Show simple item record

dc.contributor.authorSusi, Taavi
dc.date.accessioned2012-05-31T12:17:56Z
dc.date.available2012-05-31T12:17:56Z
dc.date.issued2012
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10492/369
dc.description.abstractTöö eesmärk oli välja selgitada tuule- ja päikeseenergia osakaalu suurendamise võimalusi elektrienergia tootmises ja tarbimises. Töö analüütilises osas koosatati tarkvara HOMER abil hübriidenergiasüsteemide mudelid tuginedes viie Eesti paiga (Pakri, Lääne-Nigula, Pärnu-Sauga, Väike-Maarja, Võru) meteoroloogilistele andmetele. Mudelid koosnevad võrguga seotud tuulikutetest, PV paneelidest ja tarbimisest. Hübriidenergiamudelitest tuli välja, et võrguenergia tarbimise osakaalu langus aastas salvestusseadmete lisamisel ning kohtkindlate PV paneelide asendamisel päikest jälgivate PV paneelidega oli järgmine: 1. Pakris 1540 kW·h, 2. Lääne-Nigulas 2116 kW·h, 3. Pärnu-Saugal 1592 kW·h, 4. Väike-Maarjas 1578 kW·h, 5. Võrus 2672 kW·h võrra aastas. Kohtkindlate PV paneelide asendamisel päikest jälgivate PV paneelide vastu andsid hübriidenergiasüsteemid võrku taastuvelektri osakaalu kasvu aastas järgmiselt: 1. Pakris 942 kW·h, 2. Lääne-Nigulas 1534 kW·h, 3. Pärnu-Saugal 944 kW·h, 4. Väike-Maarjas 825 kW·h, 5. Võrus 1531 kW·h võrra aastas. Hübriidenergiasüsteemide mudelites kasutatud akupankade mahtuvused 12 V pingega akude kasutamisel olid: Pakris 200 A·h, Lääne-Nigulas 400 A·h, Pärnu-Saugal 200 A·h, Väike-Maarjas 200 A·h, Võrus 400 A·h. Akupankade mahtuvused on valitud sõltuvalt võrgueenrgia koguste langemisest akude lisamisel hübriidenergiasüsteemidesse ning HOMER-i võimalustest akude lisamisel taolistesse hübriidenergiasüsteemidesse. Taastuvenergia osakaalud hübriidsüsteemides suurenesid järgmiselt: 1. Pakris 10,8 %, 2. Lääne-Nigulas 15 %, 3. Pärnu-Saugal 11,1 %, 4. Väike-Maarjas 10,7 %, 5. Võrus 18 %. Suuremad näitajad Lääne-Nigulas ja Võrus võrreldes teiste paikadega on põhjustatud suurema mahtuvusega akupanga kasutamisest vastavates hübriidenergiasüsteemides. Väikseim taastuvenergia osakaalu kasv Pakris tuleneb aastaringselt ühe tarbimisgraafikuga tarbimisest ning enamalt piiratud maksimaalse võimsusega võrgust. Võru lähteandmete põhjal koostatud hübriidenergiasüsteemis on kasutatud teiste asukohtade lähteandmete põhjal koostatud hübriidenergiasüsteemides kasutatud taastuvenergiast elektritootmisseadmetega võrreldes võimsamaid tuulikuid ning PV paneele, sõltuvalt asukoha Võru väiksematest tuulekiirustest. Hübriidenergiasüsteemi ligikaudsed maksumused kujuneksid: 1. Pakris 14272,8 €, 2. Lääne-Nigulas 19638,6 €, 3. Pärnu-Saugal 18921,8 €, 4. Väike-Maarjas 18321,8 € 5. Võrus 29187,6 €. Uuuritud hübriidenergisüsteemide modelleerimisel selgus, et tuule- ja päikeseenergiast elektri tootmisel on mõistlik kasutada tuulikute ja PV paneelide nimivõimsuste summast väiksema nimivõimsusega inverterit, sest taastuvenergiast elektri tootmisele iseloomuliku stohhastilisuse tõttu saavutatav tootmisseadmete summaarne nimivõimsuse lähedase võimsuse saavutamine on vähetõenäoline. Seetõttu on võimalik inverteri võimsust vähendada maksimaalselt ligikaudu kahe kolmandikuni tuulikute ja päikesepaneelide nimivõimsuste summast, mis võimaldab materiaalset kokkuhoidu inverteri maksumuselt. Kui liikuda rannikulähedaselt alalt rohkem sisemaa poole, vähenevad tuulekiirused ligikaudu kolmandiku kuni poole võrra, seda olenevalt mere kaugusest. Seetõttu on ratsionaalsem pöörata tähelepanu päikeseenergia osakaalu efektiivsuse tõstmisele hübriidenergiasüsteemides. Tootmisvõimsuste tasakaalustamisel tarbimisvõimsustega tuleks rohkem tähelepanu pöörata elektrienergia tarbimise juhtimisele, mil määral oleks võimalik elektri tarbimist vähendada. Seeläbi oleks võimalik vähendada taastuvenergiast elektritootmiseks vajalike seadmete võimsust ning seega alandada ka hübriidsüsteemi maksumust. Mida suurem on akupanga mahtuvus, seda kõrgem on akude maksusmus. Vaadeldud hübriidenergiasüsdeemides jääb akude eluiga suurusjärku 2,5–3,5 aastat olenevalt akupanga mahtuvuse suurusest, mis võiks pikem olla arvestades akude maksumust. Suurema mahtuvusega elektrienergia salvestamisseadmete puhul pikeneks nende eluiga, kuid maksumus ületaks akude pikemast elueast saadadava kasulikkuse. Tuulikutele ja PV paneelidele garanteeritakse tootjapoolseks elueaks 20–30 aastat, mis on mõistlik aeg ning ettenähtud hoolde korral tasuvad nad ennast ära, arvestades elektrienergia pidevat kallinemist. Hübriidsüsteemi tasuvusaeg sõltub mitmetest asjaoludest: 1. kui suures koguses ja millise hinnaga on võimalik toodetavat rohelist elektrienergiat võrku maha müüa 2. elektrienergia tarbimisvajadusest 3. ilmastikutingimustest 4. hübriidsüsteemi komponentidest, selle ühendustarvikute efektiivsustest ja kadudest Siinkohal on veel mitmeid võimalusi, kuidas töös vaadeldud energiasüsteemides taastuvenergiast elektritootmise efektiivsemaks muuta ning edasi hübriidenergiasüsteemi edasi arendada. Kõige lihtsam oleks tõsta tuulikute ja PV paneelide nimivõimsust. Tootmine toimub tarbimiskoha lähedal. Hübriidenergiasüsteemide võrguga sobitamisel paraneks elektrienergia tarbijate varustuskindlus, kuna elektritootmine ja -tarbimine toimuvad lähestikku. Energiajulgeoleku seisukohalt on taolised süsteemid elektrienergia tarbijaile usaldusväärsemad, nende varustuskindlus ei sõltu täielikult jaotusvõrgust ning tsentraalsetest elektrijaamadest. Kombineerides tuule- ja päikeseenergiast elektrienergia tootmist võrguga saab iga tootja anda oma panuse elektrienergia hinnatõusu vältimiseks. Tarbides rohkem taastuvenergiat, annavad tarbijad oma panuse olemasoleva keskkonna säilimise, edaspidi ka keskkonna säästmise heaks ning samas väheneb ka emissioonide hulk.en_US
dc.description.abstractThe aim of this Master’s thesis was to analyze the methods to increase the share of wind and solar power in production and consumption of electricity. To achieve the aim the wind and solar technologies were adjusted to grid and consumption. In empirical part of the thesis is used software package HOMER, which was used to create and the hybrid energy system models. The models include wind turbines, solar panels and consumer connected with grid. Modeling was based on meteorological data collected from five locations in Estonia. In the analytical part of the work these models were examined and evaluated their reliability and usability. The results showed that wind turbines and solar panels increased the share of renewable energy in consumption of electricity, while the consumption from the grid decreased. With adding storage devices and replacing fixed solar panels with photovoltaic panels, that follow the sun, increased the share of renewable electricity sold to the grid. In addition the security of supply improved, because the production and consumption of electricity take place close to each other. By adjusting wind and solar energy to grid can each manufacturer prevent the rise of the price of electricity. The results of this study can be used in reconstruction of the existing grid or planning of new one.
dc.subjecttuuleenergiaen_US
dc.subjectpäikeseenergiaen_US
dc.subjecttaastuvenergiaen_US
dc.subjectinverteren_US
dc.subjecttarkvara HOMERen_US
dc.subjectmagistritöödest
dc.titleTuule - ja päikese energiatehnoloogiate sobitamine tarbija ja võrgugaen_US
dc.title.alternativeWind and solar energy technologies matching consumer and griden_US
dc.typeThesisen_US
dc.date.defensed2012-06-04


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record


DSpace software copyright © 2002-2015  DuraSpace
All items in EMU digital archive DSpace are protected by original copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.