3 1 Vzermvek A vzenergia forrsa a Nap

3. 1. Vízerőművek

A vízenergia forrása a Nap

Vízenergia hasznosítása A víz helyzeti (a), illetve mozgási (b) energiájának átalakítása mechanikai – majd villamos energiává. a; b;

Vízerő-hasznosítás alapelve A víz levezetéséhez szükséges vízfelszín lejtésének csökkentése, ezzel esés létrehozása és annak energetikai hasznosítása. üzemvízcsatorna folyómeder felvíz duzzasztógát alvíz

Vízerőmű teljesítménye • Vízerő-potenciál (elméleti teljesítőképesség): • Turbina teljesítmény: • Vízerőmű teljesítmény:

Gazdaságosság • Vízerő-potenciál • A vízhozam ingadozása: vízhozam tartóssági görbe (max, átlag, 50%, min) → hosszabb időszak (30, 50, 100 év) alapján. • Vízesés/vízhozam ( ) viszony.

Vízhozam tartóssági görbe

Teljesítménytartóssági görbe szerkesztése Vízhozam-tartóssági görbe Eséstartóssági görbe – adott duzzasztási szint esetén Teljesítménytartóssági görbe

Vízturbinák alkalmazási területei H [m]

Pelton turbina • Nagy esésű, kis hozamú folyóknál • Vízszintes tengely • Sugárcső (1 -6) • Kanál-alakú lapátok

Francis turbina • Széles alkalmazási terület • Függőleges tengely • Állórész: vezetőkerék állítható terelőlapátokkal • Forgórész: 9 -19 hajlított, fix lapáttal

Kaplan turbina • Kis esésű nagy hozamú vízfolyamoknál • Függőleges tengelyű • Vezetőkerék • Forgórész lapátjai szabályozhatóak

Csőturbina • Kis esésnél • Vízszintes tengely • A víz szinte irányváltozás nélkül halad át • Ellenőrzés nehézkes

Duna vízerő-potenciálja Ausztriában

A világ legnagyobb vízerőművei • Három Szoros (Kína) 22, 5 GW - 2009 -ben fejeződik be • Itaipu Brazília/Paraquay 14 GW • Guri, Venezuela 10, 2 GW

Magyarország legnagyobb vízerőműve: Kiskörei vízerőmű • • • Üzembelépés: 1975 Esés: 6, 27 m; Hozam: 560 m 3/s; P = 28 MW; 80 -110 GWh/a 4 db csőturbina (4, 3 m átm; 107 ford/min; 140 m 3/s; 7 MW) Duzzasztó: 5 db 24 m billenő szegmens. Tározó: 128 km 2; 253 millió m 3 (hasznos 132 millió) Öntözés: 400 e ha Hajózsilip: 1 db 12 × 85 m; Halvonuláskor halzsilip

3. 2. Szélerőművek

A légmozgások oka • A szél a levegő vízszintes áramlása. • A szelet az eltérő légnyomások kiegyenlítődése okozza. • A légnyomáskülönbségek elsődlegesen a hőmérsékletkülönbség miatt alakulnak ki. • A hőmérsékletkülönbségek oka a napsugárzásból adódó – szélességi fok, eltérő felszíni, domborzati viszonyok miatt – kisebb-nagyobb felmelegedés.

Szélenergia-hasznosítás • A szél kinetikus energiája • Levegő tömegáram adott keresztmetszetben • Szélerő-potenciál

Szélturbina felépítése

Szélturbina teljesítménye • A légtömegek mozgási energiáját alakítja mechanikai energián keresztül villamos energiává: – – ρ≈1, 2 kg/m 3 a levegő sűrűsége, w m/s, a levegő áramlási sebessége, A m 2, szélkerekek súrolta felület, φ transzmissziós tényező: f(wmin, adott szélirányba való befordulás, lapátprofil, állítható lapátok), – ηG generátor hatásfok.

Szélturbinák fejlődése – magasabb torony, hosszabb lapát

Érdesség hatása az áramlásra • Egyszerűsített képlet: vref/v = (zref/z)α Szélprofil különböző terepeken v: sebesség a felszíntől z méter magasságban vref: ismert viszonyítási sebesség zref magasságban α: Hellmann-féle szélprofil kitevő; 0, 1 (sík terep) - 0, 8 között

Szélsebesség gyakorisági görbe: Weibull eloszlás Szélsebesség gyakorisága Energiatartalom

Szélturbinák teljesítményjelleggörbéje Villamos teljesítmény szélsebesség

Szélparkok A levegő áramlása a szélturbina körül

Szélerőmű-park teljesítménye • Teljesítmény: • Rendelkezésre álló teljesítmény:

Szélerőművek hálózati csatlakozása

Magyarországi szélerőművek • Első szélerőmű: Inota – – 2000 NORDEX N 29/250 (250 k. W) Toronymagasság: 30 m, Rotor-átmérő: 30 m • Első és legnagyobb szélerőmű -park: Mosonszolnok – G 90 (Gamesa) – Létesítés: 2006 vége – 12 torony, 24 MW