Instalație Eoliană pentru Alimentarea unui Consumator Insular

Capitolul I

STRUCTURA GENERALA A SISTEMULUI EOLIAN

1.1. Necesitatea sistemului

Datorita epuizarii pe plan mondial a rezervelor de combustibili fosili ce actioneaza în mare parte centralele de producere a energiei electrice, se încearca la ora actuala o reorientare asupra surselor neconventionale de producere a energiei electrice, din aceste forme facând parte si sistemele eoliene. Desi folosite în trecut doar pentru aplicatii de mica putere – de obicei pentru aplicatii tip încarcare de acumulatori – datorita progreselor facute în domeniul magnetilor permanenti si al generatoarelor eoliene, se poate discuta astazi de sisteme ce ajung la performante superioare în ceea ce priveste randamentul fata de centralele clasice. (Ex: Generatorul eolian NORDEX 2,5 MW).

Totusi, problemele ce apar la interconectarea acestor sisteme cu Sistemele Energetice Nationale au dus la folosirea unor etaje intermediare electronice de putere pentru conversia, monitorizarea si corectarea parametrilor energetici caracteristici sistemelor eoliene. O schema a unui astfel de sistem eolian este prezentata în figura 1.1.

În general, principiul de gândire asupra sistemelor eoliene a devenit macroscopic, de puteri mari; exista cazuri însa când pot fi implementate si sisteme de puteri mici, de ordinul zecilor de kilowati, pentru alimentarea unor consumatori insulari, în zone în care Sistemul Energetic National nu are acoperire, sau se încearca o diminuare a consumului de la reteaua nationala.

Aparitia pe piata a noi componente semiconductoare, precum si îmbunatatirea parametrilor de lucru ale acestora, face posibila proiectarea si construirea de invertoare de tensiune cu randamente de functionare ridicate si pierderi în comutatie din ce în ce mai mici.

1.2. Structura sistemului

Prezenta lucrare face parte dintr-un proiect de dimensionare a unui sistem eolian pentru un consumator izolat, si are ca obiectiv realizarea unei conversii de putere a parametrilor electrici variabili preluati de la bornele generatorului eolian, în parametri constanti stabilizati oferiti consumatorului final. Sistemul eolian prezentat are în componenta un generator de tensiune, un etaj invertor de tensiune (24-220 V) si instalatia de automatizare aferenta, dupa cum se arata în schema bloc din figura 1.2.1. În cele ce urmeaza, se vor detalia componentele etajului invertor.

Schema bloc este alcatuita din:

- Stabilizator de tensiune;

- Redresor de tensiune;

- Invertor de tensiune;

- Schema de selectare automata a sursei de alimentare a invertorului.

Aceasta schema a fost adoptata pe baza urmatoarelor criterii:

- Necesitatea stabilizarii tensiunii variabile preluate de la generator;

- Folosirea unui banc de baterii pentru continuitatea alimentarii cu tensiune în cazul în care generatorul nu functioneaza;

- Convertirea tensiunii preluate de la generator/baterii trebuie sa se faca la anumiti parametri de calitate (valoarea tensiunii de iesire sa varieze maxim cu ± 10%, valoarea frecventei tensiunii de iesire sa varieze cu maxim ± 1%);

- În cazul în care parametrii de iesire ai invertorului de tensiune nu mai corespund limitelor admise, sa se faca comutarea automata pe sistemul national de distributie;

- Randamentul de conversie al tensiunii oferite de generator sa ajunga la un maxim de 95%.