Krzysztof F.

Krzysztof F. inż.elektryk -
elektroenergetyka
automatyka

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

Czy można użyć wiatru do regulacji systemu elektroenergetycznego?

Kierując się zasadą, twoja słabość niech się twoją siłą stanie, pomyślałem sobie kilka lat temu że warto by użyć siły wiatru do regulacji systemu elektroenergetycznego.

Jak to zrobić?

Użyć słabości wiatraków produkujących prąd nie wtedy gdy jest potrzebny, do zwiększenia ilości produkowanej energii w godzinach szczytu.

Jedyną kwestią, niezbyt trudną pozostało co mogło by w tym pomóc?

Rozwiązanie okazało się czyste i nad wyraz proste w stosowaniu.

Zastępowanie zużytych hydrogeneratorów nowymi większej np. 2 razy mocy.

Jak system taki miałby działać? Czy będzie miał wystarczającą sprawność, oraz znajdzie w naszym kraju sprzyjające warunki?
Sprawność układu wiatrak pompa podnosząca wodę do górnego zbiornika, oraz hydrogenerator będzie wystarczająco duża.
Pojemność istniejących w Polsce zbiorników również jest odpowiednia do mocy istniejących hydroelektrowni.
A teraz wystarczy założyć że na otwartym wielohektarowym akwenie zalewu przed tamą powstają wieże wiatraków.
Duży odsłonięty dla wiatru teren zalewu przed tamą powinien być wystarczająco dobry dla instalacji wiatraków.
Wiatrak może bezpośrednio zasilać pompę pobierającą wodę z pod elektrowni, i pompować ją do górnego zbiornika.
Małe straty na przesyle prądu, niewielka odległość pompowania, bez ryzyka pozwalają przyjąć że około 70% (a w praktyce nawet do 90% wyprodukowanej w wiatraku) energii pobranej przez wiatrak od wiatru może w dowolnym momencie oddać do sieci energetycznej hydroelektrownia pracująca na tamie.
Co to oznacza w praktyce?
Że 70% energii pobranej w momencie kiedy jest ona najmniej potrzebna w układzie, można odebrać z hydroelektrowni w godzinach szczytu. Oczywiście wiatraki mogą także produkować energię zasilającą pompy elektryczne.

Układ posiada następujące możliwości regulacji mocy.

Przy pogodzie bezwietrznej i małych poborach mocy z sieci nie pracują wiatrak i hydroelektrownia.

Przy wzrastającym obciążeniu i bezwietrznej pogodzie pracuje hydroelektrownia od mocy minimalnej do maksymalnej powodującej obniżanie poziomu zalewu przez hydroelektrownię pobierającą z zalewu WIĘCEJ wody niż jej niesie rzeka. Przy pogodzie wietrznej, w pierwszym i drugim przypadku najpierw pracuje wiatrak, a dopiero później ewentualne braki pokrywa hydroelektrownia.

Hydroelektrownia nie pracując, powoduje podnoszenie poziomu wody przed tamą, gromadząc w niej energię na okresy czasu w którym zapotrzebowanie na energię rośnie.

Budując pod tamą zbiornik dolny, doprowadza się do sytuacji w której przy silnym wietrze i braku zapotrzebowania na energię elektryczną, wiatrak może tłoczyć wodę ponad tamę, tak aby zawartą w niej energię użyć w najlepszym dla KSE czasie.

Myślę że to dobry pomysł, warty aby zainwestować w niego pieniądze.
Tym bardziej iż posiadając możliwość produkcji prądu w godzinach szczytu można za niego więcej zarabiać podwójnie. Raz za zwiększenie ceny a drugi raz za świadectwa produkcji energii z OZE.

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

ciekawe ale chyba nie ma szans na opłacalność. Budowy jak Porąbka Żar to kwestia ideologii a nie biznesu a jeszcze wiatraki na dodatek ???
Opłaty za świadectwa to żaden zysk, ale ordynarna wymuszona redystrybucja zasobów. Niby skąd biorą się te fundusze ?
Krzysztof F.

Krzysztof F. inż.elektryk -
elektroenergetyka
automatyka

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

Dopiero w takiej konfiguracji przy nadwyżce wiatraków na system, stają się one opłacalne.
Możliwość pracy układu hydrogenerator - wiatrak zawsze wtedy gdy jest szczyt z PEŁNĄ mocą hydrogeneratora, a czasem dodatkowo wiatraka, oraz nieoddawania żadnej mocy do sieci w godzinach najniższego zużycia energii, powoduje że staje się on odmianą elektrowni szczytowej. Układ jest dobrze przewidywalny, jeśli zapora gromadzi ilość wody na co najmniej kilkanaście dni pracy hydrogeneratora w godzinach szczytu. Układ podlega znakomitej regulacji, mogąc oddawać moc w pełnym zakresie pracy hydrogeneratora. Co do świadectw zielonej energii, akurat w przypadku energii z wody jestem jak najbardziej za.
Ten przypadek pozwala znakomicie oszczędzać paliwa, dając szanse na produkcję energii w czasie gdy jest ona najbardziej potrzebna, zmniejszając konieczność droższych regulacji systemu np przy pomocy elektrowni szczytowych.
Biorąc pod uwagę że wiatraki mogą pompować wodę wprost napędzając pompy, (np załączając kolejne pompy włączone równolegle, w miarę wzrostu siły wiatru na oś wiatraka, układ wydaje się bardziej bezstratny niż każdy inny.
Juliusz Grzegorz Sumorok

Juliusz Grzegorz Sumorok Właściciel, P.P.H.U.
Biolinija

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

Krzysztof Fałek:
Dopiero w takiej konfiguracji przy nadwyżce wiatraków na system, stają się one opłacalne.
Możliwość pracy układu hydrogenerator - wiatrak zawsze wtedy gdy jest szczyt z PEŁNĄ mocą hydrogeneratora, a czasem dodatkowo wiatraka, oraz nieoddawania żadnej mocy do sieci w godzinach najniższego zużycia energii, powoduje że staje się on odmianą elektrowni szczytowej. Układ jest dobrze przewidywalny, jeśli zapora gromadzi ilość wody na co najmniej kilkanaście dni pracy hydrogeneratora w godzinach szczytu. Układ podlega znakomitej regulacji, mogąc oddawać moc w pełnym zakresie pracy hydrogeneratora. Co do świadectw zielonej energii, akurat w przypadku energii z wody jestem jak najbardziej za.
Ten przypadek pozwala znakomicie oszczędzać paliwa, dając szanse na produkcję energii w czasie gdy jest ona najbardziej potrzebna, zmniejszając konieczność droższych regulacji systemu np przy pomocy elektrowni szczytowych.
Biorąc pod uwagę że wiatraki mogą pompować wodę wprost napędzając pompy, (np załączając kolejne pompy włączone równolegle, w miarę wzrostu siły wiatru na oś wiatraka, układ wydaje się bardziej bezstratny niż każdy inny.

Panie Krzysztofie pomysł ciekawy i wart rozważenia. Jednak diabeł tkwi w szczegółach ..... ekonomicznych, to o co spytał Pan Marek ja chciałbym rozszerzyć. Czy mógłby Pan podać jakieś choć szacunkowe wskaźniki ekonomiczne takiego rozwiązania?

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

Krzysztof Fałek:
Dopiero w takiej konfiguracji przy nadwyżce wiatraków na system, stają się one opłacalne.

w teorii to bardzo ciekawa koncepcja , ale sądząc z praktyki - nocne nadwyżki prądu to dla energetyki niewielki problem.
Dowód jest bardzo prosty - gdyby tak było , każdy dostawałby standardowo licznik dwutaryfowy , który by zachęcał do poboru poza szczytem. Skoro tak nie jest , byłaby to kolejna kosztowna zabawka dla energetyków.
Nadmienię że od ok 10 lat mam licznik dwutaryfowy , niedawno ZE poszerzył okno II tar. o 2 godziny ale w dalszym ciągu weekendy jest normalnie ORAZ za I tar płacę więcej niż normalnie ....

PS
w swoich rozważaniach pomija Pan wielki koszt inwestycji i znaczną ingerencję w środowisko oraz fakt, że taki układ ma swoją sprawność. Na moje stare oko niższą niż 90%.

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

Panie Marku, ale z opisu nie wynika, że skumulowana energia miałaby być do dyspozycji akurat w nocy.
Pomysł fajny, w sumie w ten sposób (dawno, dawno temu) Holendrzy osuszyli skutecznie swoje depresje. Co za tym idzie, wiatraki nie musiały by być drogie i nowoczesne, tylko tanie, drewniane, old school'owe (tfu! - ekologiczne!) - aby tylko pompy napędzać.

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

no tak, pominąłem tu meritum pomysłu dot wdrożenia wiatraków.
Gdzieś znalazłem orientacyjną sprawność el szc/pompowej - około 80%. Czyli sprawność 30% z wiatraków trzeba pomnożyć przez 80% czyli finalnie sprawność układu = 0,24%. Teraz to trzeba pomnożyć przez nakłady ...czego się nie podejmę
Widziałem raz to jezioro na górze Porąbka Żar - skala inwestycji budzi podziw :), ale czy chciałbym to finansować z własnej kieszeni ? :)

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

W Holandii ktoś wówczas założył, że zysk z upraw pól po ich osuszeniu zrekompensuje nakłady na wiatraki. Jeśli ktoś dziś założy, że zysk z energii opadającej wody zrekompensuje mu koszt instalacji pompującej ją do góry, to niech inwestuje. Jeśli nie ma środków, to tu jest pole do działania dla venture capital. Od publicznych środków... wara.
Maciej W.

Maciej W. Manpower

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

wybudowac 2 zbiorniki wodne dolny i gorny + tame z elektrownia miec dobre warunki wiatrowe + zgoda na budowe i wszystko w tym samym miejscu...
chocby w Polsce nad Baltykiem fjordy wyrosły, bedzie ciezko uzyskac rentownosc :)

a moze ja zle mysle... nasi rzadzacy pracuja nad nowa ustawa
ktora ma wspierac oze tym bardziej im mniej sa rentowne...
i tym mniej im wieksze zyski przynosi.

"...zeby nie bylo niczego..." - Kononowicz Krzysztof

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

Maciej M.:
a moze ja zle mysle... nasi rzadzacy pracuja nad nowa ustawa
ktora ma wspierac oze tym bardziej im mniej sa rentowne...
i tym mniej im wieksze zyski przynosi.

No właśnie. Przed 1989 rokiem upychano ludzi na siłę po zakładach pracy, żeby bezrobocia nie wykazywać. Śmieszne jest to, że z perspektywy dzisiejszych "projektów unijnych" nie ma z czego się śmiać. Historia się powtarza jako farsa.

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

Maciej M.:
wybudowac 2 zbiorniki wodne dolny i gorny + tame z elektrownia miec dobre warunki wiatrowe + zgoda na budowe i wszystko w tym samym miejscu...

a Czarny Staw i Morskie OKO - gotowe !
chocby w Polsce nad Baltykiem fjordy wyrosły, bedzie ciezko uzyskac rentownosc :)

a moze ja zle mysle... nasi rzadzacy pracuja nad nowa ustawa
ktora ma wspierac oze tym bardziej im mniej sa rentowne...
i tym mniej im wieksze zyski przynosi.

"...zeby nie bylo niczego..." - Kononowicz Krzysztof

nasi rządzący to brzmi dumnie - oni tylko dokonują transferu językowego ustaw

"Za dwa lata będziemy płacili za energię elektryczną co najmniej o jedną trzecią więcej niż teraz - informuje "Rzeczpospolita", powołując się na analizy przygotowanych dla Ministerstwa Gospodarki. "
http://biznes.onet.pl/ceny-pradu-ostro-w-gore,18567,48...

prąd zdrożeje i nagle OZE staną się atrakcyjne, szkoda tylko że naszym kosztem
Maciej W.

Maciej W. Manpower

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

Marek R.:

a Czarny Staw i Morskie OKO - gotowe !

a wiatrak na Rysym pozwolenie na budowe polsko słowackie i kasa za rozwoj terenow przygranicznych, status TPN sie zmieni ;) doliny z kablami sie przekopie - nie ma problemu ;)

nasi rządzący to brzmi dumnie - oni tylko dokonują transferu językowego ustaw

"Za dwa lata będziemy płacili za energię elektryczną co najmniej o jedną trzecią więcej niż teraz - informuje "Rzeczpospolita", powołując się na analizy przygotowanych dla Ministerstwa Gospodarki. "
http://biznes.onet.pl/ceny-pradu-ostro-w-gore,18567,48...

prąd zdrożeje i nagle OZE staną się atrakcyjne, szkoda tylko że naszym kosztem
Mysle ze i tak by zdrozal, naszym kosztem, tylko ze te srodki poszly by do Chin Brazyli czy innej Rosji. To pociagnelo by za soba znaczna ich redystrybucje i zmienilo uklad sil na swiecie, dla nas na niekorzystny. Tak sie przynajmniej mowi od nie dawna juz oficjalnie.
Jerzy Górski

Jerzy Górski BMT Eridia Sp. z
o.o.

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

A może inaczej - wiatrak daje prąd elektryczny używany do elektrolizy wody, uzyskany tlen wypuszczamy do atmosfery a wodór gromadzimy w zbiornikach. A w momentach szczytu wodór wprowadzany jest do ogniwa paliwowego, co daje od razu prąd + H2O, lub w ostateczności do klasycznego silnika spalinowego, napędzającego klasyczną prądnicę.
Spotkałem się jakiś czas temu z komercyjną ofertą takiego systemu, tyle, że zamiast wiatraka prądu do elektrolizy wody dostarczały fotoogniwa. Instalacja na dom jednorodzinny o wydajności 3 kW mocy elektrycznej kosztowała wg tej oferty sprzed kilku lat chyba 45.000$.

W każdym razie nikt tu nie zarzuci niekorzystnych oddziaływań na środowisko (nie wytwarza się złowrogiego CO2) co najwyżej zostanie opodatkowany wiatr lub słońce.
Maciej W.

Maciej W. Manpower

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

Jerzy Górski:
Instalacja na dom jednorodzinny o wydajności 3 kW mocy elektrycznej kosztowała wg tej oferty sprzed kilku lat chyba 45.000$.

W każdym razie nikt tu nie zarzuci niekorzystnych oddziaływań na środowisko (nie wytwarza się złowrogiego CO2) co najwyżej zostanie opodatkowany wiatr lub słońce.

45.000*2.8 (cena dolara) = 126.000 zł
3kW *12h dziennie = 36 kWh/dzien lub 13,140 MWh rocznie
w detalu liczac 500zl/MWh mamy 6.570 zl

czas zwrotu inwestycji = 19 lat i 2 miesiące :D

mozna jeszcze wziac kredyt (realnie 22% i moze sie uda dostac dotacje 45%) wtedy czas zwrotu z inwestycji skroci sie i wyniesie 15 lat :)
na druga taka instalacje zaoszczedzimy za 30 lat :D

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

Maciej M.:
Jerzy Górski:
Instalacja na dom jednorodzinny o wydajności 3 kW mocy elektrycznej kosztowała wg tej oferty sprzed kilku lat chyba 45.000$.

W każdym razie nikt tu nie zarzuci niekorzystnych oddziaływań na środowisko (nie wytwarza się złowrogiego CO2) co najwyżej zostanie opodatkowany wiatr lub słońce.

45.000*2.8 (cena dolara) = 126.000 zł
3kW *12h dziennie = 36 kWh/dzien lub 13,140 MWh rocznie
w detalu liczac 500zl/MWh mamy 6.570 zl

czas zwrotu inwestycji = 19 lat i 2 miesiące :D

mozna jeszcze wziac kredyt (realnie 22% i moze sie uda dostac dotacje 45%) wtedy czas zwrotu z inwestycji skroci sie i wyniesie 15 lat :)
na druga taka instalacje zaoszczedzimy za 30 lat :D

chyba że US przypomni że trzeba akcyzę opłacić to może nieco wydłużyć ten proces

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

Jerzy Górski:
A może inaczej - wiatrak daje prąd elektryczny używany do elektrolizy wody, uzyskany tlen wypuszczamy do atmosfery a wodór gromadzimy w zbiornikach. A w momentach szczytu wodór wprowadzany jest do ogniwa paliwowego, co daje od razu prąd + H2O, lub w ostateczności do klasycznego silnika spalinowego, napędzającego klasyczną prądnicę.

wiem że to tylko idea, a do tego gromadzenia potrzebne byłyby chyba sprężarki
Spotkałem się jakiś czas temu z komercyjną ofertą takiego systemu, tyle, że zamiast wiatraka prądu do elektrolizy wody dostarczały fotoogniwa. Instalacja na dom jednorodzinny o wydajności 3 kW mocy elektrycznej kosztowała wg tej oferty sprzed kilku lat chyba 45.000$.

ja znalazłem w necie w parę minut
http://fotoogniwa-sklep.pl/pl/p/SYSTEM-SOLARNY-O-MOCY-...

8kWh / uzysku na ( dobry ) dzień - za prawie 112kPLN :)
W każdym razie nikt tu nie zarzuci niekorzystnych oddziaływań na środowisko (nie wytwarza się złowrogiego CO2) co najwyżej zostanie opodatkowany wiatr lub słońce.
jak się upowszechni to na pewno się opodatkuje...
Krzysztof F.

Krzysztof F. inż.elektryk -
elektroenergetyka
automatyka

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

Panowie
Wiatraki i tamy.
Tamy już mamy. a w nich elektrownie wodne.
Mające moc znacznie ponad standardowy przepływ wody.
(Aby elektrownia mogła nie wypuszczać zbyt dużo wody jesienią i wiosną.)
Wystarczy
a) pogłębić koryto za tamą (co w samo w sobie nie zmieni za nią poziomu wody, a jedynie zwiększy jej głębokość.
b) zainstalować na zalewie wiatraki. (zalew to miejsce gdzie wiatr może hulać, bo brak drzew i terenowych przeszkód.)
A do wiatraków załączyć pompy i generatory.

Zwiększenie kosztów tradycyjnej wiatrowni to pompy i pogłębienie rzeki.
Co inwestycja daje?
Brak konieczności budowy elektrowni szczytowo, pompowych, takich jak Porąbka.
Jeśli dziś ZE odpuszczają w nocnej taryfie 1/3 ceny, to znaczy że tyle kosztuje regulacja systemu.
Więc 33%.
Gdy wieje wiatr, a wiatraków tradycyjnych jest za dużo, trzeba zmniejszać moce tradycyjnych elektrowni, lub nie brać prądu z wiatrowni w którą też zainwestowano.
Co daje pomysł z tamą.
1 nie ma problemu gdy wieje wiatr.
Albo prąd z wiatraków się sprzedaje, albo woda wraca za tamę na czas gdy będzie potrzeba w systemie więcej energii niż system mógłby produkować.
Gdy jest noc odstawia się hydroelektrownię, lub znacznie zmniejsza jej moc, a wiatraki w całości przełącza na pompowanie wody nad tamę, przez co sieć nie musi się martwić co zrobić z niepotrzebną produkcją.
W czasie największego zużycia energii, tradycyjne elektrownie nie muszą być żyłowane tracąc na sprawności, a siła wiatru i hydrogeneratora z tamy idzie na produkcję prądu, najbardziej wtedy potrzebnego systemowi.

Obrazek

Wystarczy popatrzeć na dobowe zużycie energii, aby się przekonać, że to się musi opłacać.Ten post został edytowany przez Autora dnia 17.12.15 o godzinie 23:17

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

Krzysztof Fałek:
Panowie
Wiatraki i tamy.
Tamy już mamy. a w nich elektrownie wodne.

jestem ciekawy , które dokładnie Pan rozważa bo muszą mieć zbiornik wyżej i niżej
Mające moc znacznie ponad standardowy przepływ wody.
(Aby elektrownia mogła nie upuszczaqć zbyt dużo wody jesienią i wiosną.)
Wystarczy
a) pogłebić koryto za tamą (co wsamo w sobie nie zmieni za nią poziomu wody, a jedynie zwiększy jej głębokość.

przed tamą pewnie też i w dodatku trzeba to robić stale ...
b) zainstalować na zalewie wiatraki. (zalew to miejsce gdzie wiatr może hulać, bo brak drzew i terenowych przeszkód.)
A do wiatraków załączyć pompy i generatory.
i wyłączymy zalew z użytkowania
Zwiększenie kosztów tradycyjnej wiatrowni to pompy i pogłębienie rzeki.
Co inwestycja daje?
Brak konieczności budowy elektrowni szczytowo, pompowych, takich jak Prąbka.

konieczności to już dzisiaj nie ma
Jeśli dziś ZE odpuszczają w nocnej taryfie 1/3 ceny, to znaczy że tyle kosztuje regulacja systemu.
Więc 33%.

trudno powiedzieć , energetyka jest ściśle regulowana
Gdy wieje wiatr, a wiatraków tradycyjnych jest za dużo, trzeba zmniejszać moce tradycyjnych elektrowni, lub nie brać prądu z wiatrowni w którą też zainwestowano.

wie Pan doskonale, że generator stawia opór stosownie do pobieranej mocy. Obecnie wiatraków jest mało procentowo i to nie gra roli, ale gdy proporcja ta stanie się znacząca - do niewiadomej związanej z wiatrem - dojdzie i ta...
Krzysztof F.

Krzysztof F. inż.elektryk -
elektroenergetyka
automatyka

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...

Pogłębić należy koryto rzeki za tamą, a w zasadzie stworzyć tam znacznie mniejszy zbiornik niż właściwy. Poziom tego zbiornika byłby na wysokości obecnego koryta rzeki.
W zasadzie służył by on jedynie do pobierania wody za hydrogeneratorem, i pompowania jej przez wiatraki przed.
Co do mocy generatorów, przy obecnej wydłużył by się jedynie czas pracy na max mocy (o ilość energii przepompowanej wiatrakiem pod górkę(nad tamę).
Hydrogeneratory mają moc zależną od ilości wody i jej ciśnienia. W tej koncepcji ciśnienie pozostało by takie samo, jedynie ilość wody by się zwiększyła o pompowaną nad tamę wiatrakami.
Zbiornik pod tamą (za hydrogeneratorem, byłby głębszy niż obecne koryto, co nie powodowało by wielkich zmian naprężeń na tamę pod warunkiem jego lokalizacji w odległości kilkudziesięciu do kilkuset metrów od niej, i umocnienia brzegu najbliższego tamie.
Zbiornik niżej (za tamą i hydrogeneratorem) nie byłby wielką inwestycją.
Ot ilość wody możliwa do przepompowania przez wiatraki w ciągu kilku dni.
Inwestycję taką można by lokalnie powiązać z pompownią wody do ujęcia i oczyszczalni (np) co spowodowało by możliwość pozyskiwania części wody pompowanej przez wiatraki.
Ponieważ wiatrak może pompować wodę na znacznie wyższej wysokości niż tama, wystarczy aby jego pompa miała wysokość podnoszenia nieco większą niż tama. będzie on bowiem zasysał wodę za generatorem.
W miarę wzrostu mocy wiatru można by dołączać do wiatraka kolejne stopnie pompy, zwiększające przepływ bez zwiększania wysokości podnoszenia pompowanej wody pierwszą z pomp wzbogacając np o sprzęgło hydrokinetyczne.Ten post został edytowany przez Autora dnia 17.12.15 o godzinie 23:21
Piotr Kołodyński

Piotr Kołodyński wynalazca,
racjonalizator (5
patentów)

Temat: Czy można użyć wiatru do regulacji systemu...


Obrazek



Obrazek

Następna dyskusja:

Przeciwdzialenie globalnemu...




Wyślij zaproszenie do