170V bemeneti feszültségből állítja elő az inverter a hálózatra szinkronizált 50Hz frekvenciájú 230V-ot. Az inverter előtt és a fogyasztásmérő után mérőpontokkal kísérhetjük nyomon a visszatáplálás paramétereit. StecaGrid inverter A kisfeszültségű hálózaton az energia áramlás fő iránya az erőműtől a fogyasztó felé történik. Hálózati üzemzavar esetén az erőmű kiesik a hálózat feszültségmentes lesz. Ebben az esetben a fogyasztó felől energiát betáplálni tilos, hiszen a karbantartó személyzetet áramütés veszélyének tehetjük ki. Ezért a Stecagrid inverter a hálózati feszültség kimaradása esetén 0,1s alatt kikapcsol. 5

3.3. CENTRON SM1 háztartási fogyasztás mérő: A kitáplált energiát egy CENTRON SM1 típusú egyfázisú, egytarifás elektronikus háztartási fogyasztásmérő segítségével követhetjük nyomon. CENTRON SM1 háztartási fogyasztásmérő Névleges feszültség: 230V Névleges áram: 5A Maximális áram: 60A A CENTRON SM1 mérő rendelkezik egy LCD (liquid crystal display) kijelzővel a leolvasáshoz. A kijelző alsó részén megjelenő nyilak segítségével lehet azonosítani a kijelezhető 6 esemény közül az érvényes eseményt. Az egyes események: 1. 1-es Tarifa 5 Szegmens teszt 6 Ellenőrző számláló 7 Működés időtartama 8 Fáziskimaradások száma 9 Irányváltások száma (R.E.D. Irányváltás számláló) 11 Konfiguráció 12 Nulláram jelzés 6

3.4. Napelem: 60 50 40 U(V) 30 20 10 0 0,2 0,31 0,46 0,62 1,3 1,6 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,74 2,75 I(V) Napelem feszültség áram karakterisztikája 70 60 50 P(W) 40 30 20 10 0 0,2 0,31 0,46 0,62 1,3 1,6 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,74 2,75 I(A) Napelem teljesítmény áram karakterisztikája A napelem üzemi feszültsége üresjárásban a legmagasabb, vagyis ha nem folyik az áram. Az üzemi áram pedig akkor a legnagyobb, ha rövidre zárjuk. Ha kiszámítjuk a leadott teljesítményt, akkor megkapjuk, hogy a maximális teljesítmény egy közbülső értéknél van. Ezért az inverter mikroprocesszoros vezérlése folyamatosan keresi az aktuális munkapontot. 7

4 A mérési összeállítás: Microgrid modell kapcsolási rajza 8

5 A mérési feladatok: 1. Napelem mérés: A mérés célja, hogy megismerkedjünk a napelem működésével. Vegye fel a két sorba kötött napelem feszültség-áram karakterisztikáját minimum 15 ponttal! Ábrázolja koordináta rendszerben! A jegyzőkönyvnek tartalmaznia kell a pontos időpontot és az időjárási körülményeket.(pl.: napos vagy felhős) Értékelje az eredményt! A mérés kapcsolási rajza: 2. Napelemmel történő kitáplálás a hálózatra: A két sorba kötött napelem táblával és az inverter segítségével tápláljon energiát a hálózatra! Ügyeljen mindkét kapcsoló helyzetére. A mérés akkor sikerülhet, ha az inverter bemenetére minimum 75V egyenfeszültség kerül. Mérje meg az inverter hálózatból felvett, saját fogyasztását amikor még nincs a napelem rákapcsolva a bemenetére. (Ha nincs betáplálás az inverteren villog a zöld lámpa.) Az adatokat a jegyzőkönyvben rögzítse! Ezután mérje meg a hálózatra betáplált teljesítményt, áramot és feszültséget és számolja ki a fázisszöget! Az eredményeket rögzítse a jegyzőkönyvben! 9

A mérés kapcsolási rajza: 3. Hálózati inverter vizsgálata sziget üzemben: A kapcsolás megegyezik az előzővel, azzal a különbséggel, hogy a 230V-os hálózatot leválasztjuk a rendszerről. Figyelje meg mi történik! Rögzítse az eseményeket és értékelje! 4. Akkumulátorral történő kitáplálás(boost konverter segítségével): A K2 kapcsoló másik állásában ismételje meg a 2. pontban lévő mérést! 6 Mérési jegyzőkönyv: A mérési jegyzőkönyvet mérőpáronként nyomtatott formában kell leadni a mérésvezetőnek 1 héten belül (ezzel gyakorolják az elvégzett munka bemutatását, dokumentálását). A jegyzőkönyv formája nem kötött, éppen a kimért, ízléses dokumentum szerkesztés elsajátítása is a cél, hossza 2-3 oldal. Ez tartalmazza: Dátum Mérést végzők nevét Az elvégzett mérés leírását A mérésnél felhasznált adatok leírását A mérésnél felhasznált eszközök listáját Grafikus megoldást Írott értékelést Szükséges hallgatói eszközök: PC (papír, ceruza) 10