4962385183

124 Andrzej Tomczewski

za element niewystarczający i podejmuje się dyskusje o konieczności współpracy turbin wiatrowych ze źródłami alternatywnymi lub/i magazynami energii. Jest to związane głównie z coraz większymi mocami jednostkowymi turbin wiatrowych i budowanych farm wiatrowych oraz włączaniem wymienionych struktur do systemy elektroenergetycznego po stronie wysokiego napięcia.

Bezpośrednie magazynowanie energii elektrycznej o znaczeniu komercyjnym, na obecnym poziomie rozwoju technicznego, jest trudne. Zdecydowanie lepsze rezultaty daje wykorzystanie innych postaci energii. W związku z tym praktycznie wykorzystuje się głównie pośrednie metody magazynowania, w których energia elektryczna najczęściej przekształcana jest do postaci energii elektrochemicznej (akumulatory), ruchu mas wirujących (kola zamachowe - flywheels), pola elektrycznego (superkondensatory - ultracapacitors), pola magnetycznego (nadprzewodzące magnetyczne magazyny energii SMES - Superconducting Magnetic Energy Storage) i sprężonego powietrza (CAES - Compressed Air Energy Storage) [3],

2. CHARAKTERYSTYKA UKŁADU TURBINA WIATROWA -KINETYCZNY MAGAZYN ENERGII

Turbiny i farmy wiatrowe współpracujące z systemem elektroenergetycznym należą do grupy tzw. niespokojnych źródeł energii elektrycznej, co wynika, ze stochastycznego charakteru zmian prędkości wiatru. Ograniczenie wpływu wahań prędkości wiatru, a przede wszystkim wyłączeń turbin wiatrowych związanych z niedostateczną wartością energii kinetycznej wiatru, wymaga połączenia turbiny ze źródłem alternatywnym lub magazynem energii. W pracy rozpatruje się współpracę turbin wiatrowych z kinetycznymi magazynami energii (układy TW-KME). Wybór typu magazynu energii wynika z wymaganych cech układu (szybkość ładowania i rozładowania, głębokość rozładowania, liczba cykli, żywotność) oraz warunków jego pracy, przede wszystkim szerokich zmian temperatury otoczenia tj. od -30°C do +40 °C.

Zadaniem magazynu w tego typu układzie jest dostarczenie energii do systemu elektroenergetycznego w okresach postoju turbiny wiatrowej lub ograniczonego poziomu generowanej przez nią mocy. Przyjęto, że energia z magazynu wykorzystywana jest tylko w przypadku tzw. krótkotrwałych (do 1800 s) przerw w generacji energii elektrycznej. Przerwy długotrwałe (przekraczające 1800 s i dochodzące często do wielu godzin) nie są uwzględniane. Pojemność magazynu musi być dobrana do: parametrów turbiny, warunków wietrzności i założonego minimalnego poziomu mocy wyjściowej P.3Min układu w okresach przerw w generacji energii (prędkość poniżej wartości załączenia dla danego typu turbiny) lub spadku mocy poniżej założonej wartości P.3Min- Zagadnienie doboru pojemności magazynu do pracy w określonych układzie jest złożone i wymaga zastosowania statystyczno-energetycznej analizy