Megújuló energia bázisú, kis léptékű energiarendszer Molnárné Dőry Zsófia 2. éves doktorandusz hallgató, energetikai mérnök (MSc), BME, Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék, Magyar Energetikai Társaság Ifjúsági Tagozata, elnök
Tartalom 1. Megújuló energiaforrások arányának növelése 2. Lokális hasznosítás elve 3. Modern szabályozás 4. Mintapéldák kiépítése Megújuló labor kiépítése az Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszéken (BME) Hőtermelés Meteorológiai mérések Adatgyűjtés, távlaboratórium Villamosenergia-termelés Tervezett Energia Farm Demonstrációs projekt Energia igények Megújuló energiaforrások Kapcsolás elvi felépítése 2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 2
1. Megújuló energiaforrások arányának növelése Ezzel párhuzamosan: az energiafogyasztás csökkentése. Cél: Importfüggőség csökkentés, tisztább környezet, helyi energiatermelés, Hol tartunk? Egy-egy telephelyen legfeljebb egy-két megújuló energiaforrást hasznosító technológia, félmegoldások, üzembehelyezési, működtetési problémák. 2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 3
2. Lokális hasznosítás elve Adott helyszínen az energiaigények felmérése és csökkentése (ahol lehetséges). A helyben rendelkezésre álló megújuló energiaforrások felmérése, hasznosítása. Minél nagyobb részarányban a lokális energiaigények kielégítése. Energiakiegyenlítés racionális mértékben szintén lokálisan vagy regionálisan. 2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 4
3. Modern szabályozás Adatgyűjtés, feldolgozás, szabályozás központi számítógéppel, modern szabályozás alkalmazása a tipikusan több bemenetű, több kimenetű rendszerre. Lágy számítási eljárás (soft computing): fuzzy, neurális háló, genetikus algoritmus, Első közelítés: fuzzy logika vizsgálata Érzékelt jel besorolása nem éles határú halmazokba: tagsági függvény hozzárendelése, fuzzifikálás. Ha akkor döntések. A döntések súlyozása szerint kapott eredmény a kimeneti értékre, defuzzifikálás. 2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 5
3. Modern szabályozás Egyszerű eset: Bemenetek: megújuló energiaforrások termelése, kapcsolható fogyasztók igénye, energiatároló nagysága. Fuzzy logika segítségével döntünk a kimenetekről, figyelembe véve a megkívánt fogyasztást, a kapcsolható fogyasztói csoportok időtartam és teljesítmény lehetőségeit. Kimenetek: valós fogyasztás, helyi energiatároló tárolt energiaszintje. P _ energiaforrás, i Pvalós_ fogyasztás, i megújuló j = j de energiatár dt oló 2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 6
2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 7
4. Mintapéldák kiépítése Cél: modell felállítása, tesztelése, mintarendszereken történő validálás. Mikro és kisléptékben: Megújuló labor az Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszéken (BME): Nap- és szélenergia hő- és villamos energia Tervezett Energia Farm (demo projekt): Nap-, szél-, vízenergia és biogáz hő- és villamos energia 2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 8
Megújuló labor - Hőtermelés Napkollektorok Három darab, déli tájolású, változtatható dőlésszögű. 2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 9
Hőtermelés Kényszerhűtő Hőtartály, szerelvények, szabályozók Labor temperálás 2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 10
Meteorológiai mérések Globál sugárzásmérő Szórt sugárzásmérő Léghőmérő Szélsebességmérő 2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 11
Adatgyűjtés, távlaboratórium 2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 12
Villamosenergia-termelés 2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 13
Energia Farm - Demo projekt Az Energia Farm elképzelés egy megújuló energia alapú multi input multi output energiarendszer. Céljai: vizsgálható egy jól szabályozott, kisléptékű energiarendszer fogyasztása, oktatási és demonstrációs lehetőség a lokális energia beés kimenetek szabályozására, kutatási lehetőség a kis energia fogyasztók fosszilis tüzelőanyagoktól való függetlenedésének elérhető arányára, növeli a helyi, megújuló energiaforrások hasznosítását. 2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 14
Energia igények Villamos energia, földgáz: havi, éves fogyasztás 9. között Teljesítmény [W] 30 25 20 15 10 5 0 2012.01.12 2012.01.22 2012.02.01 2012.02.11 2012.02.21 2012.03.02 2012.03.12 2012.03.22 2012.04.01 Villamosenergia-fogyasztói csoportok A. temperáló hőszivattyúval ellátható villamosenergiafogyasztó B. jól időzíthető fogyasztó (hő-/hidegtároló) C. kapcsolódó fogyasztó D. időszakosan kapcsolódó fogyasztó E. külön hálózatkiépítés kérdéses vagy nem ajánlott Összes teljesítményigény [kw] 2,74 12,85 90,4 21,5 21,83 2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 15
Megújuló energiaforrások Napenergia: Szélenergia: Vízenergia: Biogáz: napkollektorok, napelemek a déli tájolású tetőfelületeken, szélturbina, vízturbina a helyi patakon, patakvíz hasznosítása víz-levegő hőcserélőn keresztül temperálásra, fermentálás lábasjószág trágyájából, biogáztermelés 49 m 3 /nap 60% CH 4, biogáz motorral kapcsoltan hő- és villamosenergia-termelés 2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 16
Kapcsolás elvi felépítése 2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 17
Köszönöm szíves figyelmüket! remotelab.energia.bme.hu/solar 2012.10.27. Energetika-Elektrotechnika Konferencia 18