środa, 2 maja 2012

Generacja Rozproszona powiązana z siecią (Grid Tie)

Od lat jesteśmy przyłączeni do sieci, od lat płacimy rachunki utrzymując wielkie korporacje energetyczne (jedna korporacja wydobywa węgiel, druga go spala i wytwarza energię, trzecia ta energie przesyła, czwarta rozprowadza i sprzedaje nam odbiorcom końcowym ).

Zbliżające się regulacje prawne dają możliwość samemu zostać producentem energii i odsprzedawania jej nadmiaru do korporacji która do tej pory sprzedawała nam a teraz ma także obowiązek od nas kupić.

A wygląda to w zadziwiająco prosty sposób.





Turbina 
Wewnątrz małej elektrowni wiatrowej siedzi nic innego jak 3 fazowy generator o magnesach trwałych. Im szybciej się kręci tym wyższa częstotliwość napięcia na wyjściu i tym wyższe to napięcie.

Prostownik, kontroler + rezystor rozładowczy (dump load)
Prostownik to nic innego jak 4 diody prostownicze. Na wyjściu z prostownika mamy napięcie stałe (tym większe im większe obroty turbiny ). Dodatkowo prostownik wyposażony jest w prosty system zabezpieczający (zwany regulatorem lub lepiej kontrolerem). Turbina podczas bardzo silnego wiatru jest w stanie często wygenerować większą moc niż jest w stanie przyjąć inwerter (na przykład 4kW gdzie max inwertera to 3.6kW). Nadmiar tej mocy skierowany jest na rezystor grzewczy na którym wydziela się nadmiar energii.
Drugie równie ważne zadanie dla kontrolera to zapewnić turbinie obciążenie w przypadku awarii sieci (czyli wtedy gdy inwerter nie jest w stanie eksportować energii ). W takim przypadku cała energia produkowana przez turbinę kierowana jest na rezystor grzewczy. W normalnych warunkach pracy rezystor pozostaje zimny a cała energia kierowana jest do inwertera i "popmpowana" do sieci.

Inwerter (przekształtnik)
Inwerter jest bardzo istotną częścią całego systemu. Potrafi z napięcia stałego zrobić napięcie zmienne o tej samej fazie i częstotliwości jaka jest w sieci (50 Hz, 220 V ) i "wpompować" energię o takich parametrach do sieci. Energia taka musi spełniać także odpowiednie normy jakości (zawartość harmonicznych powinna być jak najmniejsza ).
Należy także wspomnieć że inwertery dedykowane do elektrowni wiatrowych mają możliwość programowania krzywej mocy turbiny. Odpowiednio zaprogramowany inwerter wie jak mocno/słabo obciążyć turbinę tak aby kręciła się ona z optymalnymi obrotami (czyli nie za szybko i nie za wolno - idealnie tak aby wykorzystać jak najwięcej energii z wiatru)

Najbardziej popularnymi inwerterami z możliwości programowania krzywej mocy są Aurora Wind (na zdjęciu powyżej ) oraz Windy Boy dla którego print screen z aplikacji do programowania krzywej mocy poniżej.

  

Zabezpieczenia
Na szkicu u góry strony pominięte zostały zabezpieczenia (w celu uproszczenia rysunku) które powinny też się znaleźć w takiej instalacji. Poniżej przykładowa instalacja z zabezpieczeniami.




a tak może wyglądać gotowa instalacja z inwerterem 4kW (w rezultacie potrzebne są rezystory na których wydzieli się nadmiar energii jeśli wiatrak pracuje z mocą 5kW podczas silnego wiatru )



a tak w przypadku inwertera 6kW (inwerter jest w stanie przerobić całą energię )




Gdy zdecydujemy się także na panele słoneczne niezbędny będzie osobny (dedykowany do paneli słonecznych ) inwerter. Oba systemy wiatrowy i słoneczny będą działać niezależnie. Celowo nie zamieszczam paneli na powyższych schematach aby uprościć rysunki.


Brak komentarzy:

Publikowanie komentarza