Egy éve üzemel a Kulcsi Szélerőmű Dr. Korényi Zoltán 2001. május 23-án lépett üzembe az elso magyar, közcélú áramszolgáltatói hálózatba integrált 600 kW névleges teljesítményu széleromu. A jelen cikk bemutatja a berendezést és beszámol az elso év üzemeltetési tapasztalatairól. The first Hungarian, in a public utility network integrated wind energy converter (WEC) of 600 kW nominal capacity, was set into operation on May 23rd, 2001. This article presents the equipment and reports on the operatinal experiences. A nemzetközi egyezményekhez igazodva az Európai Unió célul tuzte ki, hogy az összes energiafelhasználásból a jelenlegi 6% helyett 2010-re 12 % legyen a megújuló energia aránya. Magyarországon ezt az arányt a jelenlegi kb. 3%-ról 6%-ra kell növelni. Az E.ON Hungária Rt. is kinyilvánította a szerepvállalását ebben a programban, amikor felkarolta a Stelczer Balázs által kezdeményezett kulcsi széleromu-projektet. A 600 kW névleges teljesítményu széleromu Budapesttol 59 km-re délre, a Duna jobb partján, Kulcs nevu községben, egy domb tetején (tengerszint feletti magasság: 166 m) lévo gyümölcsösben került felállításra. A 2001. május 23-án üzembe helyezett háromlapátos berendezés által megtermelt áram egy 20 kV-os kábelen keresztül kerül a DÉDÁSZ közcélú hálózatába. A megtermelt energia kb. 750 család villamosenergia-igényének felel meg. Egy széleromu megvalósításának négy alapveto elofeltétele van: elegendo szél, hálózati csatlakozási lehetoség, telek (út) és pénzforrások. Szélviszonyok és az eromu karakterisztikája Egy széleromu-beruházás elokészítésének elso lépése a szélviszonyok egy éven áttartó, méréssel történo meghatározása. Kulcson a szélmérés 1999 márciusában indult meg a víztorony tetején, 35 m magasságban, a gödölloi Szent István Egyetemen muködo Magyar Szélenergia Tudományos Egyesület közremuködésével. A mért szélsebességek gyakorisági görbéjét az 1. ábra mutatja, amelybol 6,2 m/s átlagsebesség adódik. Egy adott szélsebesség mellett az elméletileg kinyerheto mechanikai teljesítmény az alábbi egyenlettel határozható meg. P = Cp * /2 * v3 * A ahol: P – teljesítmény, W Cp
– teljesítménytényezo (átalakítási fok), r – a levego surusége, kg/m3 v – szélsebesség, m/s A – rotor által súrolt felület, m2 Az egyenlet megmutatja a szélsebesség jelentoségét, vagyis azt, hogy a kinyert teljesítmény a szélsebesség harmadik hatványával arányos. A gyakorlatban a széleromuvek karakterisztikáját az elso típusokon, a szabványok által eloírt módon végzett mérésekkel határozzák meg. A kulcsi széleromu német ENERCON-cég által szállított, E–40 típusú berendezésének a teljesítménygörbéjét a 2. ábra mutatja. A görbe mentén elhelyezkedo pontok bemutatják a próbaüzemi mérések eredményeit is.
A széleromu felépítése és muködése A széleromu az alábbi fo elemekre tagolható: (1) alapzat, (2) tartótorony, (3) gondola (gépház), (4) lapátkerék, (5) transzformátorház és (6) hálózati csatlakozás. A tartótorony tetején lévo gondola-lapátkerék egység elforgatható. A lapátkerekek önmagukban is elforgathatók. (1) Az alapzat egy 12 m átméroju, 1,5 m mély csonkakúp-szeru vasbeton szerkezet, amelynek az a feladata, hogy biztosítsa a karimás csavarkötéssel rászerelt, kb. 94 tonna súlyú torony stabilitását. Az alapozási munka része volt a villamos földelés elkészítése is. (2) A tartótorony egy enyhén kúpos formájú, alul 2,4 m, felül 1,2 m átméroju, átlagosan kb. 20 mm falvastagságú, acélból készült csoszerkezet. A tartótorony aljában helyezkednek el az elektrotechnikai és irányítástechnikai szekrények. (3) A 4,5 m átméroju gondolában található egy sokpólusú szinkron generátor, egy a tengelyvégre szerelt csúszógyuruvel (gerjesztéshez), a toronyfejet és a lapátokat forgató motorok, a gondolán belüli elektromos berendezések vezérlo szekrénye és a forgórészt reteszelo berendezés. A gondola tetején kapott helyett az üzemi szélméro berendezés. A gépház külso része villámhárítóval is fel van szerelve. (3. és 4. ábra)
(4) A három lapát üvegszál erosítésu epoxigyantából készült. A külso felület egy védoréteggel van bevonva, amely véd a napsugárzás, valamint a környezet mechanikai és kémiai behatásai ellen. A lapátok állásszöge a szélsebesség nagyságától függoen mikroprocesszoros vezérléssel állítható be. A lapátok elso és hátsó élébe villámhárító huzalok vannak beépítve. (5) A különálló transzformátorházban kapott helyett a 0,4/20 kV áttételu transzformátor és az SF6-os villamos megszakító. (6) A transzformátor házat és a közeli utcában található 20 kV-os légvezetéket egy kb. 200 m hosszú kábel köti össze. Ebbol, a legkorszerubb típusok közé tartozó berendezésbol már több mint 2500 darabot telepítettek világszerte. Sajátossága az, hogy a lapátkerék és a generátor egy tengelyen helyezkednek el, szemben a régebbi, kéttengelyes típusokkal, amelyeknél a lapátkerék és a generátor tengelye között egy nyomatékváltó hidalja át a fordulatszám különbségeket. A nyomatékváltó ez esetben a lapátkerék 25–30 min–1 fordulatszámát átalakítja a generátor által igényelt 1000 min–1-re. Ez a konstrukció zajosabb, nagyobb a karbantartási igénye és a meghibásodás valószínusége. Ezzel szemben az egytengelyes megoldás egyszerubb, jobb hatásfokú. A lapátkerékhez érkezo szélbol kivett energia a következo folyamaton keresztül jut be a közüzemi hálózatba:
A széleromu akkor kezdi meg az áramtermelést, amikor a szélsebesség eléri a 2,5 m/s-t. Ennek feltétele az, hogy a 20 kV-os hálózat feszültség alatt legyen, mert az irányítástechnika a hálózat paramétereit tekinti szabályozott jellemzonek, annak megfeleloen állítja be a széleromu által megtermelt áram minoségi paramétereit. A lapátkerék mindig automatikusan a szélirányra
Ha a szélsebesség eléri a 25 m/s értéket, akkor a túlzott erohatások elkerülése érdekében a berendezés leáll. Ez a hálózatról történo leválasztással és egyidejuleg a lapátok szélirányba való beforgatásával megy végbe. A Kulcsi Széleromu fobb jellemzoit az 1. táblázat foglalja össze. A beruházás jellemzoi A projektfejlesztés a szélméréstol az üzembe helyezésig az alábbiak szerint zajlott le: (1) szélmérés: 1999. április – 2000. március (2) a gyártó kiválasztása: 2000. március (3) engedélyezés: 2000. év (4) pályázási folyamat: 2000–2001. év (5) alapozás: 2001.
február (6) a széleromu megérkezése: 2001. május 15. (7) a torony
felállítása: 2001. május 16–18. (8) villamos szerelés: 2001. május 21–22. (9) próbaüzem kezdete: 2001. május 23. (10) a széleromu
átadása: 2001. június 15. A széleromu összeszerelése, és üzembe helyezése mindössze öt napot vett igénybe. A leginkább idoigényes fázisokat az egyéves szélmérés és a pályázási eljárás jelentette. Az építési engedély megszerzése a helyi önkormányzatnál történt, amely tizenhét szakhatóságot vont be. Ezt sikerült problémamentesen lebonyolítani. Kulcskérdés volt a pénzügyi támogatás megszerzése, mert e nélkül a jelenlegi kötelezo átvételi árakon, gazdaságossági alapon, a beruházás nem lett volna megvalósítható. Az idotervezés szempontjából problémát jelentett, hogy a széleromu gyártójával a szállítási szerzodést csak a támogatási pályázatok eredményhirdetése után írhattuk alá. Mivel széleromuveket nem gyártanak raktárra, nem volt könnyu egy rövid távú szállítási határidot elérni. A széleromu teljes beruházási költsége 200 M Ft, ebbol támogatás:
és a kamatmentes hitel:
Üzemeltetési tapasztalatok A Kulcsi Széleromu az üzembe helyezés óta kifogástalanul muködik. A gyártó cég, az ENERCON, az üzemi adatokat telefonkapcsolaton keresztül behívja a németországi gyári diszpécser központjába, ahol a személyzet az esetleges zavart azonnal észreveszi, és azonnal tud intézkedni. Ez a rendelkezésre állási garancia miatt fontos. A kétéves garanciális idoszak alatt a gyártó cég minden karbantartási munkát elvégez, minden zavart elhárít, így az üzemeltetonek csak ellenorzési feladata van. Az üzembe helyezés után a legizgalmasabb kérdés, hogy meg tudja-e termelni a széleromu az elozetes szélmérések alapján számított villamos energiát. Az elso év eredménye azt mutatja, hogy a Kulcsi Széleromu által megtermelt energia megfelel az elozetes szélmérési adatoknak. Az érvényben lévo rendelet szerint a megtermelt villamos energia átvételi kötelezettség alá esik, árát a mindenkori árrendelet határozza meg. A jelenlegi kötelezo átvételi ár:
A változó szélviszonyok napi alakulásától függoen ebbol 14 és 15 Ft/kWh közötti átlagár jön ki.
Környezetvédelmi szempontok Az építési engedélyezési eljárás fontos része a környezetvédelmi hatóság engedélye. A Kulcsi Széleromu minden engedélyt problémamentesen megkapott. Minden energiatermelésnek vannak környezeti hatásai. Azok a hatások, amelyeket egy széleromu okoz, minimálisak.
Fontos szempont a látkép és a tájképbe való illesztés. Az ENERCON cég berendezései olyan, a torony magassága szerint változó, színösszeállítással készülnek, amely az eddigi gyakorlati tapasztalatokat és tudományos eredményeket is figyelembe veszik. Ezt szolgálja a formatervezés is. A hanghatások szempontjából minden tekintetben messze megfelel mind az európai és a hazai eloírásoknak. A hatósági zajkibocsátási mérések azt mutatják, hogy a széleromu által okozott zajterhelés egyrészt határérték alatti, másrészt a környezet alapzajtól nem elválasztható. Felmerül a kérdés, hogy a lapátok mozgása veszélyezteti-e a madarakat. Mivel a lapátkerék lassú forgású, a madarakra semmilyen hatása nincs, sot egyes ragadozó madarak eloszeretettel használják a gépházat megfigyelo helyül. A Kulcsi Széleromu által megtermelt villamos energia a magyar széneromuveket alapul véve a hazai CO2-kibocsátást évente kb. 1800 tonnával tudja csökkenteni. Összefoglalás A Kulcsi Széleromuvel szerzett eddigi tapasztalatok azt mutatják, hogy a magyarországi szélviszonyokra is lehet technikailag muködo széleromuvet telepíteni. Az adott kulcsi helyszínen és az adott magasságban kb. 2000 h/a csúcskihasználási óraszám érheto el. A jelenlegi hatósági villamos energia árakon, amelyek egyébként magasabbak a versenypiaci áraknál, nem lehet széleromuveket vállalkozási alapon, gazdaságosan építeni (az egyszeru megtérülési ido 10–12 év). Egy elfogadható megtérülés csak vissza nem térítendo támogatással, vagy magasabb átvételi árral érheto el. A Kulcsi Széleromu egy új technológiát demonstrál Magyarországon, amely az EU csatlakozás energiatakarékossági eloírásainak teljesítéséhez is hozzájárul. Ennek elismeréseként 2002 márciusában Innovációs Díjat kapott. A széleromu mellett elkészült egy 50 fo befogadóképességu eloadóterem, amely nemcsak a megújuló energiák népszerusítésére, hanem konferenciák rendezésére is alkalmas.
|
