Napelemek és szélerőművek energiatermelésének valószínűségi alapú vizsgálata

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Hartmann Bálint
Villamos Energetika Tanszék

A megújuló energiát hasznosító szélerőművek és napelemek rendszerintegrációjának nehézségét részben az energiaforrások sztochasztikus rendelkezésre állása adja. A nehezen jósolható termelés miatt a hálózatra gyakorolt hatásokat sem tudjuk a hagyományos erőművekhez hasonlóan becsülni és számítani. Ezzel együtt a megújuló energiaforrásokat hasznosító erőműveknek is meg kell felelni a hálózatra csatlakozás követelményeinek.

A nukleáris és fosszilis üzemanyag felhasználásával üzemelő erőművek energiatermelését már kellő pontossággal tudjuk modellezni, megfelelő becslést tudunk adni a termelési fokozatok változtatásával, például egy blokk leállításával, a termelt energia megváltozására és a hálózati áramellátás ingadozására.

A szélerősség az időjárás változásával órákon belül is ingadozhat, s ez az energiatermelésre is hatással van. E változékonyság eltér a legtöbb hagyományos energiaforrás kezelési lehetőségeitől, utóbbiak jellemzően konstans felhasználásúak, míg a szélenergia nem egy stabil, állandó áramlás eredménye. A helyszínek széljárásának vizsgálata statisztikai módszerrel közelíti a változékonyságot: minden helyszín eltérő adottságokkal bír. Mivel a termelt energia a szélsebesség köbével arányos, így az éves energia kibocsátás jelentős eltéréseket mutathat egyes helyszínek között. A nagysebességű, állandó erejű szél által járt területek nagyobb éves energiatermelésre adnak lehetőséget.

A Nap energiájának vizsgálatánál az alapot az úgynevezett napállandó adja, ami a Föld légkörének határát elérő sugárzás nagyságát mutatja. Rengeteg mindentől függ az, hogy ebből a kinyerhető energiából adott pillanatban mennyi áll rendelkezésre a napelem felületén. Függ az évszaktól, napszaktól, földrajzi szélességtől, tengerszint feletti magasságtól, az adott időjárási viszonyoktól; páratartalom, környezeti hőmérséklet, szélerősség, felhőzet. Fél-, egy napra fókuszáló előrejelzésben a legjelentősebb befolyása a felhőborítottságnak van.

Ha előre jelezhetnénk az egyes szélerőművek, napelemek aktuális napi energiatermelését, akkor egyes fosszilis energiatermelő egységek helyettesíthetők lennének. Ehhez viszont szükséges az időjárási tényezők minél pontosabb előrejelzése, és ezek energiatermelésre, hálózati betáplálásra gyakorolt hatásának alapos vizsgálata. Az elemzések során el tudunk különíteni determinisztikus és sztochasztikus hatásokat. A diplomamunkám során ezeket a hatásokat vizsgáltam.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.