Lokalne systemy energetyczne

Transkrypt

1 2. Układy wykorzystujące OZE do produkcji energii elektrycznej: elektrownie wiatrowe, ogniwa fotowoltaiczne, elektrownie wodne (MEW), elektrownie i elektrociepłownie na biomasę Wiatrowe zespoły prądotwórcze (elektrownie wiatrowe) energia elektryczna wytwarzana w generatorze napędzanym przez turbinę wiatrową moc elektryczna pojedynczych obiektów: 0,1kW 6MW maksymalna sprawność: 60% Uwaga: duŝe pojedyncze obiekty i farmy wiatrowe nie są zaliczane do generacji rozproszonej, poniewaŝ z reguły nie są lokowane w pobliŝu odbiorców w zastosowaniach typowych dla generacji rozproszonej stosowane są głównie turbiny wiatrowe o mocach 5-50kW, duŝe zapotrzebowanie na miejsce decyduje o stawianiu elektrowni wiatrowych na obszarach wiejskich, nakłady inwestycyjne na kw mocy w przypadku małych obiektów duŝo wyŝsze niŝ dla duŝych elektrowni, konieczność stosowania akumulatorów energii z powodu okresowości pracy. 1

2 Rys.IV.7 Uproszczony schemat budowy siłowni wiatrowej [11] Rys.IV.7 Schemat układu pracy systemu autonomicznego z prądnicą prądu stałego i obwodem odbiorczym prądu stałego oraz przemiennego [11] Rys.IV.7 Schemat układu współpracującego z siecią elektroenergetyczną [11] 2

3 2.2. Ogniwa fotowoltaiczne bezpośrednie przetwarzanie energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną mała moc pojedynczych ogniw - moŝliwość rozbudowy sprawność: 7 17% Zalety: cicha praca (brak części mechanicznych), brak oddziaływania na środowisko, moŝliwość zabudowy w konstrukcjach budowlanych. Wady: duŝe koszty, sprawność zaleŝna od warunków atmosferycznych, okresowość pracy (przerwa nocna), konieczność stosowania akumulatorów energii. Rys.IV.8. Schemat budowy ogniwa fotowoltaicznego [12] 3

4 Układ fotowoltaiczny: ogniwo + urządzenia dodatkowe dostosowujące wytwarzany w ogniwach prąd stały do potrzeb zasilanych urządzeń (akumulatory, falowniki, kontrolery napięcia) 2.3. Wykorzystanie energii geotermalnej do celów energetycznych Sposoby wykorzystania energii geotermalnej do bezpośredniego ogrzewania do ogrzewania pośredniego jako dolne źródło pompy ciepła do produkcji energii elektrycznej Odbiór energii cieplnej z wód geotermalnych odbywa się poprzez eksploatację gorącej wody ze studni głębinowej, schładzanie jej na wymiennikach ciepła i ponowne zatłoczenie, przez drugi otwór studzienny, do tej samej warstwy, z której została pobrana. Rys.IV.9. Schemat wykorzystania energii geotermalnej do ogrzewania [13] 4

5 Zalety ciepłowni geotermalnych: źródło ciepła o stałych parametrach, niezaleŝnych od warunków zewnętrznych, mały wpływ na środowisko, na wzrost cen energii otrzymywanej z wód geotermalnych nie ma wpływu wzrost cen konwencjonalnych nośników energii lub wpływ ten jest minimalny. Wady energetyki geotermalnej: konieczność stosowania wymienników w przypadku wysokiej mineralizacji wód, wysokie koszty wykonania odwiertów (otwory wydobywcze i zatłaczające) Inne obiekty i urządzenia: małe elektrownie wodne MEW; energia elektryczna wytwarzana w generatorze napędzanym przez turbinę wodną, moc elektryczna do 5 MW elektrownie, ciepłownie i elektrociepłownie na biomasę; kolektory słoneczne). 5

6 3. Rozproszone źródła energii i ich współpraca w lokalnych systemach energetycznych Rys.IV.10. Schemat lokalnego systemu energetycznego [1] Elementy składowe zdecentralizowanego systemu energetycznego: małe jednostki wytwórcze (energia elektryczna i cieplna z gazu ziemnego i OZE): mogą pracować indywidualnie lub w sieci, do której mogą być takŝe podłączone inne źródła wytwórcze zasilane tradycyjnymi paliwami, akumulatory energii, odbiorcy przemysłowi i indywidualni, centrum zarządzania pracą sytemu 6

7 4.Podsumowanie Podstawowe cechy odróŝniające generację rozproszoną od tradycyjnych metod wytwarzania energii elektrycznej: lokalizacja: - w miejscu lub w pobliŝu miejsca uŝytkowania energii; często właścicielem i operatorem jednostki wytwórczej jest bezpośredni uŝytkownik energii, - tego typu urzadzenia wykorzystywane są często do odciąŝania systemu elektroenergetycznego w szczytach obciąŝenia; moc: - najczęściej od kilku do kilkuset kw, - jednostki wytwórcze o takich mocach nadają się zwykle do zaspokajania potrzeb energetycznych domów jednorodzinnych i biur, a takŝe małych grup odbiorców; podłączenie do sieci elektroenergetycznej: - większość jednostek tego typu jest podłączana do sieci na poziomie dystrybucji. 7