Share to Facebook 
Share to Twitter 
Share to Linkedin 
PGT SocialWeb - Copyright © 2010 by pagit.eu

Aktualno

E-mail
Autor Leo Jerki?   
Subota, 02 Kolovoz 2014 08:57

Me?unarodna energetska agencija (IEA), autonomna agencija osnovana u studenom 1974. godine je objavila dopunu Tehnološkog plana razvoja energije vjetra koja je zadnji puta napravljena 2009. godine. U nizu ?lanaka koje planiramo objaviti ?e se prenijeti sve najvažnije informacije i zaklju?ci izvještaja.

Razvoj tehnologije vjetroagregata

Kako bi se dostigla vizija ovog tehnološkog plana razvoja potrebne su pove?ane investicije u istraživanje i razvoj tehnologije vjetra ?iji glavni fokus treba biti smanjivanje investicijskih troškova te pove?anje performansi i pouzdanosti kako bi se smanjio nivelirani trošak elektri?ne energije. Dobri resursi vjetra i njihova procjena su tako?er bitni kako bi se smanjili financijski troškovi.

Tehnologija iskorištavanja energije vjetra je ve? sada dokazana, te se ne o?ekuje da ?e bilo koji element kopnenog vjetroagregata dramati?no smanjiti troškove energije u budu?nosti. Ipak, postoji mogu?nost napretka u pojedinim podru?jima, te bi oni zajedni?ki trebali biti dovoljni za smanjivanje troškova energije i nesigurnosti koje utje?u na odluke o investiciji. Ve?i potencijal smanjivanja troškova postoji u priobalnom sektoru koji još nije dostigao punu zrelost.

Kako bi se postigla visoka pouzdanost i uspješno iskorištavanje novih tehnologija vjetra morati ?e se i dalje razvijati procesi standardizacije i certifikacije tehnologija. Isto tako ?e se morati dodatno raditi na smanjivanju utjecaja na okoliš.

Tehnologija energije vjetra

Smanjivanje troškova je glavni potkreta? tehnološkog razvoja, ali drugi uklju?uju kompatibilnost sa elektroenergetskom mrežom, vizualni utjecaj, emisije buke i prihvatljivost za uvjete na lokaciji. Smanjivanje troškova komponenti kao i bolje performanse i pouzdanost (?ime se optimira servis i održavanje) rezultiraju sa manjim troškovima energije.

Kretanje prema specifi?nim vjetroagregatima za razli?ite operativne uvjete zahtjeva bolje razumijevanje uvjeta u kojima ?e raditi vjetroelektrana u svom radnom vijeku. Cilj je razviti troškovno isplativ dizajn vjetroagregata koji bolje može iskorištavati energiju iz vjetra tokom dužeg perioda i u specifi?nim vremenskim uvjetima. To se ve? doga?a sa vjetroagregatima za hladne vremenske uvjete koji se rade od specijalnih materijala i komponenti te imaju sustave za odmrzavanje lopatica te posebne lopatice. Isto tako treba razviti posebne alate za minimiziranje optere?enja komponenti za posebne uvjete uklju?uju?i priobalne lokacije, hladne klime i tropske uvjete.

Razvijanje ve?ih pojedina?nih vjetroagregata ?ija bi snaga trebala biti 10-20 MW ?e gurnuti tehnologiju prema novim rješenjima koja bi mogla smanjiti troškove za vjetroagregate ?ija je snaga 2-5 MW. Optimalna veli?ina za kopnene i priobalne uvjete još uvijek nije rješena, ali je UpWind projekt pokazao da je 20 MW vjetroagregat tehni?ki isplativ ukoliko do?e do odgovaraju?eg razvoja u materijalima, arhitekturi dizajna, upravljanju i drugim faktorima. Za razvoj tako velikih sustava ?e definitivno biti potrebno do?i do novih inovacija kako bi se riješio problem prevelike mase sustava.

Napredni rotori koji zahva?aju ve?e podru?je zbog svoje ve?e duljine omogu?uju bolje hvatanje energije, te su ve? sada smanjili troškove energije vjetra. Lopatice postaju sve duže, te bi bolje razumijevanje njihovog ponašanja tokom rada pomoglo u razvoju novih lopatica. Smanjivanje buke je tako?er važno kako bi se pove?ao broj potencijalnih lokacija za projekte. Druge tehnologije se mogu razviti za bolje upravljanje kutom loaptica, dizajn stupova se tako?er može unaprijediti a i materijali i proizvodnja istih.

Napredak pogonskih komponenti se može posti?i optimizacijom cijelog vjetroagregata. Poboljšana kontrola pomo?u elektronike može smanjiti troškove i materijale. Hidrauli?ki pogon kojim se zamjenjuje mehani?ki mjenja? je tako?er potencijalna mogu?nost. Daljnji razvoj ve?ih i ja?ih vjetroagregata ?e potaknuti razvoj bolje elektronike koja ?e izme?u ostalog morati bolje upavljati spojem na elektroenergetsku mrežu.

Novi materijali koji su lakši i imaju bolji omjer ja?ine naspram mase (npr. titanij ili uglji?na vlakna) bi mogli omogu?iti lakše lopatice, rotore, generatore i druge pogonske komponente ?ime bi se smanjila masa kabine. Isto tako bi se moglo omogu?iti izgradnju viših stupova, te smanjiti ovisnost o generatorima sa permanentnim magnetom.

Upravljanje vjetroelektranom u cjelini i pojedina?nim vjetroagregatima bi tako?er trebalo smanjiti troškove. Trenuta?no se ponajviše radi na optmizaciji na razini vjetroagregata i to pomo?u LIDAR-a koji se nalazi na vrhu vjetroagregata, te mjeri brzinu i smjer vjetra, te turbulenciju. Kompletan gore navedeni napredak bi mogao smanjiti troškove energije za 20% za kopnene vjetroagregate do 2020. godine.

Razvoj priobalnih vjetroagregata

Priobalni vjetroagregati ?e se u budu?nosti sve više razlikovati od kopnenih, te ?e se sve manje paziti na buku, estetiku i sjenu. Sve ve?i vjetroagregati bi trebali biti kriti?ni u snižavanju troškova. Posebna pozornost se mora obratiti na interakciju morske atmosfere i valova ?ime se stvaraju razli?ita optere?enja nego kod kopnenih.

Kod priobalnih vjetroagregata postoji mogu?nost korištenja sustava sa dvije lopatice koje ?e se postaviti niz vjetar, uvo?enje istosmjerne elektri?ne energije za spoj unutar vjetroelektrana, te za spoj na kopno. Promjene u arhitekturi dizajna kako bi vjetroagregati mogli bez problema izdržati uragane, smrzavanje, te naginjanje i kotrljanje zbog visokih valova ?e se vjerojatno isto morati ukomponirati u budu?nosti. Troškovi za priobalne vjetroagregate bi mogli pasti i do 40% do 2020. godine prema procjenama u Velikoj Britaniji, ili do 2030. prema procjenama u SAD-u.

Veliki napredak se o?ekuje u razvoju temelja pri ?emu postoji veliki broj mogu?nosti. Osnovna je podjela na fiksne i plutaju?e temelje. Prednost plutaju?ih temelja je jednostavnija instalacija, manje korištenje materijala, te  mogu?nost iskorištavanja na lokacijama sa dubljim morem. Oni su ipak tek u testnoj fazi, te ?e biti potrebno još neko vrijeme da postanu komercijalno interesantni. Kod fiksnih temelja (kojih ima više vrsta) se pak može dobiti bolja zaštita i postaviti ve?e jedinice.

Što se ti?e održavanja i servisa ono treba biti brže i jeftinije, a to se postiže boljim menadžmentom te samodijagnozom pomo?u naprednih sustava. Time se može posti?i i korektivno održavanje kojim se minimizira neplanirano održavanje. Novi dizajn koji olakšava pristup kod svih vremenskih uvjeta bi tako?er mogao pripomo?i smanjivanju troškova. Cilj je pove?ati efikasnost sustava.

Dugoro?ne opcije

U budu?nosti se o?ekuje pove?an razvoj sustava u zraku koji ?e izgledati kao kiteovi ili biti prave "lete?e mašine". Resuri vjetra na velikim visinama su puno bolji i konstantniji. Google je tako nedavno kupio tvrtku Makani Power koja se specijalizira u razvoju takvih sustava.

Vjetar je pak nakon stolje?a korištenja u morskom prijevozu prakti?ki u potpunosti nestao iz istoga, ali se polako vra?a uz pomo? novih tehnologija zbog njegove mogu?nosti da smanji emisije i potrošnju goriva.

Procjena karakteristika vjetra

To?na procjena karakteristika vjetra je potrebna kako bi se odabrali adekvatni vjetroagregati za odre?ene lokacije, te za ramještaj vjetroagregata na samoj lokaciji. Preciznija mjerenja i modeliranje vanjskih uvjeta omogu?uju bolji proces projektiranja vjetroagregata. Zajedni?ki se tako mogu dobiti preciznije procjene proizvodnje elektri?ne energije.

Bolje procjene nesigurnosti u procesu procjene vjetropotencijala bi tako?er mogle smanjiti troškove financiranja. Bolji modeli i mjerenja su potrebni kako bi se kvalitetnije odredili dugoro?ni potencijali lokacije, te proizvodnja vjetroagregata.

Veliki korak u tom smjeru su regionalne baze podataka vjetra, odnosno detaljni atlasi vjetra regija. Oni se ve? danas koriste za procjene, te mogu pomo?i u odabiru najboljih lokacija za projekte, ali to je samo prvi korak u razvoju jer poslije treba raditi detaljnija mjerenja i modeliranje.

Otvorena baza podataka koja prikazuje dostupnost vjetra u svim državama može uvelike pomo?i po?etnom razvoju projekata. Idealno gledano bi takve baze trebale davati prosje?nu brzinu vjetra, turbulenciju, maksimalnu brzinu, varijabilnsot i druge potrebne podatke te biti povezana sa drugim bazama gdje se može dobiti gusto?a zraka, topografija, temperatura, seizmi?ke aktivnosti i drugo. IRENA (Me?unarodna energetska agencija za OIE) je nedavno na internetu objavila prvu takvu kompilaciju podataka za vjetra.

S obzirom na sve ve?u visinu vjetroagregata standardni mjerni stupovi sa anemometrima postaju sve skuplji (pogotovo na moru) pa se zato razvijaju nova rješenja kao što su SODAR (koji koristi detekciju zvu?nim valovima)  i LIDAR (koji koristi detekciju svjetlosnim valovima i radarom) te CFD modeliranje toka zraka.

Optimizacija mikrolokacija vjetroagregata je tako?er jako bitna, a nedovljno istražena zbog fenomena zavjetrine koju jedan vjetroagregat radi drugom. To je posebno uo?ljivo kod priobalnih vjetroagregata gdje zavjetrina može utjecati i do 10% na proizvodnju, te dodatno utjecati na optere?enja.

Trenuta?no se radi na standardizaciji mjernih kampanja i kompjuterskih modeliranja resursa kako bi se smanjile nesigurnosti kod lokacija u šumama, sa ledom ili na moru. Tu je potrebno posti?i standardizirane tehnike mjerenja i modeliranja, te dodatne mjerne kampanje na razli?itim terenima kako bi se uspješno razvili modeli za kompleksne terene.

Bolja procjena resursa vjetra na lokaciji može pomo?i i pri odabiru vjetroagegata, te se na primjer dobrom procjenom ekstremnih uvjeta mogu smanjiti nesigurnosti kod optere?enja vjetroagregata.

Kada vjetroelektrana u?e u pogon jako je bitno imati visoku to?nost kratkoro?ne proizvodnje elektri?ne energije iz vjetroelektrane. Sa boljom procjenom ?e biti manji troškovi vo?enja sustava pošto ?e manje rezervnih elektrana morati biti u pripravnosti. To tako?er može pomo?i vjetroelektranama da imaju aktivniju ulogu u sustavu, te da pružaju pomo?ne servisne usluge i da ?ak balansiraju sustav.

Nabava, proizvodnja i instalacija

Ubrzani rast energije vjetra je ponekad prouzro?io kašnjenja u isporuci klju?nih komponenti, uklju?uju?i radnu snagu. Kompleksnost cijelog sustava je porasla razvojem viših stupova i ve?ih lopatica, a to se sada posebno osje?a kod priobalnih vjetroelektrana. Ja?i sustav nabavke bi trebao omogu?iti stabilnost i predvidivost investitorima.

Napredne metode proizvodnje otvaraju putove za bolju efikasnost proizvodnje. Strategije koje omogu?uju napredak serijske proizvodnje i automatizaciju, te proizvodnja u lokalnim tvornicama blizu lokacija mogu smanjiti troškove prijevoza i poreze, te omogu?iti efikasnije na?ine isporuke vjetroagregata.

Smanjenje troškova se o?ekuje aktualnim razvojem projekata ?ime ?e se omogu?iti brža isporuka. Trenuta?no se pojavljuju problemi u isporuci u priobalnom tržištu pri ?emu vlade trebaju razmišljati u potporama za proizvodnju, testiranje te sklapanje u posebnim lukama kao što ve? postoji u Bremerhavenu, Njema?koj. Ve?i troškovi ?elika su ve? utjecali na isporuke kao i problemi sa kabliranjem kod priobalnih projekata u Njema?koj. Ovisno o vremenu i lokalnim uvjetima instalacija i logistika za priobalne vjetroagregate može biti skup i iterativan proces koji jako ovisi o zaštiti prirode, a i striktnim vremenskim uvjetima. Veliki dio troškova za priobalne vjetroelektrane ?ine transport, instalacija, skladištenje i planiranje cijelog procesa. Za smanjivanje troškova je potrebno smanjiti koli?inu posla na moru ili sa velikim kranovima.

Velika obrazovana radna snaga je potrebna za razvoj novog dizajna, izgradnju novih elektrana na novim lokacijama, razvoj tehnologija instalacija i za gradnju, upravljanje i održavanje vjetroelektrana. Europska Unija predvi?a rupu od ?ak 18.000 kvalificiranih inženjera do 2030. godine ukoliko se ne promjeni broj studenata u odgovaraju?im sektorima.Tokom vremena bi najve?i manjak trebao biti u održavanju i servisu. To se može riješiti ukoliko vlade i drugi odgovaraju?i autoriteti omogu?e dovoljnu koli?inu odgovaraju?ih edukacija i treninga. Takvi programi se ve? provode u Sjedinjenim Ameri?kim Državama i Europi.

Ostali ?lanci u seriji:

- Prvi

- Drugi

- Tre?i

- ?etvrti

- Peti

 

Dodajte svoj komentar

Vaše ime:
Vaš e-mail:
Naslov:
Komentar:
  Verifikacijska rijeÄŤ. Samo mala slova bez razmaka.
Verifikacija:

Vjetroelektrane za po?etnike

VE u regiji

Nove tehnologije

Podržavate li izgradnju vjetroelektrana u vašoj regiji?