Výzkum pro výkonnější větrné elektrárny

Ústav termomechaniky Akademie věd ČR pokračuje ve výzkumu generátorů pro větrné elektrárny.

Pokračující grant Fondu Zelené energie pro Ústav termomechaniky AV ČR, v.v.i., zajistí dokončení výzkumného projektu, který si klade za cíl porovnat různé druhy generátorů používaných ve větrných elektrárnách.Vloni byly porovnány jedny z nejrozšířenějších druhů generátorů - asynchronní přímo připojený k síti a dvojitě napájený s měničem v rotorovém obvodu. V druhé etapě se budou výzkumníci zabývat i dalšími typy generátorů, jako jsou synchronní a asynchronní stroj s měničem nebo dvojitě napájený stroj s dvěma měniči.

"Konečným výstupem by měla být obsáhlá studie na téma porovnání různých druhů generátorů, " vysvětluje záměry svého výzkumného týmu Miroslav Chomát. "Různé přírodní a technické podmínky vyžadují různé technologie a druhy generátorů. Stavitelé elektráren by se měli s rozdíly mezi generátory podrobně seznámit a my bychom jim to chtěli ulehčit."

VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY JSOU CITLIVÉ NA PŘÍRODNÍ PODMÍNKY

Fungování větrné elektrárny ovlivňuje průměrná rychlost větru v místě, rozložení rychlostí větru v čase, kvalita elektrické sítě z hlediska stability a vzdálenosti od páteřní sítě a umístění v topologii sítě. Každé podmínky si mohou vyžadovat jiný generátor. Výzkum podporovaný Fondem Zelené energie by měl právě odpovídat na otázku, jaký generátor se hodí do kterého prostředí.Výzkumný tým vše nejprve simuluje na matematických modelech. Pak zkoumá vlastnosti na zmenšených funkčních modelech a nakonec ověřuje své poznatky v praxi.

NOVÉ TYPY GENERÁTORŮ K TESTOVÁNÍ

Projekt navazuje na výsledky dosažené v rámci stejnojmenného projektu, který byl podpořen Zelenou energií v roce 2007. V předchozí studii byly vzájemně porovnávány vlastnosti generátorických jednotek vybavených asynchronním strojem, které představovaly standard v této oblasti ještě před několika lety, s vlastnostmi jednotek vybavenými dvojitě napájenými stroji, které jsou naopak preferovány v současných instalacích.Nyní by se měla pozornost výzkumníků zaměřit i na další typy generátorických jednotek. Výhodou klasických asynchronních generátorů připojených na sít' přes napěťový měnič je především jejich robustnost. Dvojitě napájený stroj s měničem v rotoru zase představuje ekonomicky výhodnou cestu, jak docílit proměnlivých otáček v určitém požadovaném rozmezí, dodávat do sítě požadovaný jalový výkon a zvýšit využití větrné energie zejména při nízkých otáčkách.Také další druhy elektrických generátorů, které budou v rámci projektu sledovány, mají nepochybně své přednosti, kterých lze v daném konkrétním případě využít. Jedná se především o synchronní generátory s permanentními magnety připojené na sít' přes měniče kmitočtu. Budou analyzovány různé typy strojů s permanentními magnety a sledována jejich vhodnost pro použití jako generátorů ve větrných elektrárnách.

ANALÝZA VHODNOSTI JEDNOTLIVÝCH TECHNOLOGIÍ

Záměrem výzkumníků je doplnit stávající výsledky předchozí etapy řešení projektu tak, aby vznikl ucelený komplex poznatků umožňující zvýšení potenciálu větrných elektráren zejména v podmínkách České republiky. Finálním výstupem by měla být zpracovaná metodika pro vhodnou volbu typu generátorické jednotky větrné elektrárny pro konkrétní podmínky.Cílem projektu je pokračovat v analýze vhodnosti volby typu elektrického generátoru včetně jeho řízení pro větrnou elektrárnu při daných provozních podmínkách a možnostech dané lokality. Hlediskem je optimální využití energie větru a omezení nepříznivého vlivu proměnlivého mechanického momentu na energetickou jednotku.

TESTOVÁNÍ TURBÍN, INTELIGENTNÍ MATERIÁLY

Ústav termomechaniky AV ČR, v.v.i., se zabývá i jinými projekty souvisejícími s ekologií. Připravuje expertízy a modely v oblasti znečištění ovzduší, simuluje havárie s dopadem na životní prostředí a například testuje turbíny velkých elektráren z hlediska tvaru a fungování v běžné zátěži při výrobě elektrické energie. Jeden z týmů ústavu se nyní podílí na prestižním celoevropském výzkumu velkých větrných elektráren s vrtulemi o průměru 150 metrů. Čeští vědci se v tomto výzkumu zabývají materiály, z kterých se vrtule vyrábějí. Tématem číslo jedna jsou zde tzv. inteligentní materiály, které mají paměť a dokážou se samy přizpůsobit podmínkám provozu.