|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 10/2007
Wiatrem nie tylko w oczy...
|
|
|
Autor: opr. red.
|
Data publikacji: 20.10.2007 14:25
|
|
Minęły dwa lata od zaprezentowanej w 2005 roku strategii GE ecomagination, którą GE zapoczątkowało z wiarą, że biznes przyjazny środowisku może przynosić zyski. Celem ecomagination jest wprowadzanie na rynek nowych technologii, które pomogą klientom rozwiązywać problemy związane z ochroną środowiska, a jednocześnie przyczynią się do stałego wzrostu GE.
|
Turbiny wiatrowe GE są jednymi z ponad 40 produktów i technologii ecomagination.
Moc wiatru
Energia wiatrowa jest najszybciej rozwijającym się sektorem przemysłu energetycznego. Jeszcze kilka lat temu, w roku 2003, na całym świecie było zainstalowanych 39 000 MW energii wiatrowej, podczas gdy w roku 2006 zainstalowana moc energii wiatrowej wyniosła już ponad 74 000 MW, a prognozy zapowiadają, że do końca roku 2007 energia wiatrowa osiągnie poziom 90 000 MW. Szacuje się, że koszt wytworzenia tej energii, wynoszący w Stanach Zjednoczonych około 3,5 do 4 centów za KW, będzie miał tendencję spadkową, ponieważ wiatr jest niskokosztowym, odnawialnym źródłem energii, tańszym niż węgiel, ropa, energia nuklearna i gaz ziemny.
-
Obecnie jedynie niespełna 1% światowej energii powstaje z wykorzystaniem siły wiatru.
-
Uważa się, że do 2020 r. udział energii wiatrowej w wartości energii wytwarzanej globalnie może wynieść aż 16,5 %, gdyż przede wszystkim Europa, Stany Zjednoczone oraz kraje Azjatyckie będą szukały możliwości czerpania z tego czystego, odnawialnego źródła energii. Obecnie ponad 86% światowej zdolności wytwórczej generowanej przez wiatr jest podzielona pomiędzy Europę (72%) i Stany Zjednoczone (14%).
-
Przewiduje się, że do 2010 r. w Europie z energii wiatrowej będzie pochodzić aż 33 % nowo zainstalowanych mocy, co pozwoli na zaopatrzenie w energię elektryczną 86 milionów Europejczyków.
-
Najpopularniejsza turbina wiatrowa GE o mocy 1,5 MW może wytworzyć energię potrzebną do zaopatrzenia 400 gospodarstw domowych przez cały rok.
-
Farma wiatrowa zbudowana z 20 największych turbin wiatrowych GE i wytwarzająca taką samą ilość energii jak bieżące źródła zasilane paliwem w każdym roku swojego działania pozwoliłaby zredukować emisję gazów cieplarnianych w ilości równej wykluczeniu z ruch drogowego 27 000 samochodów.
-
Farma wiatrowa o mocy 100 MW działająca przez 20 lat zastępuje zapotrzebowanie na blisko milion ton węgla lub 600 miliardów metrów sześciennych gazu ziemnego.
-
W zestawieniu z tradycyjnymi źródłami energii, elektryczność wytwarzana za pomocą obecnie zainstalowanej bazy turbin wiatrowych GE dostarcza korzyści w postaci uniknięcia emisji 11,4 milionów ton gazów cieplarnianych rocznie
-
Zainstalowana baza turbin wiatrowych GE dostarcza rocznie taką ilość energii, która może zaspokoić zapotrzebowanie na energię elektryczną 1,5 milionów gospodarstw domowych
-
Baza turbin wiatrowych GE może wytworzyć ilość energii elektrycznej w ilości porównywalnej do energii wytworzonej z 9,5 milionów baryłek ropy.
Działanie elektrowni wiatrowej
Wiew wiatru obraca łopatki wirnika. Wirnik wprowadza w ruch główny wał, który zakończony jest skrzynką przekładniową napędzającą prądnicę (generator). Prądnica generuje prąd zamieniając energię mechaniczną na elektryczną w wyniku indukcji magnetycznej, czyli ruchu przewodnika względem pola magnetycznego.
Nowy model turbiny 2,5 MW
W 2008 roku na rynek trafi nowy model turbiny wiatrowej 2.5xl GE Energy o wyższej mocy i zwiększonej wydajności, niezbędnej w zastosowaniach lądowych. Najnowszy model 2.5xl zaprojektowany został z myślą o potrzebach krajów Unii Europejskiej, gdzie brak wolnej powierzchni lądowej znacząco ogranicza rozmiary projektów.
Model 2.5xl spełnia rosnące wymagania współczesnych lądowych elektrowni wiatrowych. Wirnik w nowym modelu ma średnicę 100 metrów - o 12 metrów większą od używanej obecnie turbiny o mocy 2,5 megawata - co oznacza, iż jest to największy wirnik do zastosowań lądowych. W porównaniu do poprzedniej wersji turbiny, nowy model 2.5xl oferuje 5-procentowy wzrost potencjału wykorzystania wiatru (w określonych warunkach) i związaną z tym możliwość 12-procentowego wzrostu energii generowanej rocznie. Turbina w nowej wersji może być również instalowana w elektrowniach, gdzie średnia prędkość wiatru dochodzi do 8,5 metra na sekundę. Rozbudowany model 2.5xl z nowej generacji turbin wiatrowych GE Energy działa od 2004 r. w Wieringermeer w Holandii. Maszyna testowa o mocy 2,5 megawata początkowo została zainstalowana i oddana do użytku z wirnikiem o średnicy 88 metrów, który w sierpniu 2006 r. został zastąpiony wirnikiem o średnicy 100 metrów.
Nowa turbina 2.5xl zawiera generator z magnesami trwałymi, który znacząco zwiększa efektywność maszyny pracującej przy niższych prędkościach wiatru. Turbina wyposażona jest także w pełnowymiarową przetwornicę prądu, która daje lepsze możliwości integracji z siecią energetyczną niż dotychczas stosowane technologie, czego przykładem jest zwiększona kontrola mocy i współczynnika mocy oraz mechanizm LVRT (Low Voltage Ride-Through), dzięki któremu jednostka pozostaje włączona do sieci podczas zakłóceń działania układu.
Prace badawcze nad turbiną 2.5xl zaczęły się ponad dwa lata temu i były wspierane przez Centra Doskonałości (Center of Excellence) GE Energy, specjalizujące się w komponentach przeznaczonych do turbin i systemów wiatrowych. Ośrodek GE Global Research Center pomógł stworzyć zaawansowane systemy sterowania, których zastosowanie prowadzi do znacznego zmniejszenia zmęczenia materiałów.
Przybrzeżne turbiny wiatrowe nowej generacji
GE zaangażowało się także w projekt przybrzeżnych turbin wiatrowych nowej generacji. Oczekuje się, że wartość znamionowa turbin osiągnie 5-7 MW stając się jedną z najpotężniejszych turbin wiatrowych na świecie (dla porównania największa obecnie działająca turbina firmy GE, to 3,6 MW). Turbina wiatrowa tej wielkości będzie niemal dwukrotnie większa niż dzisiejsze standardy przemysłowe – jednakże na pełną komercjalizację tego przybrzeżnego projektu trzeba jeszcze będzie poczekać kilka lat. Projekt ten realizowany jest w ramach umowy partnerskiej z amerykańskim Departamentem Energii a jej wartość szacowna jest na o 27 milionów USD.
Technologie GE stosowane w turbinach wiatrowych
·Technologia WindVAR (Volt-Amp-Reactive)
Dynamiczny system konwersji mocy z opcjonalną kontrolą WindVAR zapewnia wsparcie i kontrolę lokalnej sieci, poprawiając wydajność transmisji i dostarczając energię sieci użytkowej z zasilaniem reaktywnym (reaktywność napięciowo-natężeniowa), podnosząc jednocześnie stabilność sieci. Technologie GE automatycznie utrzymują określony poziom napięcia sieci i jakości zasilania we frakcji, co jest szczególnie istotne w przypadku słabszych sieci lub w większych instalacjach turbinowych.
·Technologia niskiego napięcia Ride-Thru
Innowacyjna technologia Low Voltage Ride-Thru (LVRT) sprawia, że turbiny wiatrowe spełniają standardy niezawodności transmisji podobne do wymagań stawianych generatorom termicznym. LVRT pozwala na produkcyjną elastyczność farm wiatrowych w momencie wystąpienia większego zapotrzebowania na energię.
Aby zapewnić lepsze wyniki w działaniu turbin wiatrowych GE zastosowało technologię, dzięki której turbiny zapewniają stałą dostawę zasilania do sieci elektrycznych podczas poważniejszych zakłóceń systemu.
·Zaawansowana elektronika
System kontrolny turbin wiatrowych GE stale dostosowuje kąt ustawienia łopatki wirnika, tak aby uzyskać optymalną prędkość rotacyjną i zmaksymalizować prędkość przy każdej sile wiatru. Zastosowanie funkcji zmiennej prędkości maksymalizuje zdolność turbiny do pracy na najwyższym poziomie wydajności. Pozwala to uzyskać lepsze wyniki produkcji energii w skali rocznej, w porównaniu do urządzeń osiągających szczytową wydajność tylko przy jednej sile wiatru.
Dodatkowo, podczas gdy wirniki o stałej prędkości muszą uwzględniać w swojej budowie odkształcenia wynikające z nadmiernych podmuchów wiatru, funkcja zmiennej prędkości GE pozwala pochłonąć i przekształcić w energię rozmaite obciążenia podmuchami. Moment obrotowy generatora jest kontrolowany poprzez konwerter częstotliwości. Ta strategia kontrolna pozwala wirnikowi turbiny osiągnąć nadmierną prędkość obrotową podczas silnych podmuchów wiatru, redukując tym samym obciążenie momentu obrotowego w układzie napędowym. Tym samym zmienna prędkość turbiny wiatrowej przekształca dodatkową energię podmuchów wiatru w moc elektryczną. Turbiny GE działają w znacznie szerszym zakresie prędkości niż turbiny w tradycyjnych technologiach, co ma istotne konsekwencje dla zwiększenia wydajności maszyn GE - technologie tradycyjne regulując moc podczas silnych podmuchów wiatru, w większym stopniu wytwarzają ciepło niż energię elektryczną.
Aktywne tłumienie
System zmiennej prędkości zapewnia również aktywne tłumienie drgań całego systemu turbiny wiatrowej, a tym samym i całej wieży. Aktywne tłumienie maszyny ogranicza również wysokie momenty obrotowe, zapewniając większą niezawodność układu napędowego, obniżenie kosztów i dłuższe życie turbiny.
|
|
|
|
