elektroenergetika
ELEKTROENERGETIKA
VESTI

FIRME
BAZA EE

EE BLOG
DOGAĐAJI

FAKULTETI
KNJIGE

ČASOPISI
POSLOVI

LINKOVI
SISTEMI

ISTORIJAT




KNJIGE NA SRPSKOM EEE EEE SLEDEĆA >


V. Mijailović, J. Nahman - Razvodna postrojenja

M . Đurić - RELEJNA ZAŠTITA

M . Ćalović, A.Sarić - EKSPLOATACIJA ELEKTROENERGETSKIH SISTEMA U USLOVIMA SLOBODNOG TRŽIŠTA

S. Vukosavić - Digitalno upravljanje električnim pogonima

Ž. Đurišić - VJETROELEKTRANE

A. Savić, D. Šošić - METODE OPTIMIZACIJE - primena u elektroenergetici

S. Vukosavić - Električne mašine

J. Mikulović, Ž. Đurišić - SOLARNA ENERGETIKA

M. Kostić - Teorija i praksa projektovanja električnih instalacija

N. Rajaković - Analiza elektroenergetskih sistema II

EEEEEE SLEDEĆA >

Prikaz 1 do 10 od ukupno 73 knjiga na srpskom



Web Analytics


Najtraženije: Postrojenja, Relej, Instalacije, Sistem


Ž. Đurišić - VJETROELEKTRANE

KNJIGA VJETROELEKTRANE autora Ž. Đurišić

Godina izdanja: 2019
Izdavači:Akademska Misao/Academic Mind
Jezik: Srpski - Latinica
Povez: B5 tvrdi
Broj strana: 349

Knjiga je koncipirana da bude prvenstveno udžbenik koji pokriva djelove gradiva iz predmeta: Obnovlјivi izvori energije, Integracija obnovlјivih izvora energije u EES i Vjetroenergetika i solarna energetika, koje studenti pohađaju na osnovnim, master i doktorskim studijama na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu. S obzirom na to da sadrži dosta praktičnih iskustava autora u planiranju i projektovanju vjetroelektrana, knjiga podjednako može biti korisna i za kolege inženjere koji se bave: planiranjem, projektovanjem i eksploatacijom vjetroelektrana.



Vjetroenergetika je oblast energetike sa najvećim trendom razvoja u posljednjih dvadeset godina. Razvoj tehnologija vjetroagregata prati i izgradnja proizvodnih kapaciteta, tako da vjetroelektrane u mnogim zemlјama postaju dominantan izvor u pogledu instalisane snage. Planovi dalјeg razvoja vjetroenergetike u Evropi i svijetu su vrlo optimistični, tako de se očekuje da će do kraja 2050. godine vjetar biti jedan od dominantnih primarnih izvora električne energije u svijetu. U Srbiji i regionu već su izgrađeni, ili su u fazi izgradnje, značajni proizvodni kapaciteti vjetroelektrana, koje su priklјučene na srednjenaponsku distributivnu mrežu, ali i na prenosnu mrežu svih naponskih nivoa. U ovakvim dinamičnim uslovima razvoja vjetroenergetike neophodna su znanja iz oblasti planiranja, projektovanja i eksploatacije vjetroelektrana, pa je i knjiga koncipirana tako da bude vodič od ideje do realizacije projekta vjetroelektrane.
Knjiga se u prvom dijelu bavi analizom resursa energije vjetra. Vjetar, kao primarni energent, ima puno specifičnosti, prije svega zbog svoje prostorne disperzivnosti i vremenske promjenlјivosti. Iz tog razloga, istraživanje vjetroenergetskog potencijala predstavlјa inženjerski izazov i zahtijeva blisku saradnju stručnjaka različitih profila (inženjera, meteorologa, urbanista, ekologa,...).

U drugom dijelu knjige analizirane su tehnologije za elektromehaničku konverziju kinetičke energije vjetra i osnovne eksploatacione karakteristike vjetroagregata. Poznavanje principa konverzije energije vjetra u vjetroturbini i savremenih tehnologija za elektromehaničku konverziju od klјučnog je značaja za razvoj stručnjaka u ovoj oblasti, ali je isto tako značajno i za inženjere koji se bave projektovanjem i eksploatacijom vjetroelektrana.

U trećem dijelu knjige dati su elementi planiranja i projektovanja vjetroelektrana na kopnu. Prostorno planiranje vjetroelektrana je glavni zadatak u inicijalnoj fazi razvoja projekta. Optimalno planiranje vjetroelektrane treba uvijek posmatrati kao multikriterijumski optimizacioni problem čija cilјna funkcija nije samo maksimizacija proizvodnje već zahtijeva i kvantifikovanje uticaja vjetroelektrane na okolinu (zauzimanje obradivog zemlјišta, uticaj na ekosistem, socijalni uticaj,...). Osnovni elementi projektovanja vjetroelektrane su takođe obrađeni u knjizi. Cilј ovogo dijela knjige je sagledavanje činilaca bitnih za izbor vjetroagregata i njihovo povezivanje u jedinstvenu funkcionalnu cjelinu. Obrađeni su i osnovni aspekti integracije vjetroelektrana u elektroenergetski sistem, gdje su pokazane mogućnosti učešća ovih izvora ne samo u proizvodnji energije, već i u sistemskim uslugama u pogledu naponske i frekvencijske regulacije, koje obezbijeđuju veću fleksibilnost elektroenergetskog sistema.

Ekološki i ekonomski aspekti proizvodnje električne energije u vjetroelektranama su tema posebnih poglavlјa. Vjetroelektrane su izvori električne energije koji su se prije svega pojavili zbog potreba očuvanja životne sredine u procesu proizvodnje električne energije, tako da moraju takvu ulogu u maksimalno mogućoj mjeri potencirati. Iz tog razloga, svi negativni uticaji na životnu sredinu moraju biti detalјno sagledani i minimizovani kroz planiranje i projektovanje vjetroelektrane, ali i u toku njene eksploatacije. Jedno od poglavlјa je posvećeno vjetroelektranama na moru, gdje su prikazane specifičnosti mora kao posebnog prostora na kojem se mogu prevazići određeni problemi i ograničenja koja se javljaju kod vjetroelektrana na kopnu.

Posljednje poglavlјe u knjizi se bavi monitoringom i dijagnostikom stanja komponenti vjetroagregata. Nagla izgradnja vjetroelektrana u svijetu nije pružila dovolјno praktičnih iskustava, tako da problematika održavanja vjetroagregata ima veoma značajnu ulogu u eksploataciji vjetroelektrana. S obzirom na ogromne gabarite i ekstremne uslove rada vjetroagregata, ovo pitanje je dodatno otežano, a tradicionalni principi preventivnog održavanja se sve više zamjenjuju modernim prediktivnim održavanjem koje obezbijeđuje minimizaciju operativnih troškova i maksimizaciju raspoloživosti vjetroagregata.
S obzirom da na srpskom jeziku ne postoje stručne knjige koje pokrivaju u širem smislu vjetroenergetiku, poseban zadatak ove knjige je bio da predloži terminologiju, kako bi se izbjeglo korišćenje različitih pojmova i slobodnih prevoda određenih termina. U tom pogledu, u knjizi je predložena terminologija koja je u duhu tradicionalnih pojmova vezanih za termoelektrane i hidroelektrane.

S A D R Ž A J
1.UVOD . 1
1.1 Istorijat vjetroelektrana . 1
1.2 Savremeni koncept elektromehaničke konverzije energije vjetra . 3
1.3 Pregled stanja u oblasti vjetroenergetike u Evropi i svijetu . 6
1.4 Pravci budućeg razvoja vjetroenergetike . 8
1.5 Ekonomski i ekološki motivi proizvodnje električne energije iz vjetroelektrana 9
1.6 Mehanizmi podsticaja izgradnje vjetroelektrana . 11
1.6.1 Fiksne otkupne cijene (Feed-in tariffs) 11
1.6.2 Sistem premija (Feed-in Premium) 12
1.6.3 Obavezni ciljevi za obnovljivu energiju (Quota-based Mechanisms). 12
1.6.4 Sistem aukcija (Auction Mechnisms) . 12
1.6.5 Finansijski i poreski podsticaji . 13
2. ENERGIJA VJETRA . 14
2.1 Geostrofski i površinski vjetrovi . 14
2.2 Snaga vjetra . 19
2.2.1 Zavisnost snage vjetra od pritiska i temperature vazduha . 20
2.3 Visinski profil brzine vjetra . 24
2.3.1 Logaritamski model 24
2.3.2 Eksponencijalni model 28
2.3.3 Uticaj stabilnosti atmosfere na visinski profil brzine vjetra 30
2.4 Turbulentnost vjetra 41
3. MJERENJE POKAZATELJA RESURSA ENERGIJE VJETRA NA MIKROLOKACIJI 46
3.1 Anemometri . 46
3.1.1 Anemometri sa šoljicama (Cup anemometri) . 46
3.1.2 Anemometri sa propelerom 47
3.1.3 Ultrazvučni (Sonic) anemometri 48
3.1.4 Laser-Dopler anemometarski sistem – LIDAR . 50
3.1.5 Ultrazvučni-Dopler anemometarski sistem – SODAR 51
3.2 Pokazivači smjera vjetra . 52
3.3 Oprema za akviziciju mjernih podataka . 53
3.4 Montaža mjerne opreme na mjerni stub . 53
3.5 Izbor lokacije za postavljanje mjernog stuba . 59
4. STATISTIČKI POKAZATELJI RESURSA ENERGIJE VJETRA 61
4.1 Priprema mjernih podataka za statističku analizu . 61
4.2 Srednja brzina i gustina snage vjetra . 63
4.3 Ruža vjetrova . 64
4.4 Histogram brzina vjetra 65
4.5 Vejbulova statistika resursa energije vjetra . 67
4.6 Rejlijeva statistika resursa energije vjetra 70
4.7 Dnevne i sezonske varijacije potencijala energije vjetra 73
4.8 Analiza dugoročnog potencijala energije vjetra na ciljnoj lokaciji 75
4.9 Procjena ekstremnih brzina vjetra . 82
4.9.2 Metoda prekoračenja praga . 87
4.9.3 Visinski profil brzine vjetra pri olujnom vremenu 91
4.9.4 Procjena ekstremnih udara vjetra . 91
5. REGIONALNA KLIMATOLOGIJA VJETRA . 93
5.1 Modelovanje prepreka . 94
5.2 Modelovanje hrapavosti terena . 96
5.2.1 Modelovanje hrapavosti terena sa jednolikim objektima . 99
5.2.2 Modelovanje hrapavosti zašumljenih terena 100
5.2.3 Regionalna mapa hrapavosti terena 100
5.3 Modelovanje orografije terena 102
5.3.1 Efekat brda . 102
5.3.2 Mapa orografije terena 104
5.3.3 Efekat tunela . 106
5.4 Regionalna mapa vjetroenergetskog potencijala . 107
5.5 Nesigurnosti u procjeni energetskog potencijala vjetra pri planiranju vjetroelektrana . 109
5.5.1 Nesigurnost mjernih podataka o brzini vjetra . 109
5.5.2 Nesigurnost procjene višegodišnjeg potencijala vjetra . 110
5.5.3 Neizvjesnost budućih varijacija potencijala energije vjetra 111
5.5.4 Nesigurnost visinske ekstrapolacije potencijala vjetra . 112
5.5.5 Nesigurnost prostorne ekstrapolacije potencijala vjetra 114
5.5.6 Ukupna nesigurnost u procjeni brzine vjetra na mikrolokaciji vjetroelektrane 114
6. VJETROTURBINE . 116
6.1 Vjetroturbine sa vertikalnom osovinom 116
6.1.1 Darijusova turbina 116
6.1.2 Savonijusova vjetroturbina . 117
6.1.3 H vjetroturbine 120
6.2 Vjetroturbine sa horizontalnom osovinom 120
6.3 Mehaničke karakteristike modernih vjetroturbina velike snage 122
6.3.1 Betzov zakon . 122
6.3.2 Principi mehaničke konverzije energije vjetra u vjetroturbini . 126
6.3.3 Sila, moment i snaga vjetroturbine . 134
6.4 Idealna karakteristika snage vjetroturbine 139
6.5 Koncepti upravljanja snagom kod realnih vjetroturbina 145
6.5.1 Vjetroturbine sa konstantnom brzinom obrtanja i fiksnim uglom lopatica 145
6.5.2 Vjetroturbina sa promjenljivom brzinom obrtanja i promjenljivim uglom lopatica 148
7. KONCEPTI ELEKTROMEHANIČKE KONVERZIJE ENERGIJE VJETRA . 154
7.1 Vjetroagregat sa indukcionom mašinom sa kaveznim rotorom . 156
7.2 Vjetroagregat sa indukcionom mašinom sa namotanim rotorom i promjenljivim otpornikom u rotorskom kolu . 159
7.3 Vjetroagregat sa indukcionom mašinom sa kaveznim rotorom i pretvaračem u statorskom kolu . 160
7.4 Vjetroagregat sa dvostrano napajanom indukcionom mašinom . 161
7.5 Vjetroagregat sa sinhronom mašinom sa namotanim rotorom . 166
7.6 Vjetroagregat sa sinhronom mašinom sa permanentnim magnetima 168
7.6.1 Konvencionalna mašina sa permanentnim magnetima . 169
7.6.2 Konvencionalna mašina sa permanentnim magnetima sa koncentracijom fluksa . 170
7.6.3 Mašina sa žljebovima i aksijalnim pravcem fluksa . 170
7.6.4 Torusne mašine . 171
7.7 Blok transformator kod vjetroagregata . 172
7.8 Superprovodni vjetrogeneratori 173
8. ENERGETSKI PRETVARAČI KOD VJETROGENERATORA VELIKIH SNAGA 175
8.1 Tipovi energetskih pretvarača kod vjetrogeneratora sa asinhronom mašinom sa kaveznim rotorom i fiksnom brzinom obrtanja . 175
8.1.1 Soft starter 175
8.1.2 Kompenzator reaktivne snage 177
8.2 Tipovi energetskih pretvarača u vjetrogeneratorima sa indukcionom mašinom sa namotanim rotorom 179
8.2.1 Pretvarač za dinamičku kontrolu snage disipacije na eksternom otporniku u rotroskom kolu 180
8.2.2 Back-to-back PWM naponski invertor kao pretvarač za DFIG konfiguraciju 181
8.3 Back-to-back PWM naponski invertor kao pretvarač za punu snagu . 183
9. EKSPLOATACIONE KARAKTERISTIKE VJETROAGREGATA 186
9.1 Stepen iskorišćenja vjetroagregata 186
9.2 Kriva snage vjetroagregata 187
9.2.1 Kriva snage vjetroagregata sa fiksnom brzinom obrtanja i pasivnom (stall) kontrolom snage vjetroturbine 187
9.2.2 Kriva snage vjetroagregata sa promjenljivom brzinom obrtanja i aktivnom (pitch) kontrolom snage vjetroturbine . 188
9.2.3 Histerezis krive snage vjetroagregata . 190
9.2.4 Multimodne krive snage vjetroagregata 191
9.3 Uticaj turbulentnosti vjetra na krivu snage vjetroagregata . 192
9.4 Uticaj gustine vazduha na krivu snage vjetroagregata . 193
9.5 Uticaj atmosferskih padavina na efikasnost vjetroagregata 195
9.5.1 Uticaj snijega na eksploatacione karakteristike vjetroagregata . 195
9.5.2 Uticaj grada na ekspoloatacione karakteristike vjetroagregata . 195
9.5.3 Uticaj kiše na eksploatacione karakteristike vjetroagregata 195
9.5.4 Uticaj ambijentalne temperature na eksploatacione karakteristike vjetroagregata . 196
9.6 Uticaj zaleđivanja vjetroturbina na efikasnost i životni vijek vjetroagregata 198
9.6.1 Zaleđivanje vjetroturbina 199
9.6.2 Efekti zaleđivanja vjetroturbina na krivu snage vjetroagregata . 200
9.6.3 Tehnike za detekciju leda na vjetroturbinama 202
9.6.4 Tehnike za spriječavanje zaleđivanja i tehnike odleđivanja vjetroturbina 203
9.6.5 Procjena gubitaka proizvodnje vjetroagregata usljed zaleđivanja vjetroturbine 205
9.7 Mehanička naprezanja vitalnih elemenata vjetroagregata 206
9.8 Inteligentne vjetroturbine 211
9.8.1 Aktivne tehnike inteligentnih vjetroturbina 212
9.8.2 Pasivne tehnike inteligentnih vjetroturbina 213
10. OSNOVI PROJEKTOVANJA VJETROELEKTRANA 216
10.1 Izbor vjetroagregata . 218
10.1.1 Klasifikacija mikrolokacije u pogledu karakteristika vjetra . 219
10.1.2 Izbor visine stuba vjetroagregata . 223
10.1.3 Izbor prečnika vjetroturbine 224
10.1.4 Izbor nazivne snage vjetrogeneratora 227
10.2 Efekat zavjetrine 230
10.2.1 Parametri koji utiču na efekat zavjetrine 232
10.2.2 Proračun brzine vjetra u zavjetrini vjetroturbina 232
10.2.3 Višestruka zavjetrina 235
10.2.4 Proračun turbulentnosti vjetra u zavjetrini vjetroturbine . 236
10.2.5 Uticaj zakošenja vjetroturbine na prostiranje zavjetrine 238
10.2.6 Meandriranje zavjetrine . 238
10.3 Mikrolociranje vjetroagregata pri projektovanju vjetroelektrana . 240
10.4 Uslovi transporta komponenti vjetroagregata . 244
10.5 Temelji vjetroagregata . 248
10.6 Uslovi montaže vjetroagregata 250
11. GROMOBRANSKA ZAŠTITA I UZEMLJIVAČKI SISTEMI VJETROELEKTRANA . 253
11.1 Mehanizmi atmosferskih pražnjenja u vjetroagregat 253
11.2 Zaštita komponenti vjetroagregata od atmosferskih pražnjenja . 256
11.3 Uzemljivački sistem vjetroagregata . 260
11.3.1 Koncepti uzemljivačkog sistema vjetroagregata 260
11.3.2 Povezivanje uzemljivačkih sistema vjetroagregata u vjetroelektrani . 263
12. INTEGRACIJA VJETROELEKTRANA U ELEKTROENERGETSKI SISTEM 266
12.1 Koncept povezivanja vjetroelektrana na prenosni sistem . 266
12.1.1 Transformatorska stanica za povezivanje vjetroelektrane na EES 267
12.1.2 Optimizacija interne kablovske mreže vjetroelektrane . 270
12.2 Kontrola reaktivne snage vjetroelektrane 271
12.3 Frekvencijska kontrola aktivne snage vjetroelektrane . 273
12.4 Stabilnost rada vjetroelektrane pri poremećajima napona u mreži . 274
12.5 Prijemna testiranja vjetroelektrane . 277
12.5.1 Prijemna testiranje vjetroagregata . 277
12.5.2 Prijemna testiranje SCADA sistema 278
13. VJETROELEKTRANE NA MORU 281
13.1 Pregled tehničkih rješenja temeljenja vjetroagregata na moru . 283
13.1.1 Vjetroagregati sa jednostubnim temeljima 284
13.1.2 Vjetroagregati sa gravitacionim temeljima 284
13.1.3 Vjetroagregati sa tronožnim temeljima 285
13.2 Pregled tehničkih rješenja plutajućih vjetroelektrana . 286
13.2.1 Vjetroagregati sa plovkom (spar bouy). 286
13.3 Koncepti priključenja vjetroelektrana na moru na elektroenergetski sistem 288
13.3.1 Osnovni koncept HVDC sistema veza vjetroelektrane na moru sa postrojenjem na kopnu 290
13.3.2 Multiterminalni HVDC sistem veza vjetroelektrana na moru sa postrojenjima na kopnu . 292
13.3.3 Podmorski visokonaponski (HVDC) kablovi . 293
13.3.4 Koncepti interne kablovske mreže vjetroelektrane na moru . 294
14. EKONOMIJA VJETROELEKTRANA 296
14.1 Struktura troškova izgradnje i eksploatacije vjetroelektrane . 296
14.1.1 Investicioni troškovi 296
14.1.2 Operativni troškovi . 298
14.1.3 Finansijski troškovi 299
14.2 Troškovi proizvodnje električne energije u vjetroelektrani 299
14.3 Proračun bruto godišnje proizvodnje vjetroelektrane . 300
14.4 Procjena gubitaka proizvodnje vjetroelektrane . 301
14.4.1 Neraspoloživost vjetroelektrane . 301
14.4.2 Gubici usljed prejakog vjetra i histerezisa snage vjetroagregata 301
14.4.3 Električni gubici u internoj mreži do mjesta priklјučenja na EES . 302
14.4.4 Gubici usljed neraspoloživosti priklјučne mreže 302
14.4.5 Gubici usljed zaleđivanja i degradacije lopatica vjetroturbine 302
14.4.6 Gubici usljed isključenja vjetroturbine zbog buke i drugih uticaja na okolinu . 302
14.4.7 Ostali gubici 303 14.4.8 Tipične vrijednosti gubitaka snage . 303
14.5 Procjena neto proizvodnje vjetroelektrane . 304
14.6 Nesigurnosti u procjeni proizvodnje vjetroelektrane . 305
14.7 Procjena proizvodnje vjetroelektrane sa zadatom vjerovatnoćom . 307
14.8 Mjere ekonomičnosti projekta vjetroelektrane . 310
14.8.1 Neto sadašnja vrijednost 311
14.8.2 Interna stopa povrata . 312
14.8.3 Indeks profitabilnosti projekta 312
15. NEGATIVNI UTICAJI RADA VJETROELEKTRANA NA OKOLINU . 313
15.1 Uticaj vjetroelektrana na ptice . 313
15.2 Uticaj vjetroelektrana na slijepe miševe 316
15.3 Uticaj vjetroelektrana na akustičko zagađenje okoline 318
15.3.1 Izvori buke kod vjetroagregata . 318
15.3.2 Prenošenje buke vjetroagregata u okolni prostor . 320
15.4 Treperenje sjenke vjetroturbina 324
15.5 Otkidanje ledenica sa lopatica i razlijetanje vjetroturbine . 325
15.6 Vizuelni uticaj vjetroelektrana . 326
15.7 Uticaj vjetroelektrana na moru na životnu sredinu . 328
16. MONITORING I DIJAGNOSTIKA STANJA VJETROAGREGATA 331
16.1 Kvarovi na vitalnim djelovima vjetroagregata 332
16.2 Teorija održavanja vjetroagregata . 335
16.2.1 Preventivno održavanje 335
16.2.2 Korektivno održavanje 336
16.2.3 Prediktivno održavanje . 336
16.3 Raspoloživost vjetroagregata . 337
16.4 Principi monitoringa i dijagnostike stanja komponenti vjetroagregata . 338
16.4.1 Prikupljanje podataka . 339
16.4.2 Obrada podataka 339
16.4.3 Detekcija kvara . 340
16.4.4 Dijagnostikovanje kvara . 340
16.4.5 Procjena preostalog radnog vijeka komponenti vjetroagregata 341
16.4.6 Planiranje remonta komponenti vjetroagregata 342
16.5 Tehnologije monitoringa komponenti vjetroagregata . 342
16.5 Protivpožarna zaštita vjetroagregata . 346
LITERATURA .347