VETROGENERATORI.doc

Visoka škola tehničkih strukovnih studija

Diplomski rad

1. UVOD Poče Početa takk XX XXII vek vekaa obe obele leže ženn je inte intenz nziv ivni nim m pora porast stom om potro potrošn šnje je svih svih vidov vidovaa energije u svetu, a naročito fosilnih goriva, nagoveštavajući da bi ona uskoro mogla biti potpuno iscrpena !o je dovelo do nastavka rasta cena nafte, gasa i drugih energenata, koji koji je započeo započeo u zadnjo zadnjojj decenij decenijii XX vek veka, a, ali i do global globalne ne zabrinu zabrinutos tosti ti za budu buduće će izvore energije i razvoj čovečanstva "ruga karakteristi karakteristika ka ovog perioda je nastavak nastavak povećanja koncentracije koncentracije štetnih štetnih gasova u atmosferi atmosferi #prvenstveno #prvenstveno $%&', kao posledice posledice intenzivnog intenzivnog korišćenja korišćenja fosilnih fosilnih goriva, goriva, uprkos opšte prihvaćenom sporazumu o smanjenju emisije ( )joto protokolu iz *++ god %va dva trenda trenda,, kon konsta stanta ntann rast rast potroš potrošnje nje i cena cena i intenz intenzivi iviran ranje je pos posled ledica ica efekat efekataa staklene bašte, uz ograničenje ili zabranu korišćenja atomske energije, navele su razvijene zemlje, a pre svega zemlje -vropske unije, da se na samom kraju XX veka okrenu širem korišćenju obnovljivih izvora energije . tom periodu -vropska .nija je koristila tek /0 energije dobijene iz obnovljivih izvora #uglavnom hidro energija i bio masa', dok je čak +0 bilo iz fosilnih izvora ( nafta i derivati de rivati 1*0, gas && 0 i ugalj */0 #slika **' )aoo posl )a posled edic icaa takv takvee orij orijen enta taci cije je,, doneš donešen enaa je dire direkt ktiv ivaa -vro -vrops pske ke .nije .nije &22*33-$ , koja je polazeći od stanja *++4 god zacrtala da se do &2*2 god udeo 5zelene6 energije u ukupnoj potrošnji energije poveća sa /0 na *&0 %va odluka bila je od ključnog značaja za nagli razvoj korišćenja svih vidova obnovljivih izvora

7lika ** ( 8aspodela primarnih izvora energije u -. #*++4god'

(9(


Diplomski rad

.potreba obnovljivih izvora za proizvodnju električne energije od posebnog je interesa, s obzirom obzirom da je ona najpogodniji najpogodniji i najkvalitet najkvalitetniji niji oblik za korišćenje korišćenje . vreme donošenja donošenja pomenute direktive -. #*++4', učešće obnovljivih izvora u proizvodnji električne energije u *: zemalja -. bio je izme;u *,*0 #e;utim, >e;utim, mogućnosti mogućnosti za povećanje povećanje korišćenja korišćenja hidro energije energije izgradnjom izgradnjom velikih velikih hidro(elektrana su bile veoma ograničene iz prostog razloga što su svi značajniji rečni tokovi već bili iskorišćeni ili njihovo korišćenje nije bilo isplativo, zbog ekonomskih, ekoloških ili drugih razloga !o je bio razlog zašto se pažnja istraživača, konstruktora, industrijalaca, investitora i drugih okrenula ka energiji vetra i sunca, kao oblika kod kojih efikasnost efikasnost pretvaranja pretvaranja i razvijena razvijena tehnologija tehnologija pružaju najpovoljnije najpovoljnije uslove, ali i do sada zanemareni malim rečnim tokovima, brzim potocima, kanalima za postavljanje malih hidro(elektrana )ao rezultat te orijentacije došlo je do intenzivnog razvoja tehnologije, pre svega, vetroelektrana, po stepenu, koji je jedino poredljiv sa progresom u računarskoj industriji

7lika *& ( .deo obnovljivih ob novljivih izvora uproizvodnji elek energije

"eset godina kasnije, krajem &22 god, udeo obnovljivih izvora u ukupnoj potrošnji energije u -. od : ?@ ?@,, značajno se popravio #slika *9' "ve godine pre postavljenog cilja od &&0, obnovljivi izvori premašuju plan, odnosno učestvuju već sa &90 I dalje dalje najveć najvećii udeo imaju imaju velike velike hidroe hidroelek lektra trane ne #*:0', #*:0', ali sada ozb ozbilj iljan an izvor izvor postaju i elektrane na vetar #0' %stali obnovljivi izvori imaju veoma skromno učešće #biomasa *0, sunce u grupi ostalih izvora' . periodu &222(&22 god najveći rast

(1(


Diplomski rad

instalisa instalisanih nih kapaciteta kapaciteta imaju elektrane elektrane na gas #/,/ ?@', pa vetroelektr vetroelektrane ane #1/,4 ?@', dok kapaciteti termoelektrana,elektrana na mazut i nuklearnih značajno opadaju #ukupno 9&,&?@'

7lika *9 A a' .deo primarnih izvora energije za proizvodnju električne energije u -. #kraj &22', b' Betopromena instalisanih kapaciteta u >@&222(&22 god

-vropska komisija *++ god zacrtala da se do &2*2 god postavi 12 ?@ vetroelektrana, ali je taj cilj premašen već &22: god Bova lestvica je &22: godine podignuta na čak 4,4 ?@, s tim da je udruženje -@-= #-uropean @ind -nergC =ssociation' taj cilj postavilo na 42?@ 42?@ >e;utim, ako se nastavi sadašnji tempo razvoja i ovo će biti dostignuto znatno pre roka, tj tj već tokom &22+ god >oze se videti videti sa slike *1 %vakav rast rast se može poredi porediti ti samo samo sa rastom rastom računars računarske ke indust industrij rijee ili nuklearn nuklearnee indust industrij rijee #D/2(D2 2((tih god XX veka', a', tako da je industrija vetroelektrana jedn dnaa od najpropulzivnijih I posle &2*2 god se predvi;a intenzivan rast ove industrije u -. Projekcije, koje su postavljene do &292 god ukazuju da se očekuje nastavak ovakvog trenda #prema projekcijama -@-=' ili blago usporavanje #prema -vropskoj komisiji' komisiji'

(:(


Diplomski rad

7lika *1( Projekcije rasta instalisane snage vetroelektrana u -. po -vropskoj komisiji #crvena linija' i po udruženju -@-= #plava linija' Bajnoviji planovi razvoja energetike u -. do &2&2 god na bazi odluke šefova zemalja -. na sastanku u ože se uočiti značajan porast udela vetroelektrana sa *10 u &22: na 9:0 u &2&2, ali i nagli rast kapaciteta solarnih elektrana sa zanemarljivih 2,90 u &22: na značajnih *9,*0 u &2&2 god %vakav rast korišćenja obnovljivih izvora energije #%I-' u proizvodnji električne energije traba da poveća udeo %I- sa *:,&0 u &22: na čak 120 u &2&2 god

7lika *: ("oprinos %I- upotrošnji električne energije u -.(projekcija do &2&2prema -. 8eneEable -nergC "irective. (/(


Diplomski rad

. svetu, tako;e se ubrzano podižu kapaciteti za dobijanje električne energije iz energije vetra !aj rast je eksponencijalnog karaktera i praćen je velikim ulaganjima, kako država tako i privatnih investitora Ba slici */ je predstavljeno trenutno stanje u svetu, kao i projekcija do &2*& god >ože se uočiti nagli razvoj u narednih pet godina kada svetski kapaciteti treba da se utrostručeF

7lika */( 8azvoj kapaciteta vetroelektrana u svetu #Gpredvidjanja'

. daljem periodu, očekuje se nastavak ovakvog trenda Ba slici * predstavljen je trend porasta instalisane snage vetroelektrana u poslednjih par godina, sa projekcijom do &2&2 godine i uticajem na smanjenje emisije $%& Hidi se da se značajniji uticaji na smanjenje emisije $%&, kao glavnog uzroka globalnog zagrevanja, očekuje tek u narednom periodu, kada kapaciteti vetroelektrana postanu značajniji, a njihova upotreba ustali

((


Diplomski rad

7lika * ( Instalisana snaga vetroelektrana u -. sa projekcijom rasta do &2&2 god i uticaj na smanjenje emisije $%&

7tanje instalisanih kapaciteta u -vropi sa podacima sa kraja &22 god, prikazano je na slici *4 i ono iznosi preko :/ ?@ Prikaz po zemljama je dat na slici *+ >ože se uočiti da najviše vetroelektrana #skoro 120' ima u Bemačkoj, pa u paniji #&0', a da u ovom pogledu prednjače još i "anska, Italija, Jrancuska, Helika alti i u 7loveniji'

(4(


Diplomski rad

7lika *4 ( Instalisani kapaciteti vetroelektrana u -vropi #kraj &22'

7lika *+ ( .deo instalisani kapaciteta vetroelektrana po zemljama #kraj &22' (+(


Diplomski rad

. 7rbiji nema ni jedne ozbiljnije vetroelektrane, koja bi proizvodila električnu energiju iz energije vetra >e;utim, u toku su pripremni radovi za definisanje lokacija, razrade pravnih okvira i preciziranja finansijskih i nefinansijskih uslova realizacija izgradnje vetroelektrana . tome inicijativu imaju >inistarstvo rudarstva i energetike, =gencija za energetsku efikasnost, Pokrajinski sekretarijat za energetiku i mineralne sirovine =PH, kao i zainteresovane institucije ( 8epublički hidrometeorološki zavod, 7=B., %7$-, -lektroprivreda 7rbije, te lokalne samouprave Pojavljuje se i odre;en broj privatnih investirora, koji ove radove obavljaju za specifične lokacije

( *2 (


Diplomski rad

2. Energija vetra . cilju iskorišćenja energije vetra potrebno je odrediti mikro lokaciju, tj mesto na kome vetar ima najviše raspoložive energije i na kom će vetroenergetski sistem najviše te energije prevesti u upotrebljiv oblik 7 obzirom da tehnički uslovi omogućuju korišćenje vetra na visini do *:2m od tla, problem odre;ivanja mikro lokacije je veći zbog izražene turbulencije i pratećih efekata "a bi se počelo sa eksploatacijom energije vetra potrebno je proceniti najbolje lokacije za postavljanje vetrenjača Bormalno, lokacije će biti na mestima sa najkvalitetnijim vetrom u smislu njegove brzine odnosno snage i čestine !akva mesta nije jednostavno odrediti Potrebno je vršiti brojna merenja i proračune )ako idealna merenja pa i merenja karakteristika vetra nisu moguća, to se vrlo malo karakteristika može predstaviti tačnim fizičkim zakonima, pa se za njihvo odre;ivanje koriste empirijske i statističke metode . daljem izlaganju prikazaću kako izgledaju neki proračuni za ocenu kvaliteta vetra Pokazaću kako se izračunava energija vetra, od čega zavisi, kao i prateće pojave koje utiču na ukupno iskorišćenje energije vetra #zavisnost od gustine vazduha, visine stuba, turbulencije itd'

2.1 Osnovni pojmovi energije vetra Hetar je horizontalno strujanje vazdušnih masa nastalo usled razlike temperature, odnosno prostorne razlike u vazdušnom pritisku Hetar je posledica 7unčevog zračenja, a na njegove karakterisitke u velikoj meri utiču i geografski činioci 7lika #&*' Hetar na nakom području može biti posledica primarnih strujanja vazdušnih masa koje nastaju zbog globalne raspodele vazdušnog pritiska #usled promene godišnjih doba' i sezonskih cirkulacionih kretanja vazdušnih masa #ciklona i anticiklona' %vakvi vetrovi se nazivaju globalnim 7 obzirom da su globalni vetrovi visinski oni se ne mogu koristiti za pogon vetrogeneratora, ali ih treba poznavati jer utiču na vetrove u nižim slojevima atmosfere

( ** (


Diplomski rad

7lika &* Bastajanje vetra Lokalni vetrovi predstavljaju kretanje vazdušnih masa u prizemnom sloju atmosfere Bastaju zbog lokalnih razlika u atmosferskim pritiscima Lokalni vetrovi mogu biti različitih osobina što u velikoj meri zavisi od površine tla #ravnica, planine, doline, naselja, šume itd', njenih osobina #kamenita, peščana, vodena, snežna teritorija' i osobina vazdušnih masa koje su uključenje u strujanje 7 tim u vezi javlja se efekat lokalnog povećanja brzine vetra Ba primer, vetar je intezivniji na vrhu brda nego u podnožju !unel efekat je ubrzavanje vetra izme;u dva brda koja na vetar deluju kao prirodni levak %vaj i slični efekti mogu povećati brzinu vetra i do 920, što višestruko povećava njegovu snagu %sim svojih pozitivnih efekata, u graničnom površinskom sloju postoje različite prirodne i veštačke prepreke koje uzrokuju i negativne efekte smanjenja brzine vetra i pojavu turbulencija, što znatno utiče na kvalitet vetra kao primarnog energenta Hetrovi ne moraju biti posledica globalnog kretanja vazdušnih masa već mogu nastati i kao posledica delovanja geografskih faktora na lokalnom području

( *& (


Diplomski rad

2.2 Istorijat vetroenergetike

Ljudska vrsta koristi energiju vetra još od davnina Primena energije vetra seže u vreme prvih civilizacija, kada se energija vetra koristila za pogon čamaca na reci Bil #:222 godina pre Krista', a oko 22 godine pre Krista, u današnjem =vganistanu, pojavile su se prve vetrenjače koje su služile za mlevenje žitarica !okom XIX veka u 7evernoj =merici je bilo instalirano na hiljade vetrenjača, koje su uglavnom bile korišćene za pumpanje vode na farmama i plantažama Početkom XX veka u 7="(u masovno su korišćene prve male vetrenjače za proizvodnju električne energije, ali su mnoge od njih prestale sa radom tokom tridesetih godina, zbog intenzivnog proširenja elektrodistributivnog sistema i do najudaljenijih naseljenih područja Proizvodnja električne energije iz vetra doživela je nagli porast tokom naftne krize početkom *+2(ih, ali je tek *+42(ih godina prošlog veka doživela izuzetan rast primenom novih tehnoloških dostignuća %d *+42 godine vetroenergetika je snažno napredovala, kako u instaliranoj snazi tako i u obimu proizvodnje Mak pre nekoliko godina vetroturbina od :22 k@ bila je svojevrsna senzacija "anas vetroturbine od *2 do &: >@, s prečnikom rotora od :2 do +2 metara, već predstavljaju standardna rešenja Ba slici && prikazan je razvoj tehnologije vetroturbina

7lika && 8azvoj tehnologije vetroturbina

( *9 (


&9

Diplomski rad

Vetar- ekološki ivor energije

Hetar predstavlja neiscrpan ekološki izvor energije čiji globalni potencijal višestruko prevazilazi svetske potrebe za električnom energijom )orišćenje energije vetra u proizvodnji električne energije je počelo da se razvija tridesetih godina dvadesetog veka i tada je počela izgradnja prvih vetroelektrana ( postrojenja za elektromehaničku konverziju energije vetra "anas vetroenergetika predstavlja granu energetike koja se najbrže razvija, kako u pogledu tehnologije, tako i u pogledu porasta instalisanih vetroelektrana u svetu #slika &9'

7lika &9 Porast instalisanih vetroelektrana u svetu Hetroelektrane koriste kinetičku energiju vetra, koju pomoću turbina na vetar pretvaraju u mehaničku i dalje, preko električnih generatora, u električnu energiju . prilog većem korišćenju vetrogeneratora idu zajedno ekonomija i ekologija %ko :0 svih svetskih vetroelektrana je instalirano u zemljama -vropske .nije #-.' -. iz instaliranih 91 1// >@ #decembar &221' podmiruje oko 90 ukupnih potreba za električnom energijom Bemačka je vodeća zemlja po broju instalisanih vetroelektrana sa ukupno */ /&+>@ vetrogeneratora, što je duplo više nego snaga svih elektrana u 7rbijiBajveći udeo vetroelektrana u proizvodnji električne energije ima "anska, koja iz 9 ** >@ instalisanih vetroelektrana podmiruje preko &20 svojih

( *1 (


Diplomski rad

potreba za električnom energijom &1

Energetski sadr!aj vetra

%snovni cilj vetroturbine je pretvaraje kinetičke energije vetra u mehaničku energiju, pa u sledećoj transformaciji u električnu Iz tog razloga bitan parametar je količinu korisne energije vetra Beka vetar duva s leva na desno brzinom H , kao što je pokazano na slici &1 8adi uprošćenja neka je vetar stalan, tj neka su pravac i brzina vetra konstantni Hazduh je konstantne gustine ρ. Ba temperaturi &2N $ gustina na nultoj nadmorskoj visini je oko *,& kg3m9 i ovu vrednost se može koristiti u većini slučajeva Hećina savremenih vetrenjača su sa horizontalnom osom rotacije, koja je paralelna ili skoro paralelna sa pravcem vetra =ko je prečnik kruga koji opisuju elise R, tada je površina koju zahvata vetrenjačaO =  Q8 & 2

7lika &1 ( -nergetski tok kroz površinu rotora 7ada se može odrediti količinu kinetičke energije vetra, koja prolazi kroz površinu zahvatanja u jedinici vremena, što predstavlja snagu koja je bitna kod projektovanja vetrenjača Ba desnoj strani slike &1 prikazana je elementarna zapremina vazduha, koja će proći kroz zamišljenu površinu A #površinu rotora' -lementarna zapremina je proizvod površine, ΔA, i dužine normalne na nju, δx, tako da je njena masa ρ ΔA δx, pa je kinetička energijaO E k  * 3 &   A x 2&

#*'

Hreme prolaska elementa kroz površinu A je δt, pa je ΔX = y!t. Promena kinetičke ( *: (


Diplomski rad

energije koju unosi element za vreme δt jeO  #  E k '  * 3 &   A 2 t  2&

#&'

7umiranjem svih elemenata po površi A dobija se ukupna promena kinetičke energije kroz površ A,  E k  * 3 &  A 29 t

#9'

)ada δt teži nuli dobija seO !E k 3 !t  " #  * 3 &  A 29

#1'

gde je snaga vetra  # , promena kinetičke energije u vremenu %va jednačina je izuzetno važna, jer pokazuje da snaga zavisi od kuba brzine vetra )ada bi se vazduh iza turbine zaustavio tada bi turbina preuzela svu energiju tj snagu vetra >e;utim, vazduh ima neku brzinu pri izlasku, energija se delimično gubi na trenje te turbina iskorišćava samo jedan deo te energije, u najboljem slučaju razliku kinetičkih energija ispred i iza turbine7lika #&:'

7lika &: (
"obijena snaga je u stvariO "  * 3 &c p  A29

( */ (

#:'


Diplomski rad

gde je c p koeficijent snage koji zavisi od brzine i turbulencije !eorijska vrednost koeficijenta snage za idealnu turbinu je 2,:+9 i to je
#/'

"akle, @E3= zavisi samo od gustine vazduha i brzine vetra )oličnik snage i površine rotora #&A naziva se gustina snage vetra "D# 'in!$#er %ensity( i dat je u @3m& )ao što je pokazano u #/' , gustina snage vetra '$%( je direktno srazmerna gustini vazduha R , koja je definisana kao 

 m 3 )

'*(

)inetička energija pokretnih tela srazmerna je njihovoj masi #težini' )inetička energija vetra zavisi od gustine vazduha, tj mase u jedinici zapremine "rugim rečima, što je vazduh StežiS, turbina dobija više energije Ba normalnom atmosferskom pritisku i na *:N$ gustina vazduha je *,&&: kg3m9, s tim da ona neznatno opada sa povećanjem vlažnosti !ako;e, što je temeperatura niža to je vazduh gušći Ba većim visinama, u planinama, vazdušni pritisak je manji, pa je gustina vazduha manja
( * (


Diplomski rad

7lika &/ ( Tavisnost @"P od brzine vetra 7lika &/ pokazuje da pri brzini vetra od 4m3s dobijamo snagu #energija u sekundi' od oko +&m pod pretpostavkom da vetar dolazi iz pravca koji je normlan na površinu rotora !abela &* predstavlja tabelarni prikaz slike &/ i data je za gustinu vazduha od *,&&: kg3m9, koja odgovra suvom vazduhu pri normalnom atmosferskom pritisku na nultoj nadmorskoj visini i temperatururi od *:N$ m3s 2 * & 9 1 : / 

@3m & 2 2/ 1+ */: 9+& /& *9&9 &*2*

m3s 4 + *2 ** *& *9 *1 *:

@3m & 9*9/ 11/: /*&: 4*:& *2:41 *91: */42 &2/&

m3s */ * *4 *+ &2 &* && &9

!abela &* Hrednosti @P" za različite brzine vetra

( *4 (

@3m & &:244 922+& 9:&* 1&2** 1+222 :/&1 /:&*+ 1:&9


Diplomski rad

2.$ %ustina&snage vetra ' "ind #o(er Densit)* . izrazu #/' , pretpostavljeno je da vetar duva konstantnom brzinom H . . stvarnosti, varijacije brzine vetra zahtevaju složenije izračunavanje prave vrednosti "a bi se dobila što preciznija procena gustine snage vetra, mora se izvršiti sumiranje niza podataka izmerenih u vremenu, kao što sledi 2

"$%  2,: 

n

*

 #   n /

9 /

#'

'

/ *

gde je n broj očitavanja brzine vetra a  i / su j(ta očitavanja gustine vazduha i brzine vetra )ako se gustina vazduha p i brzina vetra v menjaju pri svakom očitavanju, najprecizniji rezultat bi zahtevao računanje pri svakom očitavanju Ba primer, da bi izračunali najtačniju vrednost za $% na datoj lokaciji za celu godinu, potrebno je izvršiti izračunavanje za ρ i v *2:*&2 puta #što odgovara očitavanju na : min' >e;utim postoje dva načina za dobijanje prihvatljivih proračuna za $% bez svih gore pomenutih izračunavanjaO Uedna mogućnost je da se za izračunavanje $% koriste rezultati iz raspodele verovatnoće brzine vetra #histogram ( tabela čestine vetra uzeta iz meteoroloških stanica' )oristeći takvu raspodelu, može se uraditi sledeće sumranjeO 

/

n

"$%  2,:   V   #usrednjena 

9

iz klase j'W#čistina u klasi j' #4'

/ *

Ta to je potrebno raspolagati gotovim podacima iz meteoroloških stanica i izvršiti niz računanja . praksi, takvo računanje nije uvek lako izvesti ili podaci nisu raspoloživi u pogodnom obliku #obično su rezultati merenja vetra dati u analognom obliku', pa se traže jednostavnija rešenja Uednostavnija metoda, kojom se može adekvatno proceniti $% na odre;enoj lokaciji, je ako se pretpostavi raspodela brzine vetra u dijagramu frekvencije pojavljivanja vetra . tom slučaju @P" se može aproksimirati na sledeći načinO "

%$

2,: 0  #srednja brzina' 





9

#+'

gde /e0 vrednost odre;ena oblikom krive raspodele za datu brzinu vetra Ba raspolaganju su različite funkcije raspodela, koje su više ili manje pogodne za ovakvu aplikaciju Ta procenu @"P pokazala se najpogodnija Hejbulova raspodela Ba osnovu poznavanja srednje brzine vetra i visinske razlike #procenjene gustine vazduha', i mogu se dobiti prihvatljive procene gustine snage vetra $% na datoj lokaciji

( *+ (


Diplomski rad

2.+ Odre,ivanje klasa vetra ?eografska područja su često opisana rangiranjem po 6klasama vetra6, pre nego po gustini snage vetra $% ili po srednjim brzinama vetra !abela && pokazuje opsege za gustinu snage vetra $%, kojima su pridružene klase, na visini *2m  od površine tla i na visini od :2m & !reba primetiti da tabela tako;e daje opsege srednje brzine vetra za svaku klasu %ve klase se obeležavaju i bojama, što se koristi za vizuelno prikazivanje u tkzv mapama vetrova

Vetar /naga 0lasa 1 2 3 4 $ + 5

1'm* /naga vetra %ustina '"m * Y*22 *22(*:2 *:2(&22 &22(&:2 &:2(922 922(122 Z122

$'m* /rednja rina 'ms*

&

/naga vetra %ustina '"m * Y&22 &22(922 922(122 122(:22 :22(/22 /22(22 Z422

/rednja rina 'ms*

&

Y1,1 1,1(:,* :,*(:,/ :,/(/,2 /,2(/,1 /,1(,2 Z,2

Y:,/ :,/(/,1 /,1(,2 ,2(,: ,:(4,2 4,2(4,4 Z4,4

!abela && ( )lase snage vetrova # @indPoEer $lasses'

2.5 Energetski poten6ijal vetra )oličina energije koju vetar donosi na elise rotora zavisi od gustine vazduha i brzine vetra i površine rotora 7lika &4 pokazuje cilindričan isečak vazduha širine *m koji prolazi kroz površinu rotora od *:22m& na vetrenjači snage /22k@  =ko je prečnik 19m svaki isečak vazduha teži oko *+ tona

( &2 (


Diplomski rad

7lika &4 Isečak vetra na vetrenjači

7lika &+ Prečnik rotora i snaga turbine

Površina diska koju pokriva rotor #7lika &+' i naravno brzina vetra, odre;uje koliko energije iz vetra možemo pokupiti u toku godine Beka, /22k@(na vetrenjača ima prečnik rotora od 9+ ( * &

*2m ( standardna visina merenja brzine vetra i visina malih vetrenjača :2m ( industrijski standardizovan nivo za odre;ivanje $%-a za velike vetrenjače

14m, tj površina rotora je oko *:22m& )ako se površina rotora povećava sa kvadratom prečnika, turbina koja je dva puta veća će dobiti &&, tj četiri puta veću energiju Prečnik rotora može varirati od slučaja do slučaja jer mnogi proizvo;ači prilago;avaju njihove mašine lokalnim uslovima vetra Heći generator naravno zahteva više snage #jake vetrove', za njeno pokretanje =ko postavimo vetrenjaču u područje sa slabim vetrom, mi ćemo u stvari maksimizirati godišnju proizvodnju time što ćemo upotrebiti srazmerno manji generator za datu veličinu rotora #ili veći rotor za dati generator' 8azlog zbog koga možemo dobiti više energije sa relativno manjim generatorom u oblastima sa slabim vetrom je taj da će vetrenjača imati više sati proizvodnje električne energije tokom godine -fekat visine rotora #visine 1 ' postavljenom na stubu tako;e utiče na nivo snage !ipične vrednosti visina 1 se kreću u opsegu oko :2m, i stoga, one su male u pore;enju sa nadmorskim visinama na kojima se osobine vazduha značajnije menjaju . tom slučaju se mogu zanemariti promene osobina vazduha u razmatranjima o visini stuba vetrenjače >e;utim, kod savremenijih turbina, koje se postavljaju na visine preko 42m, na pr *22m i više, ovi efekti se moraju uzeti u obzir

( &* (


Diplomski rad

Postoje dva glavna izraza koja se koriste za opisivanje zavisnosti visine od srednje brzine vetra Uednostavniji #*2 levo', gde 1r označava Sreferentnu visinuS #obično *2m', a m je eksponent koji zavisi od grubosti terena, i složeniji, ali precizniji #*2 desno'O  1   # 1 '   # 1r '  1   r 

 ln#1 3 2 2   ln# 1 3 2 r 2  

m



#1'   #1r '

#*2'

. oba slučaja, sa23/e označena 4!56ina 1rapavsti7 terena 'R5g1ness 8engt1s(. !ipične vrednosti za m i 2 3 su date u tabeli &9 )lase grubosti su definisane E5rpian in! Atlasm na bazi dužina grubosti T u metrima, što predstavlja visinu iznad zemlje gde je brzina vetra teoretski jednaka nuli 2

!abela &9 Tavisnost T i m od tipa terena 2

)lasa grubosti

-nergetski indeks#0' *22

!ip !erena

2

"užina grubosti Vm 2222*

2:

222&1

9

*

2,29

:&

Potpuno brisan prostor sa glatkom površinom,avionske piste[ %tvorena polja,brežuljci

*,:

2,2::

1:

&

2,*

9+

&,:

2,&

9*

9

2,1

&1

9,: 1

2,4 *,/

*4 *9

Hoda

Bjive sa kućama na razdaljinama *&:2m,žbunje Bjive sa malo kuća na radaljinama :22m, Bjive sa više kuća na razdaljinama &:2m,žbunje 7ela,varoši,visoko žbunje,šume i veoma grubi tereni ?radovi sa visokim zgradama Heliki gradovi sa zgradama i oblakoderima

!abela &1 )lase grubosti i dužine

( && (


Diplomski rad

!abela &: )lasa grubosti se računa na sledeći način 7rednja vrednost za m je oko *3/, stoga, ako je snaga vetra srazmerna brzini #@\v 9', tada @ grubo raste kao hm !o znači da dvostrukim povećanjm visine stuba postižemo povećanje izlazne snage za 120 . praksi, zavisnost brzine vetra od visine je dosta složenija pa v#h' može dosta zavisiti od pravca vetra i doba dana a evidentno je da m tako;e zavisi od v#hr '

2.7 8urulen6ija i uro6i nastajanja . oblastima sa veoma neravnim površinama, iza objekata, kao što su zgrade, stvara se puno turbulencije, sa veoma haotičnim kretanjem vetra, često kao kovitlanje ili uvijanje Tona turbulencije je oko tri puta duža od visine prepreke !urbulencija umanjuje mogućnost iskorišćenja energije vetra pomoću vetrenjače !ako;e povećava habanje vetrenjače 7tubove vetrenjača treba praviti dovoljno visoko da bi se izbegla turbulencija koja potiče od vetra koji je bliži površini zemlje

7lika &+ !urbulencija Hetar retko duva stalanom brzinom, uglavnom brzina varira u vremenu što može biti izmereno intenzitetom turbulencije definisanog terminom efektivne vrednosti fluktuacije brzine 'Rt9ean :;5are(. "a bi kvantifikovali ovu relaciju, pretpostavimo da je brzina vetra u bilo kom trenutku t, suma srednje brzine v, i promene brzine v't(. !reba primetiti da srednja vrednost v't( je nula Intenzitet turbulencije je definisan kao = 



 

&

< &      !t   2 

*3 &

*

#**'

gde je !period očitavanja brzine . praksi, izlaz iz anemometra #koji meri v>v't(( se očitava obično u konstantnim vremenskim intervalima i integral #**' se aproksimira sumom Perioda !treba da bude dovoljno velika tako da brza dinamika ne remeti vrednost v. . praksi, ovo je manje prihvatljivo i po dogovoru se, za standardno ! kod vetrenjača, uzima <=3min. ( &9 (


Diplomski rad

Intenzitet turbulencije zavisi !mi23, povećavajući se od2,* #*20' zaravne terene do 2,& #&20' #&20' ili više za neravn neravnee terene terene na duž dužini ini ? . !urbulencija tako;e zavisi od visine, obično opada sa povećanjem 1. !ako;e, ona ima uticaj na odre;ivanje snage turbine, i ima veliki efekat na opterećenje turbine 2

2.9 8rag e:ekat -nergetski sadržaj vetra iza vetrenjače mora biti manji od onog ispred vetrenjače %vo proizilazi direktno iz činjenice da se energija uzima, a ne predaje vetru 7ama vetrenjača se uvek ponaša kao senka vetra za sve objekte iza nje . stvari, doći će do pojave traga iza vetrenjače,stvaranja repa sa turbulencijom i usporavanjem vetra !rag efekat se lepo može videti ako se pusti dim kroz krilca vetrenjače, kao na slici &*2

7lika &*2 !rag efekat

2.1 #ark e:ekat Ba bazi trag efekta, svaka vetrenjača usporava vetar iza sebe izvlačeći energiju iz vetra . slučaju formiranja parka vetrenjača, trag efekat utiče na odre;ivanje lokacija pojedinačnih jedinica . idealnom slučaju, vetrenjače treba postaviti što dalje jednu od druge za glavni pravac vetra 7 druge strane, odabrana lokacija i cena povezivanja vetrenjača sa električnom mrežom ograničava postavljanje što bliže jednu drugoj Hetrenjače u parku su obično postavljene na razmaku od : do + prečnika rotora u pravcu glavnog vetra vetra i 9 do : prečnika rotora u pravcu normalnom normalnom na pravac glavnog glavnog vetra Ba

( &1 (


Diplomski rad

slici &** postavljena su tri reda sa po pet vetrenjača u svakom redu Hetrenjače #beli kružići' su postavljeni na razmaku od  prečnika rotora u pravcu glavnog vetra i 1 prečnika u pravcu normalnom na pravac glavnog vetra

7lika &** &** 8aspored vetrenjača vetrenjača u parku Poznavajući oblik elisa, ruže vetra, raspodelu verovatnoće brzine vetra i hrapavost terena u različitim pravcima proizvo;ači ili projektanti mogu izračunati gubitke energije usled park efekta !ipično, !ipično, gubici energije su negde oko : procenata

9

Vetrogeneratori

( &: (


Diplomski rad

Hetroturbina je mašina za konverzaciju kinetičke energije vetra u mehaničku energiju=ko se mehanička energija koristi direktno u mašinama kao sto su pumpe ili mašine za mlevenje žitarica,reč je o mlinovima na vetar=ko se mehanička energija pretvara u električnu,reč je o vetrogeneratorima Hetroturbine se mogu podeliti na dva tipa,po osnovu položaja ose oko koje se turbine turbine okrećeBajce okrećeBajcešče šče se koriste koriste horizontal horizontalne ne turbine"ana turbine"anass su najraspros najrasprostranj tranjeniji eniji vetrogeneratori sa elisom od tri krila,snage od *k@ do />@)od ovih generatora se prenosni sistem(reduktor i sam električni generator nalaze na vrhu nosećeg tornja$ela konstrukcija se, pomoću senzora pravca vetra i servomotora, pokreće tako da je elisa uvek okrenuta normalno na pravac duvanja vetra Bajsloženi deo je menjačka kutija koja pretvara lagano i ne ujednačeno kretanje elise u brze okrete generatora stalne učestanosti

3.1 0oriš;enje u svetu . periodu od *++9 do &22* srednji godišnji rast vetroenergetskih kapaciteta iznosio je &4,:/0, a u poslednjih pet godina registrovan je priraštaj novih kapaciteta od 9/ 9/0 0 go godi diššnje nje . per periodu iodu od *+ *+++ ++ do &22: &22: ins instal talisana sana snag snagaa se više više nego nego učetvorostručila Hiše desetina desetina hiljada hiljada vetrogenerato vetrogeneratora ra su u radu, a na #dan &2 decembra decembra &22/' instalirani kapaciteti iznose :4,+4& >@, od kojih na -vropu otpada /+0 Bajviše je instalacija u Bemačkoj !amo je &221 bilo instalisano */,/&+ >@ da bi do decembra &22/ naraslo na *+,&/ >@ . paniji je &221 bilo 4,&/9 >@ a tada je iznosilo *2,+1*, u Helikoj @ da bi &22/ skočilo na *,+:9 >@ Bajveći skok zabelešen zabelešen je u Jrancuskoj(sa Jrancuskoj(sa 94/ >@ u &221 na *:22 >@, >@, a u Portugalu Portugalu sa :&& >@ na *,*44 >@ u istom periodu %d istočno evropskih zemalja veliki rast je u Poljskoj ] od /9 / 9 >@ na *2 >@, >@, od &221 do &22/ & 22/ Be zaostaje ni Litvanija , koja ima preko 42 >@ instaliranih kapaciteta

3.2

0onstruk6ija

Pretvaranje kinetičke energije vetra u mehaničku energiju obrtnog kretanja vrši se pomoću vetroturbine koja može imati različite konstrukcije, od kojih su neke date na sledećim slikamaOslike 9* i 9&

( &/ (


Diplomski rad

7lika 9* )onstrukcija vetroturbine

7lika 9& !ako;e razlicite vrste konstrukcija !eorijski stepen iskorišćenja vetroturbine je :+0, a praktično rade sa iskorišćenjem od 9: do 1:0 Interesantno je da sličan stepen iskorišćenja imaju i parne turbine u termoelektranama i nuklearnim elektranama #tipično 92 do 120', dok hidrauličke turbine, u hidroelektranama, imaju najveći stepen iskorišćenja od 420 do +:0

>oderne vetroagregati imaju vetroturbinu sa horizontalnom osovinom #slika 99' koja ima sistem za zakretanje osovine u horizontalnoj ravni za praćenje promene smera vetra %sim prethodno navedenih, postoje još i vetroagregati sa vertikalnom osovinom #slika 91' -lektrane sa horizontalnom osom većih snaga moraju imati veliki raspon krakova rotora što zahteva viši noseći stub, a ovo stvara dopunske mehaničke i konstrukcione probleme zbog čega je snaga ovih turbina ograničena Pri velikim brzinama vetra rotor se mora zaštititi od opasnih mehaničkih naprezanja tako što se, posredstvom pogodnog mehanizma, automatski dovodi u stanje proklizavanja čim njegova brzina obrtanja pre;e graničnu vrednost ili se zakoči kada je brzina obrtanja ispod donje granične vrednosti Bedostatak vetroturbine s horizontalnom osom je u tome što su izložene većim mehaničkim naprezanjima #savijanju, vibracijama, centrifugalnim silama, naglim pritiscima vetra itd' u odnosu na turbine sa vertikalnom osom %d turbina sa vertikalnom

( & (


Diplomski rad

osom koristi se %arrie5s-va turbina

7lika 99 Hetroturbina sa horizontalnom osovinom

( &4 (


Diplomski rad

7lika 91 Hetroturbina sa vertikalnom osovinom #"arrius(ova turbina'

Hetroturbine mogu imati različit broj lopatica, ali se za veće snage najčešće koriste turbine sa tri lopatice Prečnik vetroturbine zavisi od snage i kreće se od * m za snagu od 2,: k@ do *&2 m za snagu od : >@ Hetroturbina se postavlja na vertikalni stub koji, u zavisnosti od njenog prečnika, može biti visok i preko *&2 m !urbina pokreće vetrogenerator koji može biti različite konstrukcije Hetroturbina i vetrogenerator zajedno sa stubom na koji su postavljeni čine vetroagregat Ba sledećoj slici 9: data je konstrukcija jednog vetroagregata

( &+ (


Diplomski rad

7lika 9: )onstrukcija vetrogeneratora 99

Pri brzinama vetra većim od nominalne brzine #*& m3s(*: m3s' javlja se potreba za regulacijom snage vetroturbina kako ne bi došlo do oštećenja generatora %snovna regulacija se vrši na tri načinaO * konstrukcijom lopatica^ & zakretanjem lopatica^ 9 konstrukcijom i zakretanjem lopatica *
( 92 (


Diplomski rad

9 @ $ilj je da se eliminišu negativni efekti stall regulacije !o se postiže kada brzina vetra pre;e nominalnu vrednost, pa umesto da se smanji napadni ugao na lopatice, on se poveća da bi se izazvao stall efekat %d generatora kod elektrana na vetar koriste seO Z indukcioni kavezni generator^ Z indukcioni generator sa namotanim rotorom^ Z dvostrano napajani indukcioni generator^ @ višepolni sinhroni generator Bajveći problem integrisanja ovih generatora u sistem vetrogeneratora predstavlja brzina vetra koja varira u vremenu, a time i brzina rotora turbine, što rezultira naizmenični izlazni napon promenljive učestanosti, koji je naravno nepogodan za vezivanje na standardnu distributivnu mrežu . zavisnosti od toga da li vetrogenerator radi na principu konstantne 'ixe!-spee!( ili promenljive brzine 'variaBle-spee!(, u daljem tekstu će biti izložen koncept najčešće korišćenih vetrogeneratora renomiranih svetskih proizvo;ača, poput firmi -B-8$%B, "- @IB", H-7!=7, <%B.7[ 91

#riključivanje na mre!u 1. Vetroturina sa induk6ionim generatorom sa kavenim rotorom a konstantne rine #slika 9/', se najčešće sreće u aplikacijama gde se vetrogenerator direktno priključuje na mrežu #bez invertora'
7lika 9/ Hetroturbina sa indukt generatorom sa kaveznim rotorom za konstantne brzine

( 9* (


Diplomski rad

>e;utim mana je što generator sa kaveznim rotorom uvek treba reaktivnu snagu za svoj rad, što je u mnogim slučajevima nepoželjno, naročito kod velikih i snažnih turbina i slabe električne mreže na koju su priključeni >oguće je ovu energiju kompenzovati umetanjem odre;enih kapacitivnosti Prednost ovakvog koncepta je u njegovoj jednostavnosti Pošto je brzina obrtanja rotora generatora vezana za frekvenciju mreže i skoro da ne može da se kontroliše, nije moguće iskoristiti vetroturbinu pri turbulentnim brzinama vetra, jer bi za ovakav sistem, turbulencija prouzrokovala varijaciju snage, to bi se odrazilo i na kvalitet generisane energije Postoji još jedna metoda rada indukcionog generatora sa kaveznim rotorom, ali sa promenljivim otoprom na strani rotora Baime, energetska elektronika omogućava promenu otoprnosti kola rotora što se odražava na promenu karakteristike momenat3brzina %vim je moguće menjati brzinu rotora i do *20, a pomenuti način regulacije je poznatiji kao sistem sa polu(promenljivom brzinom 'semivariaBle spee! system(.

2. Vetroturina sa induk6ionim generatorom sa kavenim rotorom za pun opseg brzina se re;e sreće %vakav koncept vetroturbine radi pri promenljivim brzinama vetra 'variaBle-spee(, a priključenje na mrežu je omogućeno punoupravljaivim invertorom #slika 9'

7lika 9 Hetroturbina sa indukcionim generatorom sa kaveznim rotorom Prednost ovako upotrebljenog indukcionog generatora jednostavnije konstrukcije je upravo u ceni i zato što nema ograničenja brzine pri kojoj se generiše električna energija !ako;e je dosta važno da možemo energetskom elektronikom kontrolisati reaktivnu snagu %pet, ovakav model ima dosta nedostataka jer se primećuje da sada koristimo dva invertora za punu snagu u seriji i imamo gubitke od oko 90 generisane snage I dalje su nam potrebni veliki kondenzatori za održavanje napona me;ukola

( 9& (


Diplomski rad

3. Vetroturina sa dvostruko napajanim induk6ionim generatorom& odnosno sa namotanim rotorom #slika 94' je u poslednje vreme često korišćena opcija sa konvertor invertor kombinacijom sa nadokna;ivanjem energije rotoru, a koristi se za veće snage #preko *>@' "a bi omogućila rad pri promenljivim brzinama, energetska elektronika je u službi tzv Back-t-Back naponskog invertora koji napaja trofazni rotorski namotaj %vako su mehanička i električna frekvencija rotora razdvojene i frekvencije statora i rotora mogu biti postignute, nezavisno od mehaničke brzine rotora

7lika 94 Hetroturbina sa dvostruko napajanim indukcionim generatorom

7tatorski namotaji mogu biti priključeni na mrežu samo kada je brzina rotora bliska sinhronoj brzini, dok je kolo rotora uvek povezano na mrežu preko konvertor(invertor veze Ta manje brzine rotora, pristupa se dopunjavanju rotora energijom iz mreže, dok se za veće brzine rotora deo energije vraća u mrežu Prednosti ovakvog načina generisanja el energije su u tome što dva konvertora u vezi rade samo sa &2(920 snage #najčešće' pri prenosu energije na relaciji rotor(mreža i obrnuto Tbog toga su i gubici znatno manji #nekih 2/(2+0 generisane snage' a induktansa samo 9(1:0 #što i dalje čini *&(*:0 snage rotora' %pet gledano Indukcioni generator sa namotanim rotorom nije standardan, te se javljaju sada problemi sa kvarovima !ako;e sada ne radimo u celom opsegu brzina već imamo minimalna i maksimalna ograničenja brzina vetroturbine koja odgovaraju razmeni rotor(mreža Praktični problemi se javljaju i pri startovanju ovakvog modela i njegovoj zaštiti, a treba napomenuti da najčešće konvertor na rotorskoj strani radi na malim učestanostima te se javljaju zahtevi za dvostrukim dimenzionisanjem poluprovodničkih komponenti 7olucija sa veoma sličnim kolom ali bez kliznih prstenova je stator sa dva trofazna namotaja gde je jedan namotaj vezan na mrežu, a drugi na vezu konvertor(invertor za dodavanje energije rotoru -nergija prenešena od rotora ka dodatom statorskom namotaju je postignuta indukcijom kao u prostom transformatoru -nergija rotora može biti uzeta ( 99 (


Diplomski rad

ili dodata pomoću različite frekvencije invertora )od ovakvog koncepta nemamo klizne kontakte #manje kvarova' i oba invertora rade sa istim učestanostima, dok se javlja potreba za dodatim namotajem na statoru 1 Vetroturina sa sinhronim generatorom sa promenljivim rojem pari polova #slika 9+' radi u punom opsegu brzina vetra 7inhroni generator sa promenljivim brojem polova ima dobro razvijeno upravljanje, pa se zato vrlo često sreće u ponudi mnogih kompanija a glavni je adut nemačkog -B-8$%B(a Izlazni napon sinhronog generatora je niži pri nižim brzinama vetra, pa se zbog toga koristi jedan čoper koji je stavljen izme;u ispravljača i kapacitivnosti Pri nižim brzinama ovaj čoper povećava ispravljeni napon na strani generatora na onu vrednost na koju invertor računa za svoj neometani rad Prednost ovako korišćenog modela je što nema ograničenja brzine pri generisanju el energije, ne poseduje reduktor, a tako;e je i uprošćena kontrola prilično jednostavnim čoperom i konvertorom 7 druge strane ipak koristimo dva, odnosno tri, pretvarača za punu snagu a gubici su nam nekih &(90 od generisane snage !ako;e su prisutni veliki kondenzatori u me;ukolu i prilična induktansa koja je oko *2(*:0 generisane snage

7lika 9+ Hetroturbina sa sinhronim generatorom sa promenljivim brojem pari polova

9:

Vetroelektrane& :arme vetrogeneratora

Ba pogodnim lokacijama se grupiše obično više vetroagregata koji čine vetroelektranu Hetroelektrana može imati i nekoliko stotina vetroagregata i snagu preko 922 >@ ?rade se na kopnu 'ns1re #in! arm(, ali i u priobalnom pojasu plitkih mora 's1re #in! arm( gde duvaju jaki i stabilni vetrovi Primeri ns1re i s1re vetroelektrana prikazani su na slikama 9** i 9*&, respektivno Prednosti povezivanja vetrogeneratora u celinu su niža cena razvoja lokacije, jednostavnija interkonekcija sa --7(om i centralizovan pristup upravljanju i održavanju Problem koji nastaje u vezi sa grupisnjem vetroagregata, vezan je za optimalno razmeštanje vetroagregata kako bi njihov učinak bio maksimalan

( 91 (


Diplomski rad

%ptimalna rastojanja izme;u vetroagregata prikazana su na slici 9*2, gde je " prečnik vetroturbine

7lika 9*2 %ptimalna rastojanja izme;u vetro generatora

7lika 9** Hetrogeneratori na kopnu #onshore Eind farm'

( 9: (


Diplomski rad

7lika 9*& Hetrogeneratori u priobalnom pojasu #offshore Eind farm'

3.+ 0arakteristke vetroelektrana Z ?odišnji faktor iskorišćenja ovih elektrana reda *2(*:0 Z %ko &:0 vremena u godini elektrana ne može da radi jer je brzina vetra manja od minimalne, a oko :0 vremena jer je veća od maksimalno dozvoljene Z . energetskom smislu vetrogeneratori se koriste za popunjavanje baznog dela dijagrama opterećenja Tbog male snage, najčešće ulaze samo u energetske bilanse lokalne #regionalne' potrošnje

3.5 Ekonomika vetroelektrana )ako je prag startne brzine korisnog rada vetrogeneratora relativno visok, očigledno je da je njihova lokacija, s obzirom na intenzitet vetra i verovatnoću pojave vetrovitih dana, osnovni faktor ekonomičnog korišćenja Mesto su vetrovite oblasti dosta udaljene od naselja i adekvatno razvijenih distributivnih mreža, pa na ekonomiju elektrana na vetar dosta utiču i troškovi njihove integracije u elektroenergetski sistem Ba sledećoj slici 9*& prikazan je odnos izme;u cene proizvodnje el energije u vetroelektrani i snage vetroelektrane

( 9/ (


Diplomski rad

7lika 9*& %dnos izme;u cene proizvodnje el energije u vetroelektrani i snage vetroelektrane Pogonski troškovi vetrogeneratora su neznatni .čestvuju u ukupnoj ceni proizvedene energije sa samo oko *20 #nema troškova goriva, već postoje samo troškovi održavanja, personala, taksa, osiguranja, poreza i drugih administrativnih izdataka' Tavisno od broja vetrovitih dana i brzina vetra iznad praga korisnog rada vetrogeneratora #izme;u 1 i : m3s, ili izme;u *1,1 i *4 km3h', već sada je u nekim zemljama njihova proizvodna cena #reda / c3k@h za eksploatacioni vek *: ( &2 god' konkurentna ceni elektrana na fosilna goriva, dok su specifične investicije, osim za gasnoturbinske termoelektrane, nešto manje #oko *222 ( *:22 .7"3k@' $ena jenog vetroagregata snage *>@ je oko jedan milion eura, koliko košta i instalacija *>@ u prosečnoj termoelektrani na ugalj Ta razliku od termo i hidroelektrana vetroelektrane se grade veoma brzo, za svega nekoliko meseci Bemačka je, na primer, u poslednje četiri godine izgradila preko 4222 >@ vetrogeneratora, što odgovara snazi svih hidro i termo elektrana u 7rbiji Hek trajanja vetroelektrane je oko &: god Ipak, cena proizvedene električne energije iz prosečnog vetroagregata je još uvek skuplja od cene k@h iz konvencionalnih eleketrana Prosečan vetroagregat od *>@ instalisane snage proizvede električne energije na godišnjem nivou duplo manje nego *>@ instalisane snage u hidroelektrani, odnosno oko tri puta manje nego u prosečnoj termoelektrani i oko 9,: puta manje nego ista instalisana snaga u nuklearnoj elektrani %sim toga, proizvodnju vetroelektrane diktira vetar, dok u akumulacionim hidroelektranama upravljanje proizvodnjom se vrši na osnovu zahteva tržišta Ba jako vetrovitim lokacijama, čija je srednja godišnja brzina veća od m3s, vetroelektrane mogu biti i ekonomičnije od komercijalnih izvora ali su takve povoljne lokacije relativno retke 7matra se da će vetroelektrane po ceni proizvedenog k@h biti u potpunosti konkurentne konvencionalnim izvorima kada se u cenu proizvodnje električne energije uključi i uticaj na životnu sredinu Ta proizvodnju lk@h u prosečnoj termoelektrani na lignit se potroši

( 9 (


Diplomski rad

oko *,: do & kg uglja pri čemu se u atmosferu oslobodi oko lkg ugljen(dioksida #$%&' i oslobodi oko &k@h toplotne energije koja se rasipa u okolinu i lokalno zagreva reku i atmosferu $%& je uz vodenu paru najveći uzročnik globalnog zagrevanja #efekta staklene bašte' Prema sporazumu iz )jota svaki kilogram $%& koji se emituje u atmosferu ima svoju cenu i ti takozvani eksterni troškovi mogu povećati troškove proizvodnje lk@h električne energije u termoelektranama i do &220

3.7 @, a do &2*2 planira se razvoj vetroagregata snage 4(*2 >@ Posebna pažnja se posvećuje daljem razvoju vetroagregata za rad u planinskim lokacijama sa otežanim klimatskim uslovima i turbulentnim vetrovima Beki proizvo;ači već su uspešno instalirali komercijalne turbine za ekstremne planinske uslove . 7rbiji nije sprovedeno sistematsko istraživanje vetroenergetskog potencijala, ali na osnovu postojećih meteoroloških podataka i nekih pojedinačnih namenskih merenja se može zaključiti da postoje perspektivne lokacije sa značajnim vetroenergetskim potencijalom !o su pre svega južni
3.9 =edosta6i vetroelektrana Uedan od najnepovoljnijih aspekata vetroelektrane jeste taj što imaju varijabilnu i stohastičku proizvodnju #proizvodnju koja se ne može predvideti' Tbog ovog razloga ne bi trebalo da udeo vetroelektrana prede *20 u snazi svih elektrana elektroenergetskog sistema .deo ovih elektrana moguće je povećati ako se osigura akumulisanje energije Beka od mogućih rešenja jesu kombinovanja vetroelektrana sa pumpno(akumulacionim postrojenjima ili solarnim elektranama Hišak električne energije dobijene iz vetrogeneratora moguće je iskoristiti za kompresiju vazduha koji se zatim uskladišti u nadzemnim ili podzemnim rezervoarima . pogodnom trenutku taj se vazduh može iskoristiti za pokretanje turbina Ba ovaj način postiže se vremenska nezavisnost izme;u

( 94 (


Diplomski rad

proizvodnje električne energije u elektro(energetskom sistemu i potrošnje potrošača >e;utim ni jedno od ovih rešenja nije povoljno jer troškovi izgradnje elektrana drugih tipova uz elektranu na vetar ili troškovi uskladištenja energije mogu biti veći od troškova izgradnje same vetroelektrane Problemi koji se još javljaju u vezi sa radom vetroelektrana jesu buka pri prolasku krila kroz zavetrinu stuba i buka koju prave lopatice pri kretanju kroz vazduh, ometanje elektromagnetnih talasa, mehaničke vibracije, zauzimanja površine zemljišta Iako velike vetroturbine rotiraju veoma sporo javljaju se flikeri sunčeve svetlosti, tj pojavljivanje i isčezavanje senki što može biti veoma uznemiravajuće za ljude koji žive u blizini vetroturbina Bova tehnološka rešenja na polju vetroenrgetike iz dana u dan znatno smanjuju probleme vezane za eksploataciju vetroelektrana

( 9+ (


4.

Diplomski rad

Ior loka6ije a vetroelektrane

. primorskim zemljama, uz obalu ili na planinskim prevojima uz more, stalno duvaju vetrovi pa izbor lokacije nije težak . kontinentalnim zemljama, posebno u planinskim oblastima, na samo stotinak metara, smenjuju se zavetrine i brisani prostori, gde vetar snažno duva Baši meteorolozi razvili su u svetu priznat metod modeliranja vazdušnih strujanja, pre svega radi tačnijih vremenskih prognoza >e;utim, modeliranje je našlo primenu i u vetroenergetici Pomoću modela grubo su predvi;ene oblasti u 7rbiji interesantne za vetroenergetiku Ta njih se izra;uje numerički model uz utvrdjivanje uticaja svih prepreka i odre;uje se merno mesto jednog ili više mernih stubova >erni stub visine :2 m ili viši postavlja se na izabrano mesto i vrše se merenja duga više meseci ako se ona mogu korelisati sa podacima okolnih meteoroloških stanica, odnosno najmanje *4 meseci do dve godine, ako to nije moguće

4.1 @', geotermalna energija i energije vetra i sunčevog zračenja, navedeno je da u 7rbiji postoje posebne pogodnosti i potrebe za njihovo organizovano korišćenje u tzv decentralizovanoj proizvodnji toplotne #sagorevanjem biomase i 6sakupljanjem6 sunčevog zračenja' i električne energije #izgradnjom mini hidroelektrana, snage do *2 >@ i vetrogeneratora, pojedinačne snage oko * >@', za zadovoljenje potreba lokalnih potrošača, kao i isporuke viškova električne energije lokalnoj mreži u okviru elektroenergetskog sistema 7rbije Procenjeno je da je energetski potencijal ovih obnovljivih izvora veoma značajan i da iznosi iznosi preko 9 > ten godišnje

( 12 (


Diplomski rad

4.1.1 Dokumenti >inistarstva rudarstva i energetike 8atifikacijom .govora o osnivanju energetske zajednice, 7rbija je, izme;u ostalog, prihvatila obavezu primene direktive &22*33-$ o promovisanju proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora energije i direktive &2293923-$ o promovisanju korišćenja biogoriva i drugih goriva iz obnovljivih izvora energije u sektoru saobraćaja )ljučne teze, koje se postavljaju u "irektivi &22*33-$ su da ona definiše obnovljive izvore energije #%I-' kao nacionalni cilj za proizvodnju električne energije, da daje program mera za njihovo dostizanje, garancije o poreklu ( za električnu energiju proizvedenu iz %I- #zeleni sertifikati', da pojednostavljuje pravni okvir za izgradnju i eksploataciju postrojenja %I-, da iskazuje obavezu za operatera prenosa i distribucije da preuzimaju i transportuju električnu energiju iz %I- i da definišu uslove i tarife za priključenje na mrežu 7rbija je do sada donela sledeću pravnu regulativu u oblasti obnovljivih izvora energije, kojom su postavljeni ciljeviO o Takon o energetici o 7trategija razvoja energetike 8epublike 7rbije do &2*: godine o Program ostvarivanja strategije razvoja energetike 7rbije od &22(&2*& godine "a bi se postavljeni ciljevi ostvarili, neophodno je dopuniti postojeću regulativu sa sledećim podzakonskim aktima, koji će omogućiti realizaciju planova u ovoj oblastiO _ .redbom o definisanju statusa povlašćenih proizvo;ača _ Podsticajnim merama za proizvo;ače, koji imaju status povlašćenih proizvo;ača #feed(in tarife' %čekuje se da će ova podzakonska regulativa biti doneta sa sledećim vremenskim planom aktivnostiO Izmene i dopune Takona o energetici i .redba o minimalnom udelu električne energije proizvedene iz obnovljivih izvora i kogeneracije do * jula &224 Bajznačajniji dokument, odnosno podzakonski akt koji treba doneti je 57istem podrške korišćenju %I- #podsticaji'6 %vaj dokument se očekuje do * jula &22+ "a bi se podstakli investitori i ubrzale pripreme za podizanje vetro(turbina ili vetro parkova, >inistarstvo za rudarstvo i energetiku 8epublike 7rbije donelo je pravnu procedura za izgradnju vetroelektrana i dobijanje svih potrebnih dozvola, kao i za izdavanje energetske dozvole #izdaje je ovo ministarstvo', koje su objavljene na veb sajtu ministarstva #EEEmemsrgovCu' %d ostalih aktivnosti, vezanih za promociju %I-, treba spomenuti da je >inistarstvo rudarstva i energetike je u januaru &22 godine potpisalo sporazum sa Hladom )raljevine panije o saradnji u oblasti korišćenja energije vetra . okviru tog projekta su odabrana 9 mesta za jednogodišnja merenja brzine vetra #na visinama od *2, 92 i :2 metara', a po završetku merenja će se za jednu odabranu lokaciju izraditi detaljna studija izvodljivosti za postavljanje vetrogeneratora !okom &224 godine su potpisani i protokoli o saradnji u realizaciji projekataO _ Hetropark
( 1* (


Diplomski rad

4.1.2 #rav6i ravoja do 21$. ?lobalni ciljevi nove -nergetske politike i 7trategije razvoja energetike 7rbije, promovisani u Takonu o energetici, proistekli su iz namere da se, u novim okolnostima u zemlji i okruženju, u okviru odabranih Prioritetnih razvojnih aktivnosti u celini energetskog sistema, uspostave kvalitativno novi uslovi rada, poslovanja i razvoja proizvodnih energetskih sektora i sektora potrošnje energije, koji će podsticajno delovati na privredno(ekonomski razvoj zemlje, zaštitu životne sredine i me;unarodne integracije, uključujući i brže uključenje naše zemlje u -. . tom svetlu, u narednom kratkoročnom periodu, / do  godina, sigurnost i ekonomičnost snabdevanja privrede i gra;ana električnom i toplotnom energijom, može se obezbediti pre svega sa uspešno sprovedenim programima tehnološke modernizacije proizvodnih objekata za ova dva vida energije, a zatim programima za racionalnu upotrebu energenata i povećanje energetske efikasnosti od proizvodnje do mesta potrošnje, uključujući i programe za intenziviranje selektivnog korišćenja novih obnovljivih izvora energije, kojima 7rbija objektivno raspolaže )ao logistička podrška ovim instrumentima predvi;eno je donošenje specifičnih programa, kao što su Programi -nergetske efikasnosti, Bovih obnovljivih izvora energije, Taštite životne sredine, Baučno(istraživačkog i tehnološkog razvoja, .smerenog obrazovanja i usavršavanja kadrova za postojeće i sasvim nove aktivnosti u energetskim delatnostima, uključujući i uvo;enje savremenog 7istema energetske statistike i donošenje dodatne(specifične energetske regulative za obavljanje energetskih delatnosti u novim uslovima, kako u zemlji tako i u okruženju Bavedeni Programi predstavljaju osnovne premise kako za ostvarivanje ciljeva Politike37trategije razvoja energetike 7rbije, tako i za stvaranje ambijenta za dostizanje samoodrživog socio(ekonomskog razvoja zemlje 7aglasno promovisanim ciljevima energetske politike 7rbije i osnovnim premisama za utvr;ivanje 7trategije razvoja energetike 7rbije, odabrano je pet osnovnih Priritetnih programa, koji su raznorodni po programskim sadržajima ali komplementarni sa stanovišta uskla;ivanja rada i razvoja celine energetskog sistema, tj energetskih proizvodnih sektora i sektora potrošnje energije i postupnog ali doslednog ostvarivanja promovisanih ciljeva u narednom periodu realizacije ove 7trategije #rvi-osnovni #rioritet kontinuiteta tehnološke modernia6ije postojećih energetskih objekata3sistema3izvora, u sektorimaO nafte, prirodnog gasa, uglja^ sa površinskom i podzemnom eksploatacijom, sektora elektroenergetike^ sa proizvodnim objektimaO termoelektrane, hidroelektrane i termoelektrane(toplane i prenosnim sistemom odnosno distributivnim sistemima, i sektor toplotne energije( gradske toplane i industrijske energane _ Drugi-usmereni #rioritet ra6ionalne upotree kvalitetnih energenata i povećanja energetske efikasnosti u proizvodnji, distribuciji i korišćenju energije kod krajnjih korisnika energetskih usluga _ 8re;i-poseni #rioritet koriš;enja =OIE #novih obnovljivih izvora energije' i novih energetski efikasnijih i ekološko prihvatljivih energetskih tehnologija i ure;aja3opreme za korišćenje energije

( 1& (


Diplomski rad

?etvrti-op6ioni #rioritet a vanrednaurgentna ulaganja u nove _ elektroenergetske ivore& sa novim gasnim tehnologijama #kombinovano gasno(parno termoenergetsko postrojenje' _ #eti-dugoročno ravojni i regionalno strateški #rioritet& gradnje novih energetskih infrastrukturnih objekata i elektroenergetskih i toplotnih izvora u okvirima energetskih sektora 7rbije, kao i kapitalno(intenzivne energetske infrastrukture, u okvirima regionalnih i panevropskih infrastrukturnih sistema povezanih sa našim sistemima Prva tri Prioritetna programa prepoznati su i pre utvr;ivanja energetskih potreba do &2*: godine, saglasno odabranim scenarijima ekonomskog i industrijskog razvoja 7rbije %ni predstavljaju preduslov ekonomski izvesnom, energetski efikasnom i ekološki prihvatljivom razvoju energetike 7rbije u narednom periodu 7adržaj programa, dinamika realizacije i obim ulaganja u nove elektroenergetske izvore #saglasno četvrtom Prioritetu', odnosno sadržaj programa3projekata, obim ulaganja i dinamika pripreme za gradnju novih energetskih infrastrukturnih objekata i novih elektroenergetskih izvora #saglasno petom Prioritetu', uslovljen je dinamikom privredno(ekonomskog razvoja i s tim u vezi obimom i strukturom energetskih potreba, kao i ekonomsko(energetskim okolnostima u okruženju, posebno sa stanovišta razvoja regionalanog i panevropskog tržišta električne energije i prirodnog gasa

4.1.3 #lan koriš;enje onovljivih ivora )ako je definisano ?aknm  energetici, energetska politika u 7rbiji sprovodi se realizacijom 7trategije razvoja energetike 8epublike 7rbije, programom ostvarivanja te strategije i energetskim bilansom !ako;e, članom /, predvi;eno je da se Program ostvarivanja strategije uradi za teritoriju =P Hojvodine u skladu sa sopstvenim energetskim bilansom, a koji čini sastavni deo Programa ostvarivanja 7trategije razvoja energetike 8epublike 7rbije Bacrtom Programa ostvarivanja 7trategije razvoja energetike 8epublike 7rbije predvi;eno je u tački *9 izgradnja i korišćenje obnovljivih izvora električne energije, izme;u kojih i energije vetra Procenjeno je da energetski potencijal obnovljivih izvora energije u 8epublici 7rbiji iznosi preko 9,49 miliona toe godišnje #toe ( tona ekvivalentne nafte', od čega se oko :0 #2,*+ miliona toe god' iznosi udeo energije vetra . programu su predvi;ena 9 cilja, koji definišu kreiranje podsticajnog regulatornog okvira za veće korišćenje %I- #obnovljivih izvora energije', donošenje i sprovo;enje finansijskih i nefinansijskih mera i aktivnosti radi podsticanja korišćenja %I- . tom sklopu neke aktivnosti se direktno odnose na energiju vetra, kao aktivnosti u sklopu trećeg ciljaO 5.tvr;ivanje realnog potencijala energije vetra6, 5Jormiranje baze podataka i katastra %I-6, 57tvaranje stručnjaka u oblasti %I-6, ali i indirektno 58ad na harmonizaciji domaćih propisa, koji se odnose na oblast %I- sa propisima -.6, 5Takon o poljoprivrednom zemljištu6, 5.redba o povlašćenim proizvo;ačima električne i toplotne energije i biogoriva6 i dr Ba kraju, programom je dat plan izgradnje kapaciteta i proizvodnje energije i biogoriva u postrojenjima, koja koriste %I- u kom se predvi;a izgradnja prvih vetroelektrana u &22+

( 19 (


Diplomski rad

godini kapaciteta & >@ i zatim dalja izgradnja po 4 >@3god do &2*& god, odnosno ukupno &/ >@ %vim planom je zacrtana izgradnja ukupno 4 >@ novih kapaciteta do &2*& god za proizvodnju električne energije iz %I- #&/ >@ vetroelektrana i /* >@ malih hidroelektrana', što bi doprinelo dobijanju oko 14/ ?@h3god od &2*& god #\**2 ?@h3god iz vetra i \9: ?@h3god iz vode', odnosno činilo oko 2,40 potrošnje električne energije u &2*& god #ako se pretpostavi godišnji rast potrošnje od 03god, tj sa postojećih oko 12222 ?@h u &22/ god na oko /2222 ?@hu&2*& god' >e;utim, u 7rbiji postoji ozbiljan, ali neiskorišćen energetski potencijal u energiji vetra Hetar se po važećim kriterijumima za ekonomičnu eksploataciju, može eksploatisati na površini od oko :22 km& Pri stepenu razvoja tehnologije iz &22& god, mogu se instalisati vetrogeneratori ukupnog kapaciteta oko *922 >@, što je oko *:0 ukupnog energetskog kapaciteta 7rbije %vi kapaciteti mogu da proizvode oko &,9 !@h električne energije godišnje

4.1.4 /trategija koriš;enja energije vetra . 7rbiji, pa tako i u Hojvodini u ovom trenutku, nema ni jedne ozbiljnije vetroelektrane, koja bi proizvodila električnu energiju iz energije vetra >e;utim, u toku su pripremni radovi za definisanje lokacija, razrade pravnih okvira i preciziranja finansijskih i nefinansijskih uslova realizacija izgradnje vetroelektrana . tome inicijativu imaju >inistarstvo rudarstva i energetike, =gencija za energetsku efikasnost, kao i zainteresovane institucije ( 8epublički hidrometeorološki zavod, 7=B., %7$-, -lektroprivreda 7rbije, te lokalne samouprave Pojavljuje se i odre;en broj privatnih investirora, koji ove radove obavljaju za specifične lokacije . dosadašnjim aktivnostima ura;eno je sledećeO ( 8ealizovane su : većih studija i jedna ocena mogućnosti korišćenja energije vetra u 7rbiji u kojima je procenjen energetski potencijal, ali na bazi rezultata merenja iz hidrometeoroloških stanica u 7rbiji ( "obijena je ili nabavljena oprema za merenja parametra vetra na visinama :2m i većim ( ura;eno je adekvatno merenje, ali na svega nekoliko lokacija ( Pripremljena je osnovna pravna regulativa #Takon o energetici, 7trategija razvoja energetike' ( %snovana je =gencija za energetsku efikasnost pri >inistarstvu rudarstva i energetike, koja treba da vodi aktivnosti oko %I- u 7rbiji ( "onešen je Programa ostvarivanja 7trategije razvoja energetike 8epublike 7rbije ( . toku je nekoliko naučnih projekata, koji treba da doprinesu jednostavnijem korišćenju i priključenju vetroelektrana u --7 7rbije Pored toga u =P Hojvodini se organizovano pristupilo procesu instalisanja obnovljivih izvora energije osnivanjem 7aveta za obnovljive izvore i njegovim aktivnim radom u saradnji sa Pokrajinskim sekretarijatom za energetiku i mineralne sirovine i stalnom koordinacijom sa aktivnostima >inistarstva za rudarstvo i energetiku 87 Ba sednicama saveta se razmenjuju najnoviji podaci o stanju razvoja primene energije vetra, kao i

( 11 (


Diplomski rad

iznose aktuelni problemi, te predlažu praktična rešenja )ao rezultat ovih aktivnosti, ali i napora i zainteresovanosti potencijalnih investitora, napravljeni su pomaci i izvršen niz pripremnih radova za podizanje prvih turbina %čekuje se da se po objavljivanju paketa podsticajnih mera za %I-, koji se očekuju do jula &22+ god, krene s intenzivnom izgradnjom vetroelektrana u parkovima do *22>@

4.1.$

/tanje u odnosu na druge dr!ave u regionu

. ovom trenutku značajni kapaciteti su instalisani u >a;arskoj, Krvatskoj, 8umuniji i akedonija i =lbanija' u ovom trenutku #kraj &224 god' nema ni jedne instalisane vetroelektrane, mada su početne aktivnosti u punom jeku >e;utim, treba primetiti da se situacija brzo menja, što pokazuje i situacija u regionu od pre par godina #&22& god' i trend razvoja do &224 god !reba uočiti da su u >a;arskoj,
7lika 1*1 Instalisani kapaciteti vetroelektrana u regionu od &22& do &224 god #&224 procena'

( 1: (


Diplomski rad

4.2 #arametri itni a odair loka6ije Hetar je vazduh u kretanju !o kretanje je uslovljeno neravnomernim zagrevanjem Temljine površine od strane 7unca Pošto površinu Temlje čine veoma različiti tipovi zemljišta i voda, oni na različite načine absorbuju 7unčevu toplotu !okom dana, vazduh iznad tla se mnogo brže zagreva nego vazduh iznad vode !opao vazduh iznad tla se širi i podiže, a teži, hladan vazduh dolazi na njegovo mesto stvarajući vetar Boću, vetar je obrnut zato što se vazduh iznad tla brže hladi od vazduha iznad vode Ba isti način, snažni atmosferski vetrovi koji kruže oko Temlje nastaju usled toga što se tlo u blizini ekvatora više greje nego tlo u blizini severnog i južnog pola "akle, energija vetra je samo drugi oblik energije 7unca 8ačuna se da se nešto manje od 90 energije 7unca koja padne na Temlju pretvori u vetar
4.3 #ovoljne loka6ije u /riji . 7rbiji postoje pogodne lokacije za izgradnju vetrogeneratora slika 1*, na kojima bi se u perspektivi moglo instalirati oko 1&3 >" vetrogeneratorskih proizvodnih kapaciteta i godišnje proizvesti oko 2&3 %"h električne energijeO * Istočni delovi 7rbije ( 7tara Planina, Hlasina, %zren, 8tanj, "eli Uovan, $rni Hrh itd . ovim regionima postoje lokacije čija je srednja brzina vetra preko / m3s & Tlatibor, `abljak,
( 1/ (


Diplomski rad

7lika 1* Pogodne lokacije u 7rbiji

4.4 @oka6ije a vetroelektrane u A# vojvodina 4.4.1

%eogra:ski polo!aj A# Vojvodine

=utonomna Pokrajina Hojvodina čini severni deo 8epublike 7rbije, države, koja se nalazi u Uugoistočnoj -vropi, odnosno na zapadnom delu
( 1 (


Diplomski rad

7lika 1& ?eografski polozaj =P Hojvodine

=P Hojvodina je autonomna pokrajina 8epublike 7rbije i obuhvata teritoriju od &*:2/ km& #&1,910 8epublike 7rbije' Po popisu iz &22& god Hojvodinu su nastanjivala &29*++& stanovnika =P Hojvodina je članica 7aveta evropskih regija pri Parlamentu -., kao prva, i zasad jedina regija koja je to postala, a da matična država nije u tom trenutku bila član -. ili 7aveta -vrope !ako;e, suosnivač je i član 8egionalnog saveta euroregije ")>! #"unav()ereš(>oriš(!isa', koga čine Hojvodina i nekoliko županija iz >a;arske i 8umunije, sa ciljem me;usobnog pomaganja u privrednom, kulturnom i ekološkom razvoju, kao i da zajedničkog nastupa na teritoriju -. 8eke "unav, !isa i 7ava dele Hojvodinu na tri delaO
( 14 (


Diplomski rad

7lika 19  7ub(region Hojvodine ?lavni grad Hojvodine je Bovi 7ad, koji ujedno ima i najveći broj stanovnika #&*:/:+', dok su ostali veći gradovi HojvodineO 7ubotica #++1*', Trenjanin #+:1:', Pančevo #/**2', 7ombor #:2+:2', )ikinda #1*4&:', 7remska >itrovica #9+21*', Hršac #9/22*', 8uma #9&*&:',
4.4.2

Diplomski rad

južnom a;arskoj i na jugu prema !elečkoj je 7ubotička peščara ?udurički vrh #/1* m' najviši je vrh u Hojvodini i nalazi se na Hršačkim planinama, dok je $rveni čot #:9+ m' najviši vrh na Jruškoj gori Hojvo;anska ravnica spušta se u vidu stepenastih površina do reka !okom milenijuma vetar je nanosio prašinu i tako je veliki deo Hojvodine prekriven debelim lesnim naslagama Ba mnogim mestima izdvajaju se u ravničarskom pejsažu lesne zaravni, od kojih su veće !itelski breg i !elečka u
7lika 11 8eljef Hojvodine Pošto je Hojvodina pokrivena lesom, najrasprostranjeniji tipovi zemljišta su černozemni i livadske crnice, a u vlažnim predelima ritske crnice i slatine Mernozemni, koji zahvataju /20 obradivog zemljišta, odlikuju se velikom plodnošću, a na njima, kao i na livadskim

( :2 (


Diplomski rad

crnicama, najveće površine koriste se za pšenicu, kukuruz, šećernu repu, suncokret, soju i drugo industrijsko i krmno bilje Ba padinama Jruške gore i Hršačkih planina nalaze se listopadne šume, u kojima preovla;uju hrast, lipa, grab i drugo drveće Ba nižim planinskim stranama šume su pretežno iskrčene i tu su pašnjaci, vinogradi i voćnjaci Ba aluvijalnim zemljištima nalaze se vrbove i topolove šume, kao i livade Ba meliorisanim terenima gaje se biljke koje zahtevaju više vlage, kao što su šećerna repa, suncokret, kukuruz, povrće Ba slatinama, koje su najmanje plodne, prostiru se pašnjaci, a na nekim mestima stvoreni su ribnjaci )lima Hojvodine je umereno kontinentalna sa izvesnim specifičnostima . Hojvodini su leta topla i zime hladne, a proleće i jesen traju kratko Letnje temperature su u proseku izme;u &*N$ i &9N$, a zime u proseku oko (&N$ -kstremne temperature, me;utim, mogu biti vrlo velike, pa razlike izme;u najviših i najnižih temperatura nekad su i 2N$ i više stepeni 8ežim padavina u Hojvodini nosi delom obeležje srednje(evropskog, tj podunavskog režima raspodele padavina, sa vrlo velikom neravnomernošću raspodele po mesecima )oličina padavina je relativno mala 7rednja godišnja vrednost se kreće od ::2 ( /22 mm3m, gde se mogu izdvojiti izrazito kišni periodi početkom leta #jun' i periodi bez ili sa malom količinom padavina #oktobar i mart' Leti su moguće kratke letnje oluje sa gradom i obilnim padavinama Bajviše padavina je na Jruškoj gori #više od :2 mm3m u proseku' i na Hršačkim planinama, zatim u zapadnoj
4.4.3 /aora;ajna i elektroenergetska in:rastruktura u Vojvodini Ta iskorišćavanje energije vetra, jedan od važnih faktora je i postojeća putna i željeznička struktura i pristupačnost terena na kom se planira postavljanje vetroelektrana !ako;e važan faktor je i postojanje i pokrivenost teritorije sa srednje i visoko naponskom elektroenergetskom mrežom . takve infrastrukturne faktore, neophodne za uspešno priključenje vetroelektrana, spada i postojanje odgovarajućih transformatorskih stanica i mogućnost povezivanja na njih !eritorija =P Hojvodine je uglavnom ravničaskog karaktera sa razvijenom mrežom puteva i pruga "odatna pogodnost je postojanje plovnih puteva i teretnih luka, što omogućuje jeftiniji transport teških i gabaritnih tereta Ba slici 1: prikazane su drumske, željezničke i plovne komunikacije u =P Hojvodini, dok je na slici 1/ predstavljena elektroenergetska mreža visokog napona

( :* (


Diplomski rad

7lika &: =uto i železnička karta vojvodine

( :& (


Diplomski rad

7lika 1/ )arta elektroenergetske mreže Hojvodine#122 kH(crvene linije, &&2 kH zelene linije, **2 kH bele linije'

4.4.4 8eritorijalna organia6ija Vojvodine )od planiranja postavljanja vetroelektrana, kao velikih elektroenergetskih objekata, potreban je čitav niz dokumenata, dozvola mišljenja, odobrenja, saglasnosti i sl >noge od njih izdaju lokalne samouprave, pa je za investitore važna i organizaciona šema u Hojvodini Ba slici 1 predstavljeni su regioni i opštine u =P Hojvodini

( :9 (


Diplomski rad

7lika 1 8egioni i opštine u =P Hojvodini

4.4.$ Istra!ivanje energije vetra 7matra se da 7rbija ima potencijal da godišnje iz obnovljivih izvora proizvede 1,4+ miliona toe .koliko se ima u vidu da je domaća proizvodnja energije u &22 godini iznosila 4,+ miliona toe, može se zaključiti da bi 7rbija polovinu primarne energije mogla da proizvede iz obnovljivih izvora  ?odišnje se iz obnovljivih izvora proizvede 2,4/ miliona toe, odnosno iskorišćava se samo *40 od ukupnih potencijala !o se gotovo u potpunosti odnosi na proizvodnju električne energije u velikim hidroelektranama #instalirane snage preko *2 >@' Ba slici 14 prikazan je potencijal korišćenja obnovljivih izvora energije u 7rbiji u procentima Hidi se da se najviše može očekivati od biomase, hidro i solarne energije

( :1 (


Diplomski rad

7lika 14 .češce mogućnosti korišćenja pojedinih izvora obnovljive energije u 7rbiji >e;utim, ako se uzmu u obzir samo oni izvori obnovljive energije, kojima se primarna obnovljiva energija pretvaraju u električnu, a pri tom izuzmu velike hidroelektrane, tada se vidi da je potencijal veoma skučen i da se svodi samo na energiju vetra i malih hidroelektrana >ada je potencijal solarne energije značajan, ekonomski faktori za sada nisu povoljni

4.4.+ #oten6ijal energije vetra Prethodnim istraživanjima pokazano je da u 8epublici 7rbiji postoje pogodne lokacije za izgradnju vetrogeneratora, na kojima bi se u perspektivi moglo instalirati oko *922 >@ vetrogeneratorskih proizvodnih kapaciteta i godišnje proizvesti oko &922 ?@h električne energije Bajpogodnije lokacije za korišćenje energije vetra suO * Panonska nizija, severno od "unava i 7ave %va oblast pokriva oko &222 km& i pogodna je za izgradnju vetrogeneratora jer je izgra;ena putna infrastruktura, postoji električna mreža, blizina velikih centara potrošnje električne energije i slično & Istočni delovi 7rbije ( 7tara Planina, Hlasina, %zren, 8tanj, "eli Uovan, $rni Hrh itd . ovim regionima postoje lokacije čija je srednja brzina vetra preko / m3s %va oblast prostorno pokriva oko &222 km& i u njoj bi se perspektivno moglo izgraditi značajne instalisane snage vetrogeneratora 9 Tlatibor, )opaonik, "ivčibare su planinske oblasti gde bi se merenjem mogle utvrditi pogodne mikrolokacije za izgradnju vetrogeneratora %čekuje se da se ovoj oblasti tako;e mogu instalirati veći kapaciteti vetrogeneratora

( :: (


Diplomski rad

4.4.5 Iučavanje vetra u A# Vojvodini i /riji "o gornjih pokazatelja došlo se nakon niza studija i projekata, koji se u poslednjih *2(tak godina ura;ena u 7rbiji i Hojvodini %vde će biti samo ukratko naveden pregled najvaznijih rezultata ovih istraživanja, koji su javno dostupni preko Interneta ili izloženi3publikovani na stručnim i naučnim konferencijama >erenje parametara vetra se sistematski sprovodi preko mreže meteoroloških stanica više od :2 godina >e;utim, tačnost merenja u ranijim periodima nije uvek adekvatna današnjim standardima, a deo zapisa nije dostupan zbog neadekvatnog čuvanja ili drugih razloga Uedna od retkih publikacija, gde su sumirani i obra;eni dugogodišnji rezultati merenja vetra je 5)lima =P Hojvodine6, čiji cilj nije bilo istraživanje povoljnih lokacija za postavljanje vetrogeneratora, već prikaz karakterističnih parametara klime u =P Hojvodini . atlasu 5)lima karte 7=P Hojvodine6, koja predstavlja prilog publikaciji 5)lima 7=P Hojvodine6 dat je prikaz godišnji prikaz raspodele vetrova  Prikaz je ura;en i po godišnjim dobima, kao i po drugim parametrima i daje pregledne podatke o čestini javljanja, srednjoj brzini i broju dana bez vetra #slika 1+'

7lika 1+ Prikaz raspodele vetrova #godišnja' na *2 m

( :/ (


Diplomski rad

7tudija, koja je ra;ena za potrebe -lektroprivrede 7rbije #-P7' &22& godine, imala je za cilj da se utvrdi energetski potencijal energije vetra u 7rbiji !o je bila prva ovakva studija u 7rbiji . svrhu analize napravljen je numerički model, kojim se rekonstruisalo polje vetra )orišćen je numerički trodimenzionalni nehidrostatički klimatski mezo model, koji je potvr;en i u našim uslovima Pri formiranju modela korišćeni su rezultati merenja iz &2 meteoroloških stanica u periodu *++*(&222 godine %bra;en je izuzetno veliki broj merenja sa značajnom kompletiranošću po godinama 8ezultati su dali detaljne proračune mogućih kapaciteta i lokacija vetroelektrana i pokazali da u 7rbiji postoji značajan potencijal u energiji vetra Ba slici 1*2 predstavljeni su neki rezultati iz ove studije, koji su ukazali na najpogodnije lokacije u 7rbiji za postavljanje vetroelektrana =ko se posmatraju rezultati, vezano za teritoriju =P Hojvodine, može se primetiti da su uzeti u obzir rezultati merenja brzine vetra u samo 1 meteorološke stanice #7ombor, )ikinda, Bovi 7ad ( 8ančevi i 7r >itrovica' Bedostatak stanica u centralnom i južnom
7lika 1*2 )arta lokacija u 7rbiji sa godišnjim srednjim brzinama vetraO a' od : do / m3s i b' većim od / m3s,odre;enih na bazi *2(min 7rednjih brzina na visini od :2 m iznad tla

( : (


Diplomski rad

Projekat ura;en u sklopu Bacionalnog programa energetske efikasnosti >inistarstva nauke i zaštite životne sredine 8epublike 7rbije ( 7tudija --21(*2:&= iz &22: god dao je mape vetroenergetskog potencijala 7rbije #slika 1**' >ape su generisane korišćenjem metodologije -vropskog atlasa vetrova i standardnih metoeroloskih podataka za period *+* ( *++2 i predstavlja korak dalje u kvalitetu ulaznih podataka i načinu softverske obrade Ba slici 1** prikazani su rezultati dobijeni za vrednosti prosečne godišnje gustine snage vetra na visini od *22m od tla Hidi se da se mape nešto razlikuju od rezultata iz &22& god #slika 1*2', odnosno da se planianske oblasti u istočnoj 7rbiji, sad ne pojavljuju, kao oblasti sa intenzivnim vetrom 7 druge strane, vetrovi u Hojvodini su detaljnije prikazani >e;utim, uočavaju se neke nelogičnosti u prikazima, koje umanjuju poverenje u rezultate Ba primer, za oblast oko Trenjanina je prikazano da je u zoni *22(&22 @3m& u doba najslabijih i najintenzivnijih vetrova, odnosno za jun i januar #slika 1**, gore', ali je u godišnjem prikazu u zoni veće gustine snage ( &22(922 @3m& #slika 1**, dole' !o ukazuje da je potrebno detaljnije obraditi vetrove na teritorije =P Hojvodine

( :4 (


Diplomski rad

7lika 1** Prikaz energetskog potencijala vetra 7rbije na visini *22 m u @3m

Poslednjih godina istraživanja se koncentrišu na teritoriju Hojvodine i istočne 7rbije Biz mernih stubova je postavljen tokom &22/i &22 godine sa ciljem da se izmere brzina, pravac i ostali parametri na specifičnim lokacijama Ba slici 1*& prikazane su lokcije na kojima je naj intezivnije merenje

( :+ (


Diplomski rad

7lika 1*& >esta gde se sprovode merenja brzine vetra u &224 god

8ezultati merenja na pojedinim lokacijama su podstakli investitore ili pojedine privatne organizacije, koje se bave poslovima vetro energetike, da povećaju pritisak ka kvalitetnijim podacima o energetskom potencijalu vetra u Hojvodini )orišćenjem @=sP programa i uz saradnju sa stručnjacima sa -lektrotehničkog fakulteta u
( /2 (


Diplomski rad

7lika 1*9 Prikaz brzine i energetskog potencijala vetra na visini od :2 m @3m

4.4.7 0oriš;enje energije vetra u Vojvodini 8ezultati ranijih studija pokazuju da je teritorija Hojvodine u zoni gde je brzina vetra od 9,: ( 1,: m3s Ba pojedinim mestima #Jruška gora, Hršački breg, južni
( /* (


Diplomski rad

odrediti lokacija na kojoj bi mogla da se proizvede najveća količina energije kako bi tu bila izgra;ena prva farma vetrenjača 7koro je izvesno da će ona biti na nekoj lokaciji u priobalju "unava, koje je poznato po jakim udarima košave i velikom broju vetrovitih dana u godini Procenjuje se da će prva srpska, odnosno vojvo;anska farma vetrenjača imati kapacitet oko &2 >@, a njena izgradnja će, prema preliminarnim proračunima, koštati oko */ miliona evra -kološki značaj korišćenja energije vetra je ogroman i zbog izbegavanja emisije ugljendioksida Izgradnjom vetrenjača, 7rbija neće emitovati oko *22222 tona ugljendioksida, koji će moći da izveze na tzv 5tržište $%& #tona ugljendioksida košta u proseku oko &2 evra, sa tendencijom daljeg povećanja cene' . Hojvodini postoji razvijena industrija proizvodnje delova za vetroelektrane . 7ubotici je veoma aktivna firma 5Jlender(Loher6 sa *220 stranim kapitalom, koja se bavi proizvodnjom generatora za vetroelektrane i koja je jedna od najvećih u regionu I za ostale delove elektro(sklopa postoje značajna industrijska preduzeća, koja mogu učestvovati u izradi ovih delova, kao što su 5Bovkabel6, 5Uužna
( /& (


$

Diplomski rad

Baključak

?lobalni razvoj društva u budućnosti će u ogromnoj meri zavisiti od stanja oblasti energetike Problemi sa kojima se suočavaju u manjoj ili većoj meri sve zemlje sveta su povezani sa obezbe;ivanjem energije i očuvanjem životne sredine !rend rasta potreba na globalnom nivou iznosi oko &,4 0 %vakvi energetski tokovi su primorali visokorazvijene zemlje da ulažu ogroman kapital i angažuju veliki broj stručnjaka u razvoj sistema za korišćenje obnovljivih izvora električne energije #vetroelektrane, solarne elektrane, elektrane na biomasu i biogas, geotermalne elektrane, itd' Bajznačajniji faktori koji su uticali na pridavanje značaja obnovljivim izvorima energije suO Z @ Posebno se ističe oblast južnog i jugoistočnog
+. @iteratura ( /9 (

VETROGENERATORI.doc

Recommend Documents