Μέτρηση Της Καμπύλης Ισχύος Μικρών Ανεμογεννητριών Και Βελτιστοποίηση Του Κόστους Παραγωγής Ενέργειας Για Εφαρμογές Χαμηλού Κόστους

Abstract

Ο σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη κι η μέτρηση της καμπύλης ισχύος μικρών ανεμογεννητριών, όπως κι η βελτιστοποίηση του κόστους παραγωγής για την εγκατάσταση μικρών ανεμογεννητριών σε εφαρμογές χαμηλού κόστους και ενδιάμεσης τεχνολογίας. Στα πλαίσια αυτά διεξήχθησαν μετρήσεις για τον υπολογισμό της καμπύλης ισχύος σε αεροδυναμική σήραγγα και σε πεδίο δοκιμών στην οροφή του παλαιού κτιρίου της Σχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου.Αρχικά, αναφέρονται τα βασικά χαρακτηριστικά των μικρών ανεμογεννητριών και πραγματοποιείται εκτενής ανάλυση για την εγκατάσταση τους στο αστικό περιβάλλον, η οποία ακολουθείται από μελέτη για την καταλληλότητα της θέσης μικρής ανεμογεννήτριας ονομαστικής ισχύος 850 W που εξετάζεται στο πεδίο δοκιμών στην οροφή του κτιρίου. Επιπροσθέτως, αναλύεται ο κύριος τρόπος παθητικού ελέγχου σε αυτές τις ανεμογεννήτριες, το γνωστό furling control κι η συσχέτιση αυτού με απορριπτικό φορτίο που συνδέεται στην ηλεκτρική έξοδο μίας ανεμογεννήτριας.Εν συνεχεία, γίνεται αναφορά σε υπάρχοντες ελέγχους και δοκιμές, οι οποίοι πραγματοποιούνται για την πιστοποίηση των μικρών ανεμογεννητριών και γίνεται εκτενής ανάλυση των προδιαγραφών του προτύπου IEC Standard 61400 - 12 για τη μέτρηση της καμπύλης ισχύος.Έπειτα, ακολουθεί η μέτρηση της καμπύλης ισχύος μικρής ανεμογεννήτριας ονομαστικής ισχύος 350 W σε αεροδυναμική σήραγγα και η σχεδίαση και κατασκευή μετρητικού συστήματος για τον υπολογισμό της καμπύλης ισχύος μικρής ανεμογεννήτριας ονομαστικής ισχύος 850 W σε πεδίο δοκιμών σε οροφή κτιρίου. Παρουσιάζονται αποτελέσματα σχετικά με την παραγόμενη ισχύ, την αναμενόμενη ενεργειακή παραγωγή και του αεροδυναμικού συντελεστής ισχύος τους.Τέλος, πραγματοποιείται βελτιστοποίηση του κόστους παραγωγής έξι μικρών ανεμογεννητριών ενδιάμεσης τεχνολογίας ανάλογα με την περιοχή που πρόκειται να εγκατασταθούν. Προκύπτουν αποτελέσματα σχετικά με το πιο οικονομικά κατάλληλο ύψος εγκατάστασης μίας ανεμογεννήτριας και το πιο οικονομικά κατάλληλο μήκος των πτερυγίων της. Ενώ, παρουσιάζεται κι ο χρόνος απόσβεσης μίας τέτοιας επένδυσης για το διασυνδεδεμένο σύστημα της Ελλάδας.