Νέες μέθοδοι για την εκτίμηση και την αξιολόγηση της απόδοσης αιολικών πάρκων Activities - Experience Δρ Δημήτρης Φουσέκης Δρ Νίκος Στεφανάτος Τμήμα Αιολικής Ενέργειας, ΚΑΠΕ
Ακριβής εκτίμηση αιολικού δυναμικού & Βελτιστοποίηση παραγωγής Ελληνική πραγματικότητα Γεωγραφικό ανάγλυφο Ιδιαίτερα σύνθετο πεδίο ροής Καλό αιολικό δυναμικό Δύσκολη πρόσβαση (ιδιαίτερα τον χειμώνα)
Αποτίμηση αιολικού δυναμικού 10μ Ιστοί διερεύνηση αιολικού δυναμικού 160 8.1 m/s 140 Εκτίμηση ενεργειακής απόδοσης Α/Π 120 30μ Ιστοί ελάχιστο απαραίτητο ύψος 50μ Ιστοί μείωση αβεβαιότητας 80μ Ιστοί ακριβής πρόβλεψη Ύψος [m] 100 80 60 7.7 m/s 7.5 m/s 7.1 m/s ( σημερινά ύψη Α/Γ: 1MW: 60μ 2MW: 80μ ) 40 20 0 0 2 4 6 8 10 Ταχύτητα [m/s]
(Δύσκολη) πραγματικότητα
(Δύσκολη) πραγματικότητα Φωτογραφίες: Εναλλακτική Ενεργειακή
(Δύσκολη) πραγματικότητα Φωτογραφίες: Εναλλακτική Ενεργειακή
Νέα όργανα μέτρησης SODAR (sound detection and ranging) LIDAR (light detection and ranging)
SODAR και LIDAR στο Α/Π του ΚΑΠΕ
Δειγματοληψία 3sec / ύψος
Σύγκριση SODAR + Κόστος Ωριμότερη τεχνολογία Ταυτόχρονη μέτρηση ταχύτητας σε πολλά ύψη - Χαμηλός συντελεστής συσχέτισης Αδυναμία μέτρησης >18m/s Ευαίσθητο στον θόρυβο περιβάλλοντος - ανακλάσεις Σημαντικό ποσοστό απόρριψης δεδομένων λόγω χαμηλού SNR Τοποθέτηση >200μ από εμπόδια LIDAR + Ακρίβεια μέτρησης Υψηλός συντελ. συσχέτισης (>0.97) Ευκολία τοποθέτησης Ελάχιστη απόρριψη δεδομένων (κυρίως σε άπνοιες) Μέγεθος μετρούμενης επιφάνειας αέρα ανάλογο της διαμέτρου της Α/Γ - Κόστος
Ενδεικτικά αποτελέσματα μετρήσεων Ταχύτητα ανέμου (m/s) 25 20 15 10 5 cup anemometer lidar Lidar [m/s] 0 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1 501 1001 1501 2001 2501 3001 y = 0.9432x + 0.0485 R 2 = 0.9958 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Cup Anemometer [m/s] Αριθμός 10λεπτων
Ενδεικτικά αποτελέσματα μετρήσεων (RISØ)
Νέα δυναμική - Προοπτικές Αναγωγή μετρήσεων σε μεγαλύτερα ύψη Καινούργιες μέθοδοι μέτρησης πεδίου ροής εντός Α/Π ( π.χ.: Ιστός αναφοράς + lidar σε διάφορες θέσεις ) Αντιπροσωπευτικότερος τρόπος μέτρησης δεδομένου του μεγέθους των νέων Α/Γ αλλά και Τεχνολογίες ανώριμες (ακόμα) για αδιάλειπτη χρήση χωρίς συνεχή επίβλεψη
Έντονη διεθνής ερευνητική δραστηριότητα EU-project: UPWIND RISO, CENER, CRES, QinetiQ, Vestas
Έλεγχος - Βελτιστοποίηση απόδοσης Α/Γ Υπάρχοντα standards: IEC 61400-12-1 (2005) 1.2 1 0.8 MEASNET Power Performance Procedure Ver. 4/2006 P /Pnom 0.6 0.4 0.2 0-0.2 Measured Warranted 0 0.5 1 1.5 2 V /Vnom
Αποτέλεσμα Στην περίπτωση: 10 MW αιολικό πάρκο 8 m/s μέση ετήσια ταχύτητα Κόστος kwh : 0.075 10% λιγότερη παραγόμενη ετήσια ηλ. ενέργεια Απώλεια εσόδων : 200 k P /Pnom 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Measured Warranted ( πολλαπλάσιο του κόστους μέτρησης της ενεργειακής απόδοσης Α/Γ ) -0.2 0 0.5 1 1.5 2 V /Vnom
Συμπέρασμα SODAR και (κυρίως) LIDAR Αναμένεται σε λίγα χρόνια να δώσουν λύση στο πρόβλημα της μέτρησης του αέρα στα (διαρκώς αυξανόμενα) ύψη των Α/Γ Θα συνεισφέρουν στην καλύτερη γνώση του πεδίου ταχυτήτων σε πολλές θέσεις εντός Α/Π, άρα και στην βελτιστοποίηση λειτουργίας τους Εφαρμογή και επί Α/Γ Συνεχής παρακολούθηση και επιβεβαίωση της ενεργειακής απόδοσης Α/Π (σε σχέση με την εγγυημένη), καθίσταται πλέον συνήθης πρακτική