Výkonnější větrné elektrárny díky automobilovému průmyslu
Někdo by si mohl myslet, že na větrné elektrárně nejde už nic vylepšit. Avšak jen na první pohled. Velkým problémem větrných elektráren je dobře známá proměnlivost výkonu, díky které se musí vyráběná elektrická energie složitě „upravovat“, než je vyvedena do rozvodné sítě. Bohužel úpravou se ztrácí až 5 % vyrobené elektřiny. Pro budoucí stavby větrných elektráren to však již nemusí platit, neboť inženýrům z Technické university v Mnichově se podařilo uvedený neduh odstranit.
Na začátek trochu teorie. Síla větru se na větrných elektrárnách přenáší skrze lopatky a hřídel na generátor, který vyrábí střídavý proud. Bohužel, síla a rychlost větru je proměnlivá, čímž dochází ke kolísaní otáček generátoru a následně i ke změně frekvence vyráběného střídavého proudu.
Aby bylo možné elektrickou energii vyvést do rozvodné sítě, je nutné aby střídavý proud měl frekvenci 50 nebo 60 Hz. Toho se v současnosti dosahuje tím způsobem, že se elektrický proud převádí na stejnosměrný a poté opět na střídavý o požadované frekvenci. Převod však zapříčiňuje zmiňovaný pokles účinnosti až o 5 %.
K tomu, aby generátor dodával střídavý proud do sítě přímo, by bylo nutné jeho rotaci ustálit přesně na 1500 otáček za minutu. Jak toho ale dosáhnout, když je síla větru proměnlivá?
Němečtí vědci z mnichovské university se inspirovali v automobilovém průmyslu, odkud převzali a pro své potřeby upravili systém, jenž rozděluje točivý moment mezi jednotlivá kola automobilu. Jedná se relativně o novou technologii, která se stala velmi populární v segmentu aut s pohonem všech kol.
Levnější stavba větrných elektráren
2030: Spojené státy vyrábějí až 20% elektřiny v pobřežních větrných elektrárnách
Čisté zdroje energie by mohly do roku 2030 zásobovat celou planetu
Jak to tedy celé funguje? Vylepšená větrná elektrárna má klasické provedení, avšak je doplněna právě o usměrňovač točivého momentu a malý elektromotor. Elektromotor, jenž je napájen z rotoru, pak přes usměrňovač podporuje nebo naopak „brzdí“ hlavní generátor, který tak může pracovat v konstantních otáčkách.
Výzkumnici prohlašují, že pro 1,5 MW větrnou elektrárnu bude postačovat 80 kW elektromotor. Dodávají, že elektromotor nejen slouží jako dodatečný pohon generátoru, ale poslouží také jako samostatný generátor elektrického proudu.
Větrné elektrárny jsou skvělé jen nechápu proč jich máme v naší republice, tak málo. Manžel je vášnivý fotograf a pokaždé, když se mu povede nějaká fotka větrné elektrárny, tak zní má velkou radost. Nedávno si pořídil nové snímače na internetových stránkách https://www.conio.cz/snimace/. Díky nim bude mít lepší fotografie, a to je pro jeho koníček důležité.
re: Anonymní – díky za skvělý nápad, ihned zapracujeme
jo a mohl bych poprosit, jestli byste k diskusi mohli pridat zobrazovani datumu a casu prspevku, aby clovek necekal zbytecne na priapdnou odpoved u mrtve diskuse?
Ja si myslim, ze ten 80 kW motor bude mit rotor na stejny hrideli jako ten hlavni generator, a ta hridel bude asi pres nejakou spojku pripojena k hrideli od vrtule. Na hrideli u generatoru bude nejakej jednoduchej obvod na hlidani otacek a v momente, kdy to presahne nejakou mez, tady asi tech 1500 rpm, tak do statoru toho 80 kW pustej proud a tim ten generator pribrzdej, pravdepodobne i na chvili rozpojej spojku k vrtuli.
No a naopak, kdyz jsou otacky nizsi, tak ten 80kW se bude pouzivat jako generator.
Cely to je ale zbytecne komplikovany a napadlo me jeste jednodussi reseni, kde se nebude muset tolik brzdit :-)
To Jan:
Pokial si dobre pamatam, tak som elektro inzinier. Poukaz na motor a generator mi je vseobecne znamy. Z vykladu mi nie je jasne, ako moze zariadenie pracovat sucasne ako motor a sucasne aj ako generator. Je to ako v tej rozpravke o chytrej horakyni. Netvrdim, ze niekto sikovny moze takyto miš-maš vytvoriť, ale z popisu to zjavne nevyplyva. Ocenujem vase nadsenie pre nove technologie, ja, pre zmenu, som kriticky k tymto neuplnym informaciam (to nie je kritika vasej prace, tie informacie nie su ani v originale).
Skor mi to pripomina takyto muster:
1. poziadal som o grant, ze nieco svetoborne vymyslim,
2. nic svetoborneho som nevymyslel
3. aby som nemusel vratit grant, vyhlasim, ze som objavil nieco svetoborne (chybajuce informacie zahalim do klišé ochrany intellectual property, o tri dni si aj tak uz na mna nikto nespomenie).
A peniaze mi uz nikto nezoberie a zopar nadsencov mi to zozerie-
Pro Mira. Pokud není jasné, jak může elektromotor fungovat jako generátor, zkuste odkazy tady http://cs.wikipedia.org/wiki/Asynchronn%C3%AD_motor nebo http://cs.wikipedia.org/wiki/Elektrodynamick%C3%A1_brzda
Jinak opět říkám. Rád bych k článku pověděl víc, ale jednoduše neexistují bližší informace.
Je mi líto. Schéma, propočty o účinnosti ani bližší detaily nejsou jednoduše k dispozici. Vycházel jsem jen z dostupných zdrojů.
Jinak k oné technologii rozdělování točivého momentu. Anglický název je „Torque Vectoring“ a bližší info naleznete zde. http://en.wikipedia.org/wiki/Torque_Vectoring . Dočtete se také, že se jedná o novou a populární technologii.
Jinak dávám si máslo na hlavu. Kromě toho co se píše na wikipedii, neznám o této technologii bližší technické podrobnosti.
Me by jen zajimalo co pan autor mysli tou popularni a novou technologii k rozdelovani tociveho momentu mezi jednotliva kola. Jestli diferencial, tak at jde vratit diplom, ma-li nejaky …
Chtelo by to aspon hrube schema, podstata inovace z vykladu clanku unika.
Tiez mi tam nesedia niektore fakty. Napr. 80 kW je viac než 5% z 1,5 MW. Potom tie tvrdenia, ze motor je generator, potom motor… proste miš-maš.
peace … miro novak
len tak pre zaujímavosť 80kw/1500kw = 0.0533, čo je približne 5% z výkonu elektrárny :D
Bohužel bližší čísla nejsou k dispozici. Jsem však duší optimista, takže věřím, že němečtí inženýři si vše dobře spočítali. :)
To je dobrý :-) A účinnost přídavného elektromotoru a jeho řízení a napájení se vleze do těch ztrátových 5%? Nebude tento elektromotor trvale zatěžovat soustrojí i v případě že jeho funkce nebude využívána?
Nepřekáží tam potom ta vrtule? :-)
Frekvenční měniče nají dnes účinnost až 98%. Pochybuji že to nějakým motorem překonají.