Výroba elektrické energie větrnými elektrárnami a možnosti její akumulace
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Cílem této práce je seznámení s problematikou podmínek provozu a samotným charakterem provozu větrných elektráren s možností časového zrovnoměrnění dodávaného výkonu pomocí vhodných akumulačních systémů. Z těchto důvodů je ihned za úvodem této práce popsán stav využívání větrných elektráren pro výrobu elektrické energie jak v České republice, tak ve zbytku Evropy. Popis jednotlivých funkčních částí je brán se zdůrazněním na elektromechanický princip přeměny kinetické energie větru na elektrickou energii pomocí generátoru s co největší možnou účinností přeměny a nejmenší nutnou údržbou během provozu. Důraz je také kladen na ty funkční bloky, jež je nutné znát z důvodu návrhu vhodného akumulačního systému. Výstupní výkon větrných elektráren je kvůli stále se měnícím větrným podmínkám v čase velmi proměnný. Tyto charakteristické vlastnosti větrných elektráren, jakožto proměnné výstupní napětí, proměnná frekvence a také v čase odstupňované zapínání nebo vypínání většího množství větrných elektráren, musejí být v souladu s požadavky elektrizační soustavy, kam odevzdávají svůj výkon. Tak aby nedošlo k narušení stability nebo ke zhroucení celé elektrizační soustavy, což by mělo za následek nedozírné ekonomické důsledky. Těmto nepříjemným stavům se dá předejít jak přesnou meteorologickou předpovědí počasí pro danou lokalitu, tak ale hlavně použitím vhodných akumulačních systémů. Vhodností se v tomto případě myslí především vstupní a následné provozní ekonomické náklady, požadavky na bezpečnost, dlouhou životnost, nízkou hmotnost a vysokou účinnost přeměny energií těchto systémů. V neposlední řadě charakterem jejich použití buď pro decentralizované nebo centralizované systémy, požadavky na dynamičnost provozu a délku provozu úměrnou velikosti naakumulovatelné energii. Podmínky pro provoz těchto elektráren si klade požadavek výběru vhodné a dostupné lokality s dobrými a celoročně stálými vlastnostmi větru, které jsou předem ověřovány měřením a matematickými modely.
The goal of this bachelor’s thesis is to inform about conditions of running and the character of running of the wind power plants and about the suitable storage systems for the possibilities of time invariableness of power supply. For these reasons is immediately in the first chapter of the thesis described state of using wind power plants in The Czech republic and other countries in Europe which produce electric power. Description of individual functional parts is important mainly from the point of electrician conversion of kinetic energy of wind to electric energy with help of the electric power generator with the highest efficiency and without need for maintenance. It is necessary to know those functional parts of the power wind to be able to design appropriate storage system. The output electric power is very variable at time, mainly output voltage, because wind energy is variable too. The characteristics of the wind power plants as output voltage, frequency and their switching graded at time have to in accordance with requirements of the electricity supply systems not to disturb the stability or even collapse of the electricity supply system which would lead to serious economic consequences. These predicaments can be prevented with precise meteorological forecast or by using the acceptable storage system with small acquisition and operating costs, requirements to safeness and long service life, low weight and high efficiency of conversion of energy. The storage systems are classified into centralized and decentralizing systems with requirements to dynamic running and running time. To fulfil these conditions it is essential to choose acceptable and accessible locations with year lasting qualities of wind, which are being checked in advance using measurement and mathematical calculations.
The goal of this bachelor’s thesis is to inform about conditions of running and the character of running of the wind power plants and about the suitable storage systems for the possibilities of time invariableness of power supply. For these reasons is immediately in the first chapter of the thesis described state of using wind power plants in The Czech republic and other countries in Europe which produce electric power. Description of individual functional parts is important mainly from the point of electrician conversion of kinetic energy of wind to electric energy with help of the electric power generator with the highest efficiency and without need for maintenance. It is necessary to know those functional parts of the power wind to be able to design appropriate storage system. The output electric power is very variable at time, mainly output voltage, because wind energy is variable too. The characteristics of the wind power plants as output voltage, frequency and their switching graded at time have to in accordance with requirements of the electricity supply systems not to disturb the stability or even collapse of the electricity supply system which would lead to serious economic consequences. These predicaments can be prevented with precise meteorological forecast or by using the acceptable storage system with small acquisition and operating costs, requirements to safeness and long service life, low weight and high efficiency of conversion of energy. The storage systems are classified into centralized and decentralizing systems with requirements to dynamic running and running time. To fulfil these conditions it is essential to choose acceptable and accessible locations with year lasting qualities of wind, which are being checked in advance using measurement and mathematical calculations.
Description
Keywords
větrná elektrárna, vítr, větrná energie, obnovitelný zdroj, větrná farma, akumulační systém, akumulace, olověný akumulátor, NiCd akumulátor, NaS akumulátor, průtokové akumulátory, setrvačník, superkondenzátor, zinko-vzdušný akumulátor, palivový článek, akumulace stlačeným vzduchem, akumulace vodní přečerpávací elektrárnou, wind power plant, wind, wind power, renewable resource, wind farm, storage system, accumulation, lead-acid battery, NiCd battery, NaS battery, flow batteries, flywheel, supercapacitor, metal-air battery, fuel cell, compressed air energy storage, pumped hydro-electric storage
Citation
KRBAL, M. Výroba elektrické energie větrnými elektrárnami a možnosti její akumulace [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2008.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika
Comittee
doc. Ing. Antonín Matoušek, CSc. (předseda)
prof. Ing. Stanislav Rusek, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Evžen Haluzík, CSc. (člen)
prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ilona Lázničková, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Anton Beláň, Ph.D. (člen)
doc. Dr. Ing. Zdenek Medvec (člen)
Ing. Petr Skala, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2008-06-16
Defence
Student prezentoval svoji bakalářskou práci a v diskuzi odpověděl na většinu předložených otázek zadaných oponentem a vedoucím bakalářské práce i komisí.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení