Curs Florea

  • View
    223

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Curs Florea

  • 7/23/2019 Curs Florea

    1/92

    Gheorghe FLOREA

    SURSE DE ENERGIE REGENERABILEOLIENE I FOTOVOLTAICE

    I ASPECTELE TEHNICE PRIVIND IMPACTULACESTORA ASUPRA FUNC

    ION

    RII

    SISTEMULUI ELECTROENERGETIC

    SE19-1

    2014

  • 7/23/2019 Curs Florea

    2/92

    Verificator: Teodor DOBRIC

    Tehnoredactare: Gabriela DRON

    Revizia: 01 2 3 4 5 6 7 Avizat CTA nr. 22/2010

    Reproducerea integralsau pariala textului din aceastbroureste permisnumai cu acordulprealabil scris al S. C. FORMENERG S. A.

  • 7/23/2019 Curs Florea

    3/92

    CUPRINS

    Introducere ....................................................................................................................................... 5

    1. CENTRALE FOTOVOLTAICE ................................................................................................................61.1. Principiul de funcionare. Racordarea la sistem ...................................................................... 61.2. Racordarea centralelor fotovoltaice la sistemul electroenergetic .......................................18

    2. TURBINE EOLIENE. ASPECTE GENERALE .......................................................................................222.1. Modul de amplasare a turbinelor eoliene................................................................................ 222.2. Energia i puterea vntului .......................................................................................................232.3. Turbina eolian n fluxul de aer ............................................................................................ 242.4. Limita lui Betz ............................................................................................................................242.5. Efectul numrului de pale i al diametrului rotorului ............................................................. 252.6. Tipuri de turbine eoliene ......................................................................................................... 29

    2.7. Strategii de reglare i control ale turbinelor eoliene ............................................................. 302.8. Algoritm de comandoptimal pentru turbine eoliene ........................................................... 322.9. Variante de acionare a generatorului .................................................................................... 352.10. Configuraii de turbine eoliene .............................................................................................. 37

    3. TURBINE EOLIENE CU GENERATOR DE INDUCTIE DUBLU-ALIMENTATE CUVITEZA VARIABIL(WT- DFIG) - FUNCIONAREA NORMAL ...................................................... 43

    3.1. Principiul de functionare a DFIG ............................................................................................. 433.2. Sistemul de control general al unei turbinei eoliene vitezcu DFIG .................................... 453.3. Controlul DFIG ..........................................................................................................................48

    4. TURBINE EOLIENE CU GENERATOR SINCRON CU POLI MULTIPLI CU MAGNET PERMANENT(PMSG) ............................................................................................................................................. 49

    4.1. Generatoare multi - polare actionate direct ........................................................................... 494.2. Configuratia sistemului de turbine eoliene cu generatoare sincrone cu magnei permaneni

    (PMSG) cu poli multipli si viteza variabila ............................................................................... 504.3. Modelul generatorului sincron cu magneti permanenti(PMSG) ........................................... 52

    4.4. Configuratia convertorului complet de frecven ................................................................ 544.5. Controlul convertorului total de frecventa ............................................................................. 574.6. Strategii de control ale convertorului ...................................................................................... 59

    5. INTEGRAREA CENTRALELOR ELECTRICE EOLIENE IN SEN ........................................................ 63

    5.1. Preocuprile Transelectrica pentru integrarea CEE in SEN ................................................. 655.2. Cerine tehnice pentru o CEED n vederea probelor de punere n funciune ......................655.3. Participarea turbinelor eoliene moderne la seviciile auxiliare de sistem ............................. 705.4. Aspecte specifice privind integrarea generatoarelor eoliene in SEN .................................815.5. Reducerea productiei CEED ..................................................................................................... 82

    Bibliografie

  • 7/23/2019 Curs Florea

    4/92

  • 7/23/2019 Curs Florea

    5/92

    Surse de energie regenerabil SE19-1

    INTRODUCERE

    Dezvoltarea surselor regenerabile de energie ca o sursa energetica importanta si nepoluanta este unul dinprincipalele obiective ale politicilor energetice mondiale care au drept scop cresterea sigurantei in alimentareacu energie dar si protejarea mediului inconjurator.

    Adoptarea in 1997 a Protocolului de la Kyoto asupra Conventiei-cadru a Natiunilor Unite despre schimbarileclimatice (1992)a dat un impuls deosebit dezvoltarii surselor regenerabile de energie ca unul din principaleleobiective ale politicilor energetice mondiale.

    Sursele regenerabile urmeaza sa capteze energia din anumite procese naturale si sa inlocuiasca energiaconventionala generata de combustibilii fosili.

    Limitarea rezervelor de combustibili fosili si efectele nocive pe care le au asupra mediului a condus ladezvoltarea de noi tehnologii de obtinere a energiei electrice, resursele regenerabile, fotovoltaice si eolieneconstituind surse viabile in acest sens.

    In cazul generarii solare fotovoltaice, energia electrica este produsa direct prin intermediul celulelorsemiconductoare de siliciu pe baza energiei continute de radiatia solara. Convertoarele statice de putere suntutilizate pentru a asigura injectarea in reteaua electrica.

    In cazul energiei eoliene generatorul actionat de turbina eoliana injecteaza puterea in retea prin intermediulunui convertor static de putere pentru a mentine frecventa tensiunii/curentului la frecventa nominala de 50 Hz.

    In cursul de fata se vor prezenta principiile producerii energiei electrice de catre instalatiile fotovoltaice simodul in care sunt racordate la reteaua electrica.

    Deasemenea sunt prezentate principiile producerii de energie din resurse eoliene , principalele tipuri deturbine si generatoare dezvoltate in acest sector si modalitatile de control ale acestora pentru functionareaoptima in paralel cu sistemele electroenergetice.

    Cerine tehnice pentru racordarea la retea si pentru efectuarea probelor de punere n funciune fac obiectuluneia din lectiile prezentului curs.

    Suportul de curs este realizat pe baza unor lucrari specialitate din domeniu care au fost mentionate inbibliografia anexata la fiecare lectie.

    5

  • 7/23/2019 Curs Florea

    6/92

    SE19-1 Surse de energie regenerabil

    6

    1. CENTRALE FOTOVOLTAICE

    1.1. Principiul de funcionare. Racordarea la sistem

    1.1.1. Introducere

    n prezent, cea mai mare parte a energiei necesare pentru consumul zilnic se obine prin ardereacombustibililor fosili: crbune, petrol i gaze naturale.

    Dintre combustibilii fosili petrolul i gazele naturale , se presupune cse vor epuiza n cca. 30 - 50 de ani.

    Chiar dacar fi posibilreducerea la jumtate a consumului de energie electricn rile industrial dezvoltatecererea globalde energie electrics-ar dubla fade cea de astzi.

    Se pune problema: ce surse de energie sunt necesare pentru a satisface aceste cerine? Creterea produceriienergiei electrice prin arderea combustibililor fosili tradiionali ar periclita echilibrul ecologic. Speranaenergeticienilor se bazeazpe gsirea de noi soluii i procedee, care ar satisface necesitile de energie ale

    omenirii n urmtoarele decenii sau secole. n prim plan, initial, au fost puse soluiile legate de energianuclear, ns, dupavariile de la centralele Three Miles Island din SUA i Cernobl din Ucraina, s-a simitnecesitatea elaborrii altor soluii, mai prietenoase mediului.

    O datcu prima crizpetrolierde la nceputul anilor '70, societatea umana nceput scontientizeze dince n ce mai mult necesitatea elaborrii unei strategii susinute de cretere a eficienei de utilizare a energiei ide implementare a programelor de eficien energetic pe fondul diminurii ngrijortoare a rezervelor decombustibili fosili. Astzi, putem vorbi de o politic energetic mondial i de o strategie concertat dereducere a emisiilor poluante n atmosfer, fundamentate pe soluii tehnico-economice concrete de utilizareraional a rezervelor de combustibili fosili (care dein n continuare ponderea principal n producerea deenergie) i de valorificare pe o scartot mai larga resurselor energetice regenerabile, aa-numitele energii

    curate sau energii neconvenionale, o alternativ la actualul sistem de valorificare energetica rezervelorcombustibile ale omenirii.

  • 7/23/2019 Curs Florea

    7/92

    Surse de energie regenerabil SE19-1

    Energiile regenerabile, solarsi eolian, prietenoase mediului nu sunt astzi n stare, ns, sacopere acestenecesiti mereu crescnde.

    Deoarece toate sursele tradiionale de energie utilizate polueaz mediul ambiant, energiile regenerabile,practic sunt lipsite de acest efect negativ de poluare a mediului.

    Diversificarea surselor de energie devine un imperativ economic i ecologic. Aceste energii alternative senumesc energii regenerabile. C