I. Introducere
Energiaeolianesteenergiavntului, o form deenergieregenerabil. La
nceputenergiavntuluiera transformatnenergiemecanic. Ea a
fostfolosit de la nceputurileumanitii ca mijloc de
ropulsiepeappentru diverseambarcaiuniiarcevamaitrziu ca
energiepentrumorile de vnt. Morile de vntau fostfolositencepnd cu
sec al 7-lea .Hr deperipentrumcinareagrunelor.Morile de
vnteuropene, construitencepnd cu sec al 12-lea nAngliaiFrana, au
fostfolositeattpentrumcinarea de boabectipentrutiereabutenilor,
mrunireatutunului, confecionareahrtiei, presareaseminelor
deinpentruuleiimcinarea de piatrpentruvopselelede pictat. Ele au
evoluat ca putere de la 25-30 KW la nceputpn la 1500 KW (anul
1988), devenindnacelaitimpiloc de depozitare a
materialelorprelucrate.Morile de
vntamericanepentrufermeerauidealepentrupomparea de ap de la mare
adncime.Turbineleeolienemodernetransformenergiavntuluinenergieelectricproducndntre
50-60 KW (diametre de elicencepnd cu 1m)-2-3MW putere (diametre de
60-100m), celemaimultegenerndntre 500-1500 KW.
Putereavntuluiestefolositinactivitirecreativeprecum windsurfing-ul.
La sfritulanului 2010, capacitateamondial a generatoareloreoliene
era de 194 400 MW. Toateturbinele de pe glob pot genera 430
Terawaior/an, echivalentul a 2,5% din consumulmondial de energie.
Industriavntuluiimplic o circulaieamrfurilor de 40 miliarde euro
ilucreaznea 670 000 persoanenntreagalume.
rile cu ceamaimare
capacitateinstalatnfermeeolienesuntChina,Statele
Unite,GermaniaiSpania. La nceputulanului 2011,
pondereaenergieieoliene, ntotalulconsumului intern era de 24%
nDanemarca, 14% nSpaniaiPortugalia, circa 10% nIrlandaiGermania,
5,3% la nivelul UE; procentuleste de 3% nRomniala nceputulanului
2012. La aceeaidatnRomniaexistaupeste o mie de turbine eoliene,
jumtatedintreelefiindnDobrogea.Turbineleeoliene pot fi
mpritearbitrarntreiclase: mici, mediiimari.
Turbineleeolienemicisuntcapabile de generarea a 50-60 KW
putereifolosescrotoare cu diametruntre 115 m. Se folosescn
principal n zone ndeprtate, undeexist un necesar de
energieelectricdarsurseletradiionale de
electricitatesuntscumpesaunesigure.Unelemici turbine
suntaacompactenct pot fi cratenlocaiindeprtatepespatelecalului.
Celemaimultedispozitiveeolienesuntturbinele de
dimensiunemedie.Acesteafolosescrotoarecare au diametrentre 1560 m i
au o capacitate ntre 50-1500 KW. Celemaimulte turbine
comercialegenereaz o capacitate ntre 500KW-1500KW.
Turbineleeolienemari au rotoare care msoardiametrentre 60100 m
isuntcapabile de a genera 2-3 MW putere. S-a doveditnpracticcaceste
turbine mastodontsuntmaipuineconomiceimaipuinsigurenraport cu cele
de dimensiunemedieTurbineleeolienemariproducpn la 1,8 MW i pot avea
o palet de peste 40 m, elefiindplasatepeturnuri de 80 m.
Uneleturbinepot produce 5MW, deiaceastanecesit o vitez a vntului
de aproximativ 5,5m/s, sau 20 de kilometripeor. Puine zone pepmnt
au acesteviteze ale vntului, darvnturimaiputernice se pot gsi la
altitudinimaimariin zone oceanice.II. Analiza conceptual a
sistemuluiPowerWorks 100 kw
The North Wind 100 kw
GHREPOWER 100kw
In continuarevomalege turbine eolianaPowerWorks100
kW.FunctiaGlobala: Transformareaenergieieoliene in
energieeletricaprinintermediulunuiamplificator de turatie
MEI
Intrare-EnergiemecanicaInformatii cu privire la modul de
functionare
IesireVantulpierdutEnergiemecanicapierdutaInfotmatii cu privire
la energiaelectricaobtinuta
FE1-functie de separaredintreenergiacinetica a vantuluisivant
(solutietehnica - pale)
FM1- functie de transfer intrevatulutilizatsivantulpierdut
(solutietehnica - pale)
FE2- functie de insumareaenergiei cu informatia (solutietehnica
controlulpalelor)
FE3- functie de transformareaenergieicinetice in
energieimecanica (solutietehnica rotor si pale)FE4- functie de
modificareaenergieimecanice cu modificareturatiei (solutietehnica
amplificator de turatie)
FE5- functie de distribuireaenergieimecanicepierdutesi a
energieimecaniceutilizate
FE6- functie de trandormare a energieimecanice in
energieielectrica (pentrucurentalternativ) (solutietehnica
generator)
FE7- funcie de distribuire a energieielectricesi a informatiei
(solutietehnica sensor)
FI1- functie de distribuireainformatiei in comanda START
sivalorile de referinta (solutietehnica SCC)
FI2- functie de insumareintrecomanda start si stop cu
executiaultimeicomenzi
FI3 functie de insumareintrevalorile de
referintasivalorilecurente
FI4- functie de separareintrecomada stop
siparametriielectriciobtinutiVariante
CriteriiPowerWorks
The North Wind GHREPOWER
Puterea de rotatie a rotorului72 rpm57 rpm60 rpm
Putereageneratorului100 kW100 kW100 kW
Diametrulrotorului18 m19.1 m21.5 m
Gabaritnacela3848 kg7200 kg7100 kg
SUMA4 puncte2 puncte2 puncte
-Pale (Tipizate) de obiceisuntrealizate cu
aceleasitehnologiiutilizatesi in industriaaeronautica, din
materialecompozite, care saasiguresimultanrezistentamecanica,
flexibilitate, elasticitatesigreutateredusa;- Nacela(Tipizata) are
rolul de a protejacomponenteleturbineieoliene care se monteaza in
interiorulacesteia (arborele principal, sistemul de pivotare,
generatorul electric, etc.);- Pilonul(Standardizat)- are rolul de a
sustineturbinaeoliani de a
permiteaccesulnvedereaexploatariiiexecutariioperatiilor de
ntretinere, respectivreparaii.
ninteriorulpilonilorsuntmontateattreeaua de
distribuieaenergieielectriceproduse de turbinaeolian, ctiscrile de
accessprenacel;- Arborele principal al turbineloreoliene are
turaieredusitransmitemicarea de rotaie, de la butuculturbinei la
multiplicatorul de turaie cu roidinate. nfuncie de
tipulturbineieoliene, turaiaarborelui principal poatesvariezentre
20400 rot/min;- Generatorul electric(Tipizat) are rolul de a
convertienergiamecanic a arborelui de turaieridicat al
turbineieoliene, nenergieelectric. Spirelerotorului se rotescncmpul
magnetic generat de stator iastfel, n spire se induce curent
electric;
III. Lista de
cerinteObiectivuluiacestuiproiectreperezintaobtinereaenergieielectriceechiavalenta
cu 100 kW.
Pentruindeplinireaobiectivului principal
avemurmatoarelecerinte:
Sistemultrebuiesaporneasca la o viteza a vantului de 3.5 m/s
Sistemultrebuiesa se opreascacandvitezavantuluidepaseste 59.5
m/s
Sistemultrebuiesagenereze current alternativ de 220 V
Putereanominala a sistemului in conditii standard trebuiesa fir
100 kW
Rotorulsistemuluitrebuiesaaiba un diametru de maxim 18
metrii
Ramdamentrulsitemuluitrebuiesa fie de 0.92
Tolerantavariatieidistantei de masuratdintre axe sa fie de
Tolerantaabateriidirectieivantuluisa fie de
Abaterea minima a coteipestedintisa fie de
Tolerantacoteipestedintisa fie de
Sistemultrebuiesaaiba:
Cost redus
Nivel de zgomotredus
Dimensiuni cat maireduse
CALCULE
M*
FG
E
E*
I
I*
