dnes je 11.8.2022

Input:

Případová studie

17.3.2010, , Zdroj: Verlag Dashöfer

6.8.3.1
Případová studie

Ing. Vítězslav Šťastný, CSc. a kolektiv

Nasazení čtyř větrných elektráren do pokusného provozu

Složitou problematiku provozu větrných elektráren nejlépe vysvětlí následující upravená zpráva o pokusném nasazení čtyř větrných elektráren (dále jen VE). Kromě základních technických parametrů je z ní možno vyčíst i mnoho problémů, které byly při návrhu investice opomenuty, nebo nebyly řádně vyhodnoceny jako problematické.

Ke konci 90. let minulého století byl realizován záměr využít větrné poměry v oblasti, která byla vytipovaná jako vhodná. Původní návrh postavit šest větrných elektráren typu VE 315 z důvodu problému na straně dodavatele skončil pouze vybudováním základů. Proto byly v létě roku 1995 na připravených základech pro nedodané VE 315 postaveny čtyři VE, každá o výkonu 400 kW, celkový výkon tedy je 1 600 kW. Vyráběná elektřina je vyvedena z každé VE samostatným kabelem NN do společné transformační stanice vn/0,4 kV s transformátory 2 x 1 000 kVA a dále do sítě vn.

Řízení a chod elektráren

Jednotlivé elektrárny pracují v plně automatizovaném provozu řízeném počítačem, který rozhoduje o veškerých regulačních a ovládacích zásazích na základě informací z velkého množství čidel. Mimo výkonového rozhodování o chodu elektrárny sleduje počítač další údaje o jejím provozu a při vyhodnocení poruchových veličin rozhoduje o jejím odstavení. Celá farma je potom podřízena centrálnímu řídicímu systému, jehož prostřednictvím je také možno kdykoli na dálku získat veškeré informace o provozu elektrárny, případně provádět její dálkové ovládání.

Rozběh elektrárny provádí automaticky po dosažení nastavitelné rozběhové rychlosti větru 3,5 m/s samostatný rozběhový elektromotor 15 kW. Ten po překonání setrvačných sil přenechá rozběh VE působení větru až do oblasti synchronních otáček generátoru, kdy dojde k beznárazovému připojení elektrárny k síti s ohledem na momentální frekvenci.

Technické parametry:

vzdálenost od okolní zástavby zhruba 200 m

jmenovitý výkon 4 x 400 kW

otáčky rotoru 38 /min.

průměr třílistého rotoru 32 m

výška středu rotoru nad terénem 32,6 m

maximální výška stroje s listem
v horní poloze 48,6 m

průměr nosného stožáru max./min. 2,5/1,6 m

Rychlost větru

  • rozběhová 3,5 m/s

  • rychlost maximálního výkonu 12,8 m/s

Mezní podmínky

  • maximální provozní rychlost větru 28 m/s

  • maximální vítr za klidu stroje 60 m/s

  • mezní teplota –20 °C až + 50 °C

Hmotnosti

  • rotor 7 t

  • strojovna 20 t

  • věž 21,1 t

  • kotvicí prstenec 3,5 t

Generátor 3fázový asynchronní

  • otáčky 1 500 / min

  • provozní napětí 3 × 400 / 230 V

  • kmitočet 50 Hz

Technologie:

Použitá technologie

Pro stavbu byla využita provozně neodzkoušená zařízení, neboť se jednalo o prototypové výrobky. Ve fázi montáže a uvádění do provozu se ladila mechanická i elektrická část. Řada problémů se vyskytla s rotory, měnil se úhel náběhu listů rotoru. V důsledku kolize listů rotoru s tělem tubusu došlo k mechanickému poškození listů. Docházelo k "přetáčení“ elektrárny, kdy okamžitý výkon přesahoval až o 400 kW výkon nominální. Zkušební provoz farmy byl povolen MěÚ, nebyl však využit pro vysokou hlučnost elektráren. V nočních hodinách musela být farma odstavena na základě stížností kolem bydlících občanů, především rekreantů. Po uvedeném termínu nebyla stavba zkolaudována a nemohla být tedy trvale provozována. Teprve od jara roku 1999, kdy se farma stala majetkem nynějšího provozovatele, byly zahájeny konečné opravy nedostatků, z větší části vlastními pracovníky. Postupně byla provedena kontrola, demontáž a opětovná montáž spojená s výměnou vadných nebo opotřebených součástí strojního zařízení, zejména provozních brzd a otočí strojoven včetně převodovek otočí. Velké problémy byly i s ovládáním aerobrzd.

Problémy s hlukem

Tím byly v podstatě odstraněny veškeré mechanické závady, méně spolehlivé zůstává ještě natáčení lopatek listů rotorů. Po elektrické stránce je vše v pořádku, problémem je nadále působení statické elektřiny – při bouřkách dochází k proražení čidel, pravděpodobně vlivem rozdělení elektrických částí do gondoly a do rozvaděče u paty tubusu (zahraniční elektrárny mají většinou veškerou elektroniku soustředěnou v gondole).

Před uskutečněným měřením hlučnosti elektráren měřicí skupinou OHES, které bylo z důvodu nepříznivých povětrnostních podmínek odkládáno od září 2000 s dokončením až na jaře 2001, byla největší pozornost věnována dodatečnému snižování hlukových emisí strojního zařízení. Nutno poznamenat, že největší efekt přinesla práce dílenských pracovníků a jejich perfektně odvedená konečná montáž zařízení. Byla provedena dodatečná protihluková opatření, odhlučnění gondol a v současnosti ještě náhrada původního převodového oleje za kvalitnější olej TOP BLEND z výroby americké firmy se zaručenou třídou SAE 80W90 s teplotním rozhraním -34 až +110 °C, krátkodobě i +150 stupňů, po jehož nasazení podle subjektivního hodnocení opět poklesla hlučnost i proti měření z prosince 2000 a jara roku 2001.

Výsledky měření hlučnosti:

Měření prokázalo, že díky souboru všech protihlukových opatření byla snížena hlučnost farmy pod hodnoty, naměřené v r. 1997, zhruba o 3 až 7 dB a bylo dosaženo hlučnosti, požadované hygienickými předpisy pro denní i noční dobu v trvale obydlené části obce. Teoretická možnost překročení těchto hodnot přichází v úvahu jedině při současném nepříznivém působení všech ovlivňujících faktorů – nepříznivý směr větru, tj. SSZ až SSV, letní období (otevřená okna apod.), vlhkost vzduchu, rychlost větru 3,5 až 5,5 m/s (zhruba dnešní náběhová rychlost). Z této skutečnosti vychází i návrh provozního řádu elektrárny, který požaduje zvýšení rychlosti větru pro start elektráren na zhruba 6 m/s, kdy je zaručena minimální doba chodu rozběhových motorů a zaručen ekonomický chod generátorů, dále zákaz startu při uvedeném směru větru, omezení chodu farmy v letním období, což je nutné zejména z hlediska ovlivnění rekreační zástavby, kde nejsou dodrženy hygienické limity v noční době.

Podle výpovědí občanů není subjektivně posuzována tak nepříznivě intenzita hlukového pole, jako monotónnost zvuku, vznikajícího průchodem listu rotoru kolem

Partneři




 


Nahrávám...
Nahrávám...