Compatibility of Energy Consumption with the Capacity of Wind Generators
Laen...
Failid
Kuupäev
2011
Kättesaadav alates
Autorid
Ajakirja pealkiri
Ajakirja ISSN
Köite pealkiri
Kirjastaja
Eesti Maaülikool
Abstrakt
Taastuvenergia osatahtsus Eestis peab erinevate arengukavade alusel
kasvama. Erinevatest taastuvenergia liikidest on koige kiiremini
kasvanud tuule osatahtsus ja toodetud energia hulk. Tuulegeneraatorite
valjundvoimsus voib tuule stohhastilise iseloomu tottu kiirelt
muutuda, aga energiasusteemis peab tootmine ja tarbimine tasakaalus
olema. Uheks voimaluseks tagada elektrisusteemi stabiilsus on
tuulegeneraatorite toodangu piiramine, mida saab teha energiasusteemi
dispetšer. See juhtimismeetod vahendab tuulepargi toodangut ja seega
maksimaalvoimsuse kasutustegurit. Uks voimalus on kasutada liigset
elektrit soojuse tootmiseks.
Autonoomsed tuuleenergiasusteemid voivad leida kasutust ilma
elektrivorgu uhenduseta asukohtades. Selline susteem koosneb
tuulegeneraatorist ja salvestusseadmest. Samuti voib olla lisatud
mingisugune taiendav energiaallikas (PV paneel, diiselgeneraator).
Tuuleandmete analuus on vajalik generaatori toodangu hindamiseks.
Mingi ajaperioodi hetke- ja keskmisi tuulekiiruseid saab kasutada
potentsiaalse tuuleenergia hulga hindamiseks.
Selle too eesmargiks oli efektiivse tuuleenergiasusteemi kirjeldamine.
See tahendab tuuleenergiasusteemi maksimaalselt korge voimsuse
kasutusteguriga ja kindla energiaga varustatusega. Elektrivorguga
uhendatud susteemi korral tuleb arvestada elektrisusteemi tootmis- ja
tarbimisvoimsuste tasakaaluga. Autonoomse energiasusteemi korral tuleb
arvestada pusiva energiavarustuse tagamiseks vajaliku salvestusseadme
mojuga.
Too eesmargi saavutamiseks olid ette nahtud jargmised tegevused:
1. Uurida energiasusteemi tootmis- ja tarbimisgraafi kuid (II);
2. Analuusida erinevat tuupi tuulegeneraatorite tunnusjooni (III)
ja arvutada tuule mooteandmete alusel uhikgeneraatori aastane
energiatoodang (I);
3. Analuusida tuule mooteandmeid, leidmaks energiatoodanguta
perioode (”energiaauke”) ja otsida meetod nende kirjeldamiseks
(I, IV);
4. Analuusida tuulegeneraatori, salvestusseadme ja tarbija vahelisi
seoseid energiavarustuse tookindluse leidmiseks ja voimalusi
neid suhteliste uhikutega kirjeldada (I, III, IV).
Too kaigus koguti vaikese voimsusega tuulegeneraatorite andmeid ja
analuusiti nende tunnusjooni. Koostati teise astme polunoom generaatori
tunnusjoone kirjeldamiseks.
Hangiti ning moodeti 6 Eesti asukoha tuulekiiruse mooteandmed ja
arvutati aastane keskmine toodang, kasutades eespool koostatud vaikese
voimsusega tuulegeneraatori tunnusjoont. Tuuleandmete ja eeldatava
generaatori voimsuse alusel on voimalik arvutada aastane energiatoodang,
aga see ei kirjelda energiavarustuse tagatust. Voivad esineda suhteliselt
pikad tuuleta ajaperioodid. Voeti kasutusele energiaaukude moiste, et
kirjeldada tuuleenergia toodanguta ajaperioode. Salvestusseade peab
olema voimeline tagama tarbija toite maksimaalse energiaaugu pikkuse
ajal. Selleks leiti energiaaukude pikkused tuule mooteandmete alusel.
Eri asukohtades paiknevate autonoomsete tuuleenergia susteemide
energiatoodangut ja tarbimist modelleeriti erinevate tarbimistegurite β
korral.
Tulemused ja jareldused:
1. Maksimaalne tuuleenergia toodang on piiratud elektrisusteemi
voimega genereeritud tuuleelektrit kasutada. Osa toodetud
elektrienergiast voiks kasutada soojuse tootmiseks.
2. Vaikese voimsusega tuulegeneraatorite (voimsus < 100 kW ja
kaivitumine tuulekiirusel < 2.5 m/s) tunnusjooned on vastavalt
kovera kujule peale maksimumvoimsuse saavutamist voimalik
jagada 2 gruppi. Kuna tuulekiirused ule 13 m/s on Eesti sisemaal
haruldased, on voimalik tunnusjoone tousuosa modelleerida
2-astme polunoomiga.
3. Energiaaugud on ajaperioodid ilma tuuleenergia toodanguta.
Energiaaukude ajaline kestvus on suurem sisemaal ning luhemate
aukude esinemissagedus on suurem. Energiaaukude esinemise
toenaosust on voimalik kirjeldada Weibulli jaotusega.
4. Autonoomse tuuleenergiasusteemi salvestusseadme vajalik
mahtuvus soltub pigem tarbimistegurist kui keskmisest
tuulekiirusest.
Kirjeldus
Märksõnad
tuuleelektrijaamad, elektrituulikud, võimsus, elektritarbimine, elektrisüsteemid, töökindlus, dissertatsioonid