energetikai Háztartási kiserőművek Dr. Kádár Péter kadar.peter@kvk.uni-obuda.hu 1
energetikai Energetikai Háztartási méretű kiserőmű: olyan, a kisfeszültségű hálózatra csatlakozó kiserőmű, melynek csatlakozási teljesítménye egy csatlakozási ponton nem haladja meg az 50 kva-t; (2007. évi LXXXVI. törvény - a villamos energiáról) 2
energetikai Energetikai 3
1,5 MW-os szélerőmű energetikai Energetikai 4
csatlakozás energetikai Energetikai 5
Kis turbina energetikai Energetikai 6
energetikai Energetikai A szél mindig fúj, miért nem fogjuk be ezt az állandóan jelenlévő megújuló energiát? tipikusan 3 rotorlapáttal (0,6-3 m) egy állandómágneses (váltóáramú) generátor Inverter/tároló szélsebesség leadott villamos teljesítmény karakterisztika 7
energetikai Energetikai 8
energetikai Energetikai Egy kiszemelt telepítési helyen (pl. egy városi épület 20-m magas tetejéről kiálló 4 m-es oszlopon Bécsi út. 94. sz. alatti épület) a szélsebességet folyamatosan mérve kiszámíthatjuk, hogy egy oda telepített turbina mennyi energiát lenne képes termelni Egy óra szélsebesség adatai 6,00 5,00 m/s 4,00 átlag szélsebesség 3,00 szélsebeség 2,00 1,00 0,00 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 VI. Energetikai konferencia 2011.11.10. perc 'Háztartási kiserőművek" 9
energetikai Energetikai 10
energetikai Energetikai 11
Mérés kiértékelés energetikai Energetikai A hónap során a teljes időnek (1480 félóra) alig egytizedében érte el a szélsebesség szélturbinánk indulási küszöbét Esetünkben 8 m/s-os szélnél (kb. 28 km/ó) csak 120 W volt teljesítménye, szemben a névleges 400 W-al. Az összes megtermelt energia 905 Wh, ez kevesebb, mint 1 kwh egy hónap alatt. Ha perces időtartamokra végezzük el a számítást, nagyobb értéket kapunk, de a tendencia érzékelhető A nagy szélerőműveknél a beépített teljesítmény kihasználtsága 20% körül mozog, a kis turbináknál is elvárható a 10% körüli érték (mért érték 1 % alatt) 12
energetikai Energetikai 13
Santa Eulalia, ES energetikai Energetikai 14
energetikai Energetikai 15
Manzanares, ES energetikai Energetikai 16
Antequera, Andaluzia, ES energetikai Energetikai 17
Patra, GR energetikai Energetikai 18
Bozita, Fülek mellett (Buzitka, SK) energetikai Energetikai 06. Napelemek - 2011
2 kwp - Bükkaranyosi tanya energetikai Energetikai 20
energetikai Energetikai A napelemek terjedését magas áruk ellenére is kedvező tulajdonságaik segítik elő: nem tartalmaznak mozgó alkatrészt (ha nem alkalmazunk napkövetőt) kevés karbantartást igényelnek hosszú az élettartamuk nem az éjszakai alacsonyfogyasztású időszakban termelnek a villamos energia ára növekszik, miközben a napelemek ára csökken 21
Napelem-inverter-ad/vesz mérő 80Wp energetikai Energetikai 22
5 nap termelése energetikai Energetikai 23
Nappali/éjszakai üzemmód energetikai Energetikai 24
energetikai Energetikai A mérés során a következő megállapításokat tehetjük: Az inverter folyamatosan a névleges teljesítmény 13 %ával megegyező meddő energiát vesz fel a hálózatból. Wattos kitáplálási üzemben ez tovább nő a wattos terhelés kb. 50%-ával, esetünkben ez kb. 70 VAr. A wattos kitáplálás jól közelíti az ideális szinusz görbét, ami az égbolt fedettségének ismeretében igen jól előre becsülhető. Az inverter mintegy 2 W-ot fogyaszt sleep módban, ekkor az energia áramlás iránya megváltozik. A nagy meddő áram felvétel továbbra is meg van (kb. 40 VAr) 25
energetikai Energetikai 26
Heat and Power Co-generation CHP energetikai Energetikai Forrás: Zsebik Albin 27
energetikai Energetikai elsődleges az elektromosság termelés (főleg belső égésű motorokkal, gáz turbinákkal, Otto motorral.) Az elektromosság termelhető még üzemanyag cellákkal, Stirling motorral vagy Rankine ciklusú motorokkal is másodlagos a hulladék hő hasznosítása nagyléptékű erőművek (100 MW felett, többnyire gáz turbinákkal) közepes erőművek (0,5-3 MW többnyire gázmotorok) a kombinált ciklusú villamos energia termelés (CHP) aránya Magyarországon 2008-ban 22% volt. 28
Új termék a piacon energetikai Energetikai 29
Virtual microgrid Smart Grid energetikai Energetikai CHP CHP CHP 30
energetikai Energetikai 31
energetikai Energetikai 32
energetikai Energetikai 33
A mikrochp előnyei energetikai Energetikai 34
ÓE KVK VEI mikrochp modell energetikai Energetikai használt autó motor, volt NDK gyártmányú Wartburg 1.3as VW-Motor, 43 kw (58HP) gáz és benzin üzemű 7,5 kw 3 fázisú kalickás indukciós motor ellenállások az indításhoz/szinkronizáláshoz kapcsolódás a 3 fázisú 230/400 V AC 50 Hz-es hálózathoz 12 V DC akkumulátor az önindításhoz és a DC kimenethez A nyersanyagok piaci költsége kb. tizedébe kerül az új gyári készülékének 35
energetikai Energetikai 36
(Motor) - generátor energetikai Energetikai 37
Autómotor energetikai Energetikai 38
A berendezés energetikai Energetikai 39
A berendezés energetikai Energetikai 40
A berendezés energetikai Energetikai 41
Gép indítás energetikai Energetikai indítás (ha van kuplung): felgyorsítani az indukciós motort ellenállásokon keresztül rövidre zárni az ellenállásokat amikor a szinkron-átkapcsoló sebesség (1490 RPM)-et eléri, gyújtással indítani a motort tovább gyorsítani a motort a megfelelő szintig (1550 RPM) Szigetüzemű indítás: beindítani a robbanómotort felgyorsítani szinkronizálási sebességig (1500 RPM) az ellenállásokon keresztül rákapcsolni a hálózatra a generátort (durva szinkronizálás) rövidre zárni az ellenállásokat tovább gyorsítani a kívánt értékig 42
energetikai Energetikai 43
CHP tesztmérés energetikai Energetikai 44
Hő- és vill. en. mérés energetikai Energetikai 45
Power output energetikai Energetikai 4500 4000 y = 96,978x - 145641 3500 3000 Power (W) 2500 2000 1500 1000 500 0 1495 1500 1505 1510 1515 1520 1525 1530 1535 1540 1545 1550-500 -1000 RPM 46
Speed versus current energetikai Energetikai 1550 y = 3,0081x + 1485,3 1540 RPM 1530 1520 1510 1500 1490 0 5 10 15 20 25 Current (A) 47
Terminal voltage energetikai Energetikai 404 402 y = 0,7435x + 387,06 Terminal voltage (V) 400 398 396 394 392 390 388 0 5 10 15 20 25 Current (A) 48
energetikai Energetikai 49
Új termelők a hálózaton energetikai Energetikai Demonstrálásra került, hogy a közeljövőben egyáltalán nem lehetetlen a mikrochp típusú készülékek hazai térnyerése. Ennek következményei lehetnek a viszonylag nagy, szabályozatlan termelések megjelenése (pl. 10 000 db 5 kw-os egység már 50 MW teljesítmény betáplálást jelent) Új feladatok a betáplálási mérési feladat jelentkezése menetrendezési problémák meddő egyensúlyi gondok elszámolási feladatok üzemirányítási feladatok a KIF elosztóhálózat átméretezésének szükségessége 50
Az új termelések integrálása a hálózatba energetikai Energetikai spontán termelésbecslés - a gázfogyasztás becsléséből vezérelt virtuális erőműbe való bekapcsolás, Smart Grid megoldásokkal A virtuális erőművet távfelügyelettel ellátott kiserőművek százai alkotják, amelyek előre menetrendet adhatnak, illetve termelésüket egyéb paraméterek függvényében szabályozni lehet 51
Végül energetikai Energetikai Kisléptékű elosztott villamos energia termelési módszereket mutattunk be. a termelő szemszögéből. Napjainkra realitássá vált a háztartási méretű, hálózattal együttműködő villamos energia termelés. Hazánkban a közeljövőben a gázkazán pozícióba telepíthető kogenerációs blokkfűtőművek és a napelemes rendszerek terjedése várható. A kis szélturbinák nem ideális telepítési helyszíneik miatt nem hozzák az elvárt energiatermelést. Amennyiben nagy számban terjednének a háztartási kiserőművek, akkor ezeknek a villamosenergia-rendszerrel történő koordinált együttműködését a Smart Grid keretei között lehet elképzelni. 52
energetikai Energetikai Köszönöm a figyelmet! 53