Instalatii eoliene. Indrumator de inginerie, executie, montare si exploatare a instalatiilor energetice eoliene

DESPRE CARTE

Doresc ca aceasta carte sa ofere cititorului o imagine cat mai exacta asupra a ceeace este energia eoliana, ce posibilitati exista ca ea sa fie cat mai utila omului si mijloacele cele mai eficiente ca ea sa poata fi captata si transformata in forme de energie potrivite consumului omului. Cuprinsul cartii este impartit in opt capitole de sine statatoare, dar legate intre ele prin ideea centrala tratata, avand continuitate.

Capitolul unu prezinta caracteristicile energiei eoliene, marimile caracteristice definitorii ale instalatiilor eoliene, determinarea potentialului energetic eolian local, dezvoltarea industriei energetice eoliene, modul de formare a vanturilor, comparatii cu alte resurse energetice, costuri de producere a energiei electrice folosind energia eoliana.

Capitolul doi descrie insatalatiile de captare si conversie a energiei eoliene in energie mecanica si apoi electrica. Este prezentat un istoric al dezvoltarii de-a lungul timpului a insatalatiilor de captare si conversie a energiei eoliene. Este prezentat impactul asupra mediului inconjurator a dezvoltarii industriei energetice eoliene. Clasificarea dupa marime a turbinelor eoliene, siguranta energiei eoliene in alimentarea cu electrictate a consumatorilor, durata de viata a instalatiilor eoliene si componentele instalatiei eoliene.

Capitolul trei prezinta modul de executie a documentatiei de constructi-montaj pentru realizarea instalatiei pe amplasamentul dorit, obtinerea avizelor necesare pentru executia si a autorizatiei de constructie a instalatiei eoliene.

Capitolul patru descrie ordinea cronologica a operatiilor pentru executia pe teren a unei instalatii de producere de energie electrica folosind energia primara eoliana, probe, masuratori si verificari la terminarea lucrarilor de instalare, necesarul de forta de munca, necesarul de utilaje de mica si mare mecanizare, planul „master” de executie a investitiei, punerea in functiune, returnarea surplusului de energie electrica produsa, neconsumata de consumator in reteaua publica de distributie a energiei electrice, reglajul automat al tensiunii produsa de o turbina eoliana. Modul si perioada de timp in care costul de procurare a echipamentelor necesare realizarii instalatiei, costul lucrarilor de instalare si al punerii in functiune, se amortizeaza, este calculat la finele capitolului.

Capitolul cinci prezinta instructiuni de exploatare, intretinere si reparare a instalatiilor eoliene de producere a energiei electrice.

Capitolul sase descrie noutati in domeniul utilizarii energiei eoliene.

Capitolul sapte prezinta ce sunt si din ce se alimenteaza ca resurse primare energetice, instalatiile hibride de produs energie.

Capitolul opt face o prezentare a Strategiei Energetice a Romaniei pentru perioada 2011-2035, strategie nerealista din cauza ca a fost elaborata inainte de descoperirile de zacaminte de titei din Marea Neagra, din teritoriile nationale maritime si a gazelor de sist din diverse zone ale teritoriului Romaniei.

Capitolul noua prezinta adaptarea legislatiei europene si nationale la pachetul “energie-schimbari climatice”.

Capitolul zece face o prezentare a fenomenelor meteorologice care se produc in atmosfera terestra, cu accent pe vant si circulatia generala a aerului atmosferic. Sunt prezentate principalele tipuri de vant care bat in diferite zone geografice ale globului, atat pe mare cat si pe uscat si in zonele de coasta.

Autorul

CUPRINS

Introducere 9

1. Caracteristicile energiei eoliene 11
1.1. Capacitatea energetica eoliana 11
1.2. Marimile caracteristice definitorii ale instalatiilor eoliene 12
1.3. Determinarea potentialului energetic eolian local 13
1.4. Dezvoltarea industriei energetice eoliene 18
1.5. Formarea vanturilor 22
1.6. Comparatii cu alte resurse energetice. Costuri de producere a energiei 23

2. Instalatii de captare si conversie a energiei eoliene 27
2.1. Scurt istoric al morilor de vant 27
2.2. Pompe de vant 29
2.3. Aerogeneratoare de vant 30
2.4. Parcuri eoliene din largul coastelor si uscat 32
2.5. Impactul asupra mediului inconjurator a dezvoltarii industriei energiei produse de forta vantului 38
2.6. Clasificarea dupa marime a turbinelor eoliene 43
2.7. Siguranta energiei eoliene si durata de viata a instalatiilor 43
2.8. Alte utilizari ale energiei eoliene 44
2.8.1. Transporturi 44
2.8.2. Sport, placere si distractie 46
2.9. Producerea energiei electrice cu sau fara acumulare de energie 47

3. Executia documentatiei pentru realizarea instalatiei 49
3.1. Obtinerea avizelor necesare pentru constructie 49
3.2. Precizari tehnice necesare executiei proiectului 50
3.3. Componentele instalatiei. Specificatii tehnice de echipamente 53
3.3.1. Partea de constructii 54
3.3.2. Partea tehnologica 55

4. Montajul instalatiei eoliene pe teren 80
4.1. Operatii de montaj a instalatiei 80
4.2. Probe, masuratori si verificari la terminarea lucrarilor 86
4.3. Necesarul de forta de munca si Planul master 88
4.4. Returnarea surplusului de energie electrica produsa in reteaua publica de distributie a energiei electrice 90
4.5. Reglajul automat al tensiunii produs de o turbina eoliana 91
4.6. Furnizarea unei energi conform cerintelor sistemului primitor 94
4.6.1. Calculul elementelor necesare 94
4.6.2. Modalitati de realizare 96
4.7. Recuperarea costului investitiei 99

5. Instructiuni de exploatare, intretinere si reparare a instalatiilor eoliene de producere a energiei electrice. Dezafectarea 102
5.1. Instructiuni de exploatare a instalatiilor eoliene 102
5.2. Intretinerea si repararea instalatiilor eoliene 103

6. Noutati in domeniul utilizarii energiei eoliene 105
6.1. Partea neconventionala a energiei eoliene 105
6.2. Turbine Maglev 112
6.3. Noutati privind marirea capacitatii de stocare a energiei 113
6.4. Captarea energiei eoliene la altitudini mari 116
6.5. Turbina eoliana urbana 117
6.6. Turbina eoliana “Suprapower” 118
6.7. Masurarea puterii vantului cu ajutorul sunetului 119
6.8. Monitorizarea si comanda centralizata a componentelor unui parc eolian 119

7. Instalatii hibride de produs energie 122
7.1. Ce sunt sistemele hibride? 122
7.2. Din ce este compus un sistem hibrid de energie alternativa? 123
7.3. Alternativa producerii de energie pe plan local 125
7.4. Sistem hibrid care utilizeaza energia vantului si surse de energie subterane 131
7.5. Instalatie generatoare de electricitate cu ajutorul energiilor eoliene si solare 133
7.6. Instalatie generatoare de electricitate cu ajutorul energiilor eoliene si biomasa 135
7.7. Incalzirea apei din piscina cu ajutorul unei pompe de caldura aer-apa si a unor colectori solari 138
7.8. Aeroportul “verde” 141

8. Strategia Energetica a Romaniei pentru perioada 2011-2035 144

9. Adaptarea legislatiei la pachetul “energie-schimbari climatice” 150
9.1. Directive legislative comunitare 150
9.2. Directive legislative nationale 152
9.3. Domeniul rezervelor de apa mondiale, regionale, nationale 152
9.4. Orizont 2030: demersuri decisive pentru dezvoltarea durabila a Uniunii Europene 154
9.6. Captarea si stocarea dioxidului de carbon 156
9.7. Procesul de globalizare impune “regulile jocului” 158
9.8. Incalzirea globala, realitate sau pacaleala? 159
9.9. Schimbari climatice 163
9.10. Modificarea comportamentului fiintelor vii la schimbarile climatice si fenomene naturale 169

10. Vantul si circulatia generala a atmosferei 171
10.1. Vanturile 171
10.2. Atmosfera si structura sa 176
10.3. Temperatura aerului. Modalitati de incalzire 179
10.4. Presiunea atmosferica 181

Anexe 187
1. Principalele tipuri de turbine eoliene montate in Romania 187
2. Masuri de crestere a eficientei si sigurantei turbinelor eoliene de putere mica 190

Bibliografie 193

INTRODUCERE

Din cele mai vechi timpuri omul a incercat sa foloseasca resurse de energie care erau la dispozitie in locurile unde se afla. Dar de multe ori, omul se deplasa in locuri unde resursele de energie erau la dispozitie, le oferea natura fara sa depuna nici un efort. Mai erau cazuri in care natura punea la dispozitie resurse de energie, dar acestea nu erau potrivite necesitatilor sale de cosum. Din aceste motive omul a incercat sa transforme forma de energie pe care o gasea in natura in forme de energie potrivite consumului.

Vantului este rezultatul activitatii energetice a soarelui si se formeaza datorita incalzirii neuniforme a zonelor de pe suprafetele Pamantului. Miscarea maselor de aer se formeaza datorita temperaturilor diferite a doua puncte de pe glob, avand directia de la punctul cald spre cel rece. Vanturile se formeaza cu predilectie in zone in care sunt indeplinite anumite conditii favorabile de formare a lor. Zonele de litoral care separa suprafata apei de uscat, unde evaporarile de apa sunt mari, in special in zonele calde, ecuatoriale, tropicale, se creaza diferente de presiune atmosferica, fata de zonele de uscat.

In fiecare ora pamantul primeste 1014 kWh de energie solara. Circa 1 – 2% din energia solara receptionata de atmosfera Pamantului, se transforma in energie eoliana. Acest procent intrece de 5-10 ori cantitatea energiei transformata in biomasa de catre toate plantele Pamantului.

Omenirea utilizeaza energia eoliana pe parcursul a catorva milenii, din vechi timpuri si in zilele noastre din ce in ce mai mult. Vantul determina sa functioneze morile de vant, misca corabiile cu panze. Transportul pe ape pe distante lungi nu se putea imagina si realiza fara sa bata vantul.

Energia cinetica a vantului a fost si este accesibila practic in toate partile pamantului. Este atractiva si din punct de vedere ecologic, nu produce emisii poluante in atmosfera, nu formeaza deseuri radioactive sau de alta natura.

Ca sursa energetica primara vantul nu costa nimic. Apare din senin, fara ca omul sa depuna vreun efort sau sa faca vreo cheltuiala. De asemenea aceasta energie poate fi utilizata decentralizat, este o posibilitate de a produce energie individual, este o alternativa buna pentru localitatile mici aflate departe de sursele traditionale sau de retele centralizate de transport si distributie a energiei electrice.

DESPRE AUTOR

Autorul este nascut la Arad unde a terminat liceul teoretic. Studiile superioare le-a facut la Universitatea Politehnica din Timisoara, la Facultatea de Electrotehnica. A lucrat pe santierele energetice, in perioada anilor 1969-1989, la centralele termoelectrice de la Rovinari, Turceni, Paroseni, Isalnita – Craiova, Arad, Anina, Mintia – Deva, hidrocentralele Tismana, Valea Mare, centrala Nucleara de la Cernavoda, ocupand functii de la simplu inginer de montaj si puneri in functiune a instalatiilor, la director de santier si inspector. Cu experienta practica acumulata, dupa 1989, a depus apoi o activitate de initiere, realizare si conducere a programelor de modernizare a sistemului energetic de producere, transport si distributie a energiei electrice, programe finantate cu ajutorul organismelor internationale ca Banca Mondiala si Banca Europeana pentru Reconstructie si Dezvoltare. In perioada 1996 – 2004, a prestat munca de consultant pe probleme de energie al firmelor Lahmayer si Parsons & Co etc. A efectuat studii de fezabilitate si proiecte tehnice la centralele Govora, Brazi, Bacau, Timisoara, Iasi, Combinatul petrochimic Midia – Navodari, privind sistemele de termoficare urbana, alimentarea mai eficiena a consumatorilor industriali tehnologici, reducerea consumului propriu intern de energie electrica si termica. A facut studii de specialitate privind energiile regenerabile in Franta, Marea Britanie, Statele Unite ale Americii, studii organizate de Banca Mondiala sau firme interesate. Aste autorul mai multor carti care trateaza captarea si conversia energiilor regenerabile nepoluante pentru satisfacerea necesarului de energie al oamenilor, in special in conditii de izolare, unde nu exista retea centralizata de energie electrica.