ΑΚΑΔΗΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 2013 Ασκήσεις αξιολόγησης Αιολική Ενέργεια 2 η περίοδος Διδάσκων: Γιώργος Κάραλης

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΑΚΑΔΗΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 2013 Ασκήσεις αξιολόγησης Αιολική Ενέργεια 2 η περίοδος Διδάσκων: Γιώργος Κάραλης"

Ξέρξης Κορωναίος
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΑΚΑΔΗΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 2013 Ασκήσεις αξιολόγησης Αιολική Ενέργεια 2 η περίοδος Διδάσκων: Γιώργος Κάραλης Β Περίοδος 1. Σύμφωνα με το χωροταξικό πλαίσιο για τις ΑΠΕ, επιτρέπεται η εγκατάσταση ανεμογεννητριών σε απόσταση: Α. Μεγαλύτερη από 100μ από οικισμούς και 150μ από παραδοσιακούς οικισμούς Β. Μεγαλύτερη από 1000μ από οικισμούς και 1500μ από παραδοσιακούς οικισμούς Γ. Μεγαλύτερη από 10000μ από οικισμούς και 15000μ από παραδοσιακούς οικισμούς Σωστό το Β 2. Το χωροταξικό πλαίσιο για τις ΑΠΕ ορίζει για τα νησιά ότι: Α) αποτελούν περιοχές Αιολικής Προτεραιότητας, λόγω του πλούσιου αιολικού δυναμικού που διαθέτουν, Β) επιτρέπεται η εγκατάσταση ανεμογεννητριών, αλλά με μικρότερη πυκνότητα από ότι στην ηπειρωτική χώρα, για να μειωθούν οι επιπτώσεις στην ευαίσθητη φυσιογνωμία των νησιών. Γ) η ανάπτυξη των ανεμογεννητριών επιτρέπεται μονάχα στο μέτρο που αυτές εξυπηρετούν τις τοπικές ηλεκτρικές ανάγκες του νησιού Σωστό το Β 3. Ο συντελεστής εκμεταλλευσιμότητας ενός αιολικού πάρκου εξαρτάται από: Α. Το αιολικό δυναμικό της περιοχής B. Τον σχεδιασμό της ανεμογεννήτριας Γ. Την καμπύλη ισχύος της ανεμογεννήτριας Δ. Από την διάταξη των ανεμογεννητριών μέσα στο πάρκο Σωστή απάντηση: Όλες 4. Ο σχεδιασμός των ανεμογεννητριών οδηγεί σε όλο και μεγαλύτερες ανεμογεννήτριες. Αυτή η επιλογή οφείλεται στο ότι: Α. Η ονομαστική ισχύς της ανεμογεννήτριας είναι ανάλογη της επιφάνειας του δρομέα Β. Ψηλότερες ανεμογεννήτριες εκμεταλλεύονται τον άνεμο που αυξάνεται καθ ύψος λόγω του ατμοσφαρικού οριακού στρώματος Γ. Υπάρχει οικονομικό όφελος λόγω οικονομίας κλίμακας Δ. Είναι ευκολότερη η κατασκευή και η μεταφορά μεγαλύτερων ανεμογεννητριών Σωστή απάντηση: Α, Β, Γ σελ. 1 από 6

Μεγαλύτερη από 1000μ από οικισμούς και 1500μ από παραδοσιακούς οικισμούς Γ. Μεγαλύτερη από 10000μ από οικισμούς και 15000μ από παραδοσιακούς οικισμούς Σωστό το Β 2.

2 5. Αν η ονομαστική ισχύς μιας τυπικής ανεμογεννήτριας είναι 2000kW (π.χ. αντίστοιχης αυτής που ορίζει και χρησιμοποιεί το Ειδικό Χωροταξικό Πλαίσιο για τις ΑΠΕ), πόση θα είναι η διάμετρος του πτερυγίου: Α. ~40 μέτρα Β. ~60 μέτρα Γ. ~80 μέτρα Δ. >100 Σωστή απάντηση: Γ (βαρύτητα 1 μονάδα) 6. Το ρόδο του ανέμου είναι μία διαγραμματική απεικόνιση που δείχνει: Α. Τη μεταβολή της ταχύτητας του ανέμου με το χρόνο Β. Τη μεταβολή της κατεύθυνσης του ανέμου με το χρόνο Γ. Τη μεταβολή της ισχύος της ανεμογεννήτριας με το χρόνο Δ. Τη συχνότητα εμφάνισης κάθε κατεύθυνσης και ταχύτητας ανέμου Ε. Ένα εποπτικό διάγραμμα, που με μια γρήγορη ματιά μας πληροφορεί την κύρια κατεύθυνση ανέμου. Σωστά τα Δ, Ε 7. Με ποιο τρόπο επηρεάζει η γνώση της κύριας κατεύθυνσης του ανέμου τον σχεδιασμό ενός αιολικού πάρκου; Α. Καθορίζει την χωροθέτηση των ανεμογεννητριών μέσα στο πάρκο, δηλαδή την θέση των ανεμογνηητριών και την απόσταση μεταξύ τους, ώστε να ελαχιστοποιούνται οι απώλειες λόγω ομόρρου. Β. Τοποθετείται η κάθε ανεμογεννήτρια, στραμένη προς την κύρια κατεύθυνση του ανέμου, ώστε να λειτουργεί το μεγαλύτερο ποσοστό του χρόνου. Σωστή απάντηση: Α 8. Ο συντελεστής ισχύος (επιλέξτε σωστό ή λάθος): Α. ορίζεται ως το ποσοστό της αιολικής ισχύος που δεσμεύει η ανεμογεννήτρια Β. επηρεάζει την ετήσια ενέργεια που παράγει μια ανεμογεννήτρια Γ. Δείνχει την απόδοση της ανεμογεννήτριας για συγκεκριμένη ταχύτητα ανέμου και ταχύτητα περιστροφής Σωστή απάντηση: Α και Γ 9. Η ισχύς μιας ανεμογεννήτριας δίνεται από την σχέση P=1/2 ρ Α V 3 C P. Εξετάζεται η κατασκευή μιας ανεμογεννήτριας 10MW. Προσδιορίστε την ακτίνα της ανεμογεννήτριας, ώστε να λειτουργεί στην ονομαστική της ισχύ για ταχύτητα ανέμου, σελ. 2 από 6

Τη μεταβολή της ταχύτητας του ανέμου με το χρόνο Β. Τη μεταβολή της κατεύθυνσης του ανέμου με το χρόνο Γ. Τη μεταβολή της ισχύος της ανεμογεννήτριας με το χρόνο Δ.

3 15m/s και για συντελεστή ισχύος Cp=20% (πυκνότητα ανέμου 1,2kgr/m 3 ) (βαρύτητα 1 μονάδες Σωστή απάντηση: Με εφαρμογή της σχέσης προκύπτει: =1/2*1,2*π*R^2*15^3*0.2 => R=88,7m 10. Για την εγκατάσταση τριών ανεμογεννητριών ονομαστικής ισχύος 2MW η κάθε μια, έχουν προταθεί 2 θέσεις εγκατάστασης, στην περιοχή του Λόφου (Λ) κοντά στην πόλη ή στην Παραθαλάσσια περιοχή (Π). Δίνεται ο χάρτης που δείχνει την μορφολογία του εδάφους (τετραγωνικό πλέγμα 1km - ισοϋψείς εδάφους ανά 10 μέτρα). Το νησί περιβάλλεται από θάλασσα σε ακτίνα τουλάχιστον 30km σε όλες τις κατευθύνσεις. Ο πληθυσμός είναι εγκατεστημένος σε παραθαλάσσια πόλη, ενώ το εσωτερικό του νησιού σχηματίζει ακατοίκητους λόφους. Σημειώστε ως προς τα παρακάτω κριτήρια ποια από τις δύο θέσεις υπερτερεί (Λ) ή (Π) ή σημειώστε ότι απαιτούνται περισσότερα στοιχεία (Σ) για την αξιολόγηση: Α) Ικανοποιητική έκταση για την τοποθέητηση των Α/Γ. Β) Καλύτερο αιολικό δυναμικό Γ) Καλύτερη ποιότητα αιολικού δυναμικού (χαμηλότερη τύρβη, λιγότεροι στροβιλισμοί) Δ) Χωροταξικά ζητήματα: Μεγαλύτερη απόσταση από την πόλη Ε) Χωροταξικά ζητήματα: Μεγαλύτερη απόσταση από τη θάλασσα ΣΤ) Λιγότερη ακουστική όχληση Ζ) Λιγότερη Οπτική όχληση Αν χρειάζεται σχολιάστε τις επιλογές σας, καθώς και τι επιπλέον πληροφορίες θα ήταν χρήσιμες για τη λήψη τελικής απόφασης ως προς τη θέση εγκατάστασης. σελ. 3 από 6

Δίνεται ο χάρτης που δείχνει την μορφολογία του εδάφους (τετραγωνικό πλέγμα 1km - ισοϋψείς εδάφους ανά 10 μέτρα). Το νησί περιβάλλεται από θάλασσα σε ακτίνα τουλάχιστον 30km σε όλες τις κατευθύνσεις.

4 Σωστές απαντήσεις: Α) Π, Β) Σ, Γ) Π, Δ), Π, Ε) Λ, Ε) Λ, ΣΤ) Π, Ζ) Λ 11. Σύμφωνα με την Ελληνική Νομοθεσία: Α) Ορίζεται ότι τα υφιστάμενα και τα μελλοντικά τοπικά χωροταξικά σχέδια θα πρέπει να εναρμονιστούν με τις κατευθύνσεις και τους περιορισμούς των γενικών και ειδικών χωροταξικών σχεδίων. Β) Τα τοπικά χωροταξικά σχέδια, μπορούν να αποκλείουν περιοχές εγκατάστασης ΑΠΕ, εφόσον τεκμηριώσουν ότι σε αυτές τις περιοχές υπάρχουν τοπικές αντιδράσεις Γ) Τα τοπικά χωροταξικά σχέδια (Γενικό Πολεοδομικό Σχέδιο - ΓΠΣ και Σχέδιο Χωρικής και Οικιστικής Οργάνωσης Ανοικτής Πόλης - ΣΧΟΟΑΠ) αποτελούν το βασικό εργαλείο για τον καθορισμό χρήσεων γης σε τοπικό επίπεδο (π.χ. δημοτικό). Σωστή απάντηση: Α, Γ 12. Σύμφωνα με την Ευρωπαϊκή νομοθεσία στο δίκτυο Natura 2000: Α) απαγορεύεται κάθε είδους ανθρώπινη δραστηριότητα. Β) Μπορεί να αναπτύσσονται δραστηριότητες όπως η ανάπτυξη ΑΠΕ, υπό τον όρο ότι θα γίνουν σοβαρές μελέτες επιπτώσεων και αξιολόγηση εναλλακτικών λύσεων για την ελαχιστοποίηση των επιπτώσεων. Γ) Επιτρέπεται η ανάπτυξη έργων ΑΠΕ, με την προϋπόθεση ότι θα δωθούν αντισταθμιστικά οφέλη στους κατοίκους. Σωστή απάντηση το Β 13. Το σύνδρομο ΝΙΜΒΥ (not in my backyard): Α) Αφορά όλες τις δραστηριότητες που προκαλούν όχληση (σταθμός συμβατικής ηλεκτροπαραγωγής, κεραίες κιντητής τηλεφωνίας, Χωματερές, Ανεμογεννήτριες) σελ. 4 από 6

5 Β) περιγράφει ότι ενώ οι πολίτες είναι γενικά θετικοί ως προς την Αιολική Ενέργεια, αναπτύσσουν σκεπτικισμό ή γίνονται αρνητικοί όταν μια εγκατάσταση προτείνεται στην περιοχή τους. Γ) Αφορά αποκλειστικά τις ανεμογεννήτριες Σωστή απάντηση το Α και Β 14. Ανατρέξτε στο Ειδικό χωροταξικό πλαίσιο για τις ΑΠΕ και βρείτε ( Α) Πώς ορίζεται η τυπική ανεμογεννήτρια (Διάμετρος, Ισχύς) Β) Πόσες τυπικές ανεμογεννήτριες ανά μονάδα επιφάνειας ΟΤΑ επιτρέπονται στις παρακάτω περιπτώσεις (βλέπε άρθρο 7, 8): i) Περιοχές Αιολικής Προτεραιότητας της ηπειρωτικής χώρας ii) Περιοχές Αιολικής Καταλληλότητας της ηπειρωτικής χώρας iii) Σε κατοικημένα Νησιά Σωστή απάντηση: Α) D=85m P=2MW, B) i) 1.05, ii) 0.66, iii) Βρείτε την έκταση της Σκύρου (π.χ. Wikipedia), και προσδιορίστε: Α) Πόσες τυπικές ανεμογεννήτριες επιτρέπονται σύμφωνα με το χωροταξικό πλαίσιο και πόση συνολική εγκατεστημένη ισχύς προκύπτει. Β) Σχεδιάζεται ένα αιολικό πάρκο μεγάλης κλίμακας, που θα αναλάβει και την διασύνδεση του νησιού. Έαν χρησιμοποιηθεί Ανεμογεννήτρια Enercon E-82 E4/3,000 kw ( τότε πόσες ανεμογεννήτριες επιτρέπονται και πόση συνολική εγκατεστημένη ισχύς προκύπτει. Για την εφαρμογή χρησιμοποιείστε τη σχέση του Άρθρου 2 παράγραφος 10. Γ) Εάν υποθέσουμε ένα συντελεστή εκμεταλλευσιμότητας των αιολικών εγκαταστάσεων 40%, τι παραγόμενη ενέργεια θα δίνει το πάρκο, και τι ποσοστό των ηλεκτρικών αναγκών της χώρας θα καλύπτονται (ας λάβουμε ως ετήσια κατανάλωση της χώρας 50TWh); Σωστή απάντηση: A) Έκταση Σκύρου: 223km2, 0.53*223=118.2 τυπικές ανεμογεννήτριες 118*2MW=236MW συνολική εγκατεστημένη ισχύς B) Ν ΙΣ =Ν*D/D τυπ.αγ =118,2*82/85=114 ανεμογεννήτριες Ε *3MW=342MW συνολική εκγατεστημένη ισχύς Γ) 40%*8760*342MW=1.2TWh ή 2.4% των ηλεκτρικών αναγκών της χώρας Α) Εάν το εξεταζόμενο πάρκο στην Σκύρο, στοιχίσει 1500 /kw εγκατεστημένο και επιπλέον η διασύνδεση περί τα 200 εκατομμύρια, εκτιμήστε το κόστος της σελ. 5 από 6

gr/ims/file/thesmiko_plaisio/ex_res_fek_b2464_031208.

6 παραγόμενης ενέργειας από το αιολικό πάρκο σε /kwh. Για την εφαρμογή χρησιμοποιήστε την σχέση του κόστους της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας: ΚΠΕ( /kwh)=(κε*r+κσλ)/e, όπου R=i/(1-(1+i) -N ), R: συντελεστής ετήσιας αναγωγής κεφαλαίου επένδυσης, i: επιτόκιο αναγωγής (π.χ. 6%), Ν: διάρκεια ζωής επένδυσης (20 έτη), ΚΕ: συνολικό κόστος επένδυσης, ΚΣΛ: Ετήσιο κόστος συντήρησης και λειτουργίας (π.χ. 2% του ΚΕ). Β) Συγκρίνετε αυτό το κόστος με την τιμή πώλησης που ισχύει, και αξιολογήστε την οικονομική βιωσιμότητα του έργου. Γ) Εάν το ανταποδοτικό τέλος είναι 3% πόσα χρήματα θα «κερδίζει» ο κάθε κάτοικος της Σκύρου ετησίως; Σωστή απάντηση: Α) R=i/(1-(1+i) -N )= 6%/(1-(1+6%) -20 )=0.087 ΚΕ=342MW*1500*10 3 =+200εκ. = =713εκ. ΚΣΛ=2%*713=14.26εκ. ΚΠΕ=(713* )/1200=0,063 Β) ΚΠΕ<< 0,143, άρα η επένδυση προκύπτει πολύ συμφέρουσα Γ) 3%*1.2*10 9 *0.143/2994=1719,4 /έτος σελ. 6 από 6

επιτόκιο αναγωγής (π.χ. 6%), Ν: διάρκεια ζωής επένδυσης (20 έτη), ΚΕ: συνολικό κόστος επένδυσης, ΚΣΛ: Ετήσιο κόστος συντήρησης και λειτουργίας (π.χ. 2% του ΚΕ).

Σχετικά έγγραφα

Εγγυημένη ισχύς Αιολικής Ενέργειας (Capacity credit) & Περικοπές Αιολικής Ενέργειας

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ AIOΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Διδάσκων: Δρ. Κάραλης Γεώργιος Εγγυημένη ισχύς Αιολικής Ενέργειας (Capacity