Nejnavštěvovanější odborný portál
pro stavebnictví a technická zařízení budov
TZB studio
zobrazit program

Vánek vyrábí elektřinu

Vedle vody je vítr nejstarší zdroj energie, který je lidstvem využíván - ať již k přímému pohonu plachetnic, nebo pomocí větrných mlýnů ke mletí obilí nebo k čerpání vody. Ještě v 19. století bylo po celé Evropě v provozu více než 100 000 větrných mlýnů.

Moderní zařízení, využívající větru k výrobě elektřiny, byla přibližně od roku 1980 instalována převážně na mořských pobřežích a využívají tak příznivých větrných podmínek v těchto oblastech. Instalované výkony těchto velkých zařízení v posledních letech neustále narůstaly a v roce 2000 přesahoval celkový výkon větrných elektráren hranici 5 000 MW.

Poptávka po "čisté" elektrické energii narůstá především ve vnitrozemí, kde jsou však rychlosti větru podstatně nižší. Ve středních oblastech Švýcarska je možno počítat s průměrnými ročními rychlostmi větru mezi 2,5 až 4,5 m/s (9 až 15 km/hod).

Pro toto rychlostní spektrum jsou koncipovány tzv. lehkovzdušné větrné agregáty švýcarské firmy AVENTA AG. Tato firma vyvíjí a vyrábí větrná zařízení, která jsou orientována výhradně na optimální využití slabých větrů a která se co možná nejharmoničtěji integrují do okolní krajiny.


Slabé větry
Pracovní tým, vytvořený ze 7 inženýrů a specialistů, se dal - za podpory státu, kantonů a elektrárenské společnosti města Curych - s velkým elánem a optimismem do řešení dané problematiky a docílil významných výsledků.

Lehkovzdušný větrný agregát musí splňovat čtyři hlavní kritéria, má-li dodávat elektrickou energii již v okamžiku, kdy se začínají listy na stromech pouze lehce pohybovat, tzn. při vánku o rychlosti větru 2 m/s (7 km/hod):
  • musí mít co možná největší plochu rotoru;
  • musí se aktivně natáčet podle měnícího se směru větru;
  • listy rotoru se musí aktivně natáčet do optimálního úhlu, odpovídajícímu síle větru;
  • otáčky agregátu musí splňovat možnost variability

Sériová výroba
Lehkovzdušný větrný agregát AV-7 je umístěn na nosném sloupu ve výšce 18 m. Rotor s třemi přestavitelnými listy vrtule má průměr 12,8 m a přes jednostupňový ozubený řemenový převod pohání trvale buzený synchronní generátor o jmenovitém výkonu 6,4 kW. Frenkvenčně proměnlivé střídavé napětí je usměrněno a následovně změněno na střídavé napětí 3 x 400 V, které je dodáváno do sítě. Kompletní řízení a regulace lehkovzdušného generátoru (typu SPS SAIA PCD2), umístěné v rozvaděči na patě nosného sloupu, řídí a kontroluje následující funkce:
  • evidence směru větru a aktivní navádění gondoly podle vertikální osy;
  • evidence otáček rotoru a generátoru pomocí početního modulu H110;
  • PID-řízené přestavování listů rotoru v oblasti rychlosti větru mezi 6 až 14 m/s;
  • 3-stupňová ochrana proti poškození zařízení: přestoupí-li rychlost větru hraniční hodnotu 14 m/s (50 km/hod), jsou listy rotoru natočeny do tzv. "plachetní" pozice - při 1.stupni překroční rychlosti otáček pomocí SPS, při 2.stupni překročení pomocí reléového řazení. Při nepředvídaném výpadku napětí následuje 3.stupeň - nouzové odstavení pomocí mechanického odstředivého regulátoru;
  • kontrola napětí baterie 27 VDC;
  • evidence činného výkonu, odevzdaného do sítě (kW) a jeho integrace v čase (kWh);
  • kontrola teplot samotného generátoru, v gondole a v rozvaděči;
  • čidlo vibrací předává signály na analogový vstup PCD2 a tímto jsou zjišťovány nepravidelné námrazy na listech rotoru, popř. je zařízení odstaveno z provozu;
  • řízení ručního provozu
Během prvních měsíců provozu nového zařízení jsou veškeré provozní hodnoty, evidované v PCD2, přenášeny pomocí modemu nebo GSM do řídicí centrály, odkud je možno kdykoli provést regulační zásah a změnu parametrů.


Lehkovzdušné generátory mají budoucnost
  • větrná energie je obnovitelná - nevytváří žádné skleníkové plyny ani jiné škodlivé látky;
  • větrná energie je ideálním doplňkem vodní energie a fotovoltaických zařízení;
  • lehkovzdušné generátory AV-7 jsou, díky nízkým otáčkám rotoru a řemenovému převodu, velice tiché v provozu a vysoce účinné; jejich provoz poblíž obytných budov je bezproblémový;
  • lehkovzdušné generátory jsou nejen ekologickými zařízeními, ale jsou i dobrými reklamními plochami např. pro turistické objekty, nákupní střediska, hotely, firemní objekty atd.;
  • lehkovzdušné generátory nezanechávají žádné stopy, mají-li být po 20 nebo více letech demontovány nebo obnoveny.

Technická data lehkovzdušného agregátu AV-7

Průměr 3-listového rotoru 12,8 m
Výška osy rotoru
(volně stojící betonový nebo ocelový sloup)
18,0 m
Plocha rotoru 129 m2
Jmenovitý výkon AC 6,4 kW
Otáčky rotoru (proměnlivé) 25 ... 66 U/min
Spouštěcí rychlost větru 2,0 m/s
Dimenzovací rychlost větru (50 W/m2) 6,0 m/s
Vypínací bezpečnostní rychlost větru 14,0 m/s
Napájení sítě pomocí střídače 3 x 400 V, 50 Hz
Řízení SAIA PCD2 22 digitálních vstupů
14 digitálních výstupů
6 analogových vstupů
2 analogové výstupy
1 počítací modul
Roční výroba el. energie
při průměrných ročních rychlostech větru
3,0 m/s = 12 700 kWh
3,5 m/s = 16 700 kWh
4,0 m/s = 20 300 kWh
4,5 m/s = 23 400 kWh
Hmotnosti
Gondola bez rotoru
Rotor
Listy
Sloup
- betonový
- ocelový

700 kg
470 kg
117 kg

9 800 kg
1 500 kg

 
 
Reklama