CD Integrarea si functionarea centralelor eoliene si a instalatiilor fotovoltaice in sistemul electroenergetic
Autor: Vatra Fanica, Postolache Petru, Vatra Cristiana Andreea, Poida Ana
Editura: S.I.E.R.
Format: 17x24 cm
Nr. pagini: 612
Coperta: brosata
ISBN: 978-973-87456-3-6
Anul aparitiei: 2012
Lucrare editata pe CD
PREFATA
„Daca inveti doar niste metode, vei fi incatusat de ele, dar daca inveti principii, iti vei putea concepe propriile metode.” Ralph Waldo Emerson
(Citat preluat din cartea „Alte motive pentru a zambi” - Autor: Zig Ziglar)
„Learn everything you can, anytime you can, from anyone you can - there will always come a time when you will be grateful you did.” Sarah Caldwell (http://en.wikipedia.org/wiki/Sarah_Caldwell)
Aceasta carte isi are radacinile ancorate:
- intr-un prim inceput, care a avut loc in octombrie 2005, cand a fost initiat primul curs din cadrul proectului european LPQIVES (Leonardo Power Quality Initiative and EMC Vocational Education System) in Romania sub numele - „Calitatea energiei electrice” - Expert Gradul 1 (compus din 10 module);
- intr-un al doilea inceput, cel prin care, la initiativa SIER (Societatea Inginerilor Energeticieni din Romania) s-a demarat, in februarie 2008, un nou curs LPQIVES, intitulat initial „Integrarea si functionarea Centralelor Eoliene in Sistemele Electroenergetice”, ca extindere/aprofundare a Modulului 9 (Surse de energie distribuite si calitatea energiei electrice. Sisteme de stocare a energiei), din cadrul cursului mai sus amintit, si care, din aprilie 2010, si-a extins tematica devenind cursul care se deruleaza si in prezent, „Integrarea si Functionarea Centralelor Eoliene si a Instalatiilor Fotovoltaice in Sistemul Electroenergetic” („The Integration and Operation of Wind Power Plants and Photovoltaic Installations into Power Systems”).
Aceasta carte urmareste, in principal, tematica cursului Integrarea si Functionarea Centralelor Eoliene si a Instalatiilor Fotovoltaice in Sistemul Electroenergetic, oferind, in acelasi timp, si o serie de noutati/informatii „proaspete”, care, speram sa fie o surpriza placuta pentru cursantii care au absolvit acest curs si util celor care iau, pentru prima data, contact cu subiectele abordate in aceasta carte.
Multumim atat cursantilor nostri, pentru aportul pe care si l-au adus la dezvoltarea cursului si, implicit, a acestei carti, cat si Dlui Roman Targosz - Presedintele LPQIVES CB fara sprijinul caruia nu am fi reusit in demersurile noastre, prezenta carte fiind, de asemenea, editata sub egida LPQIVES/Leonardo Energy.
Autorii sunt constienti ca prezenta lucrare, fiind prima de acest fel din Romania, poate fi perfectionata si sunt recunoscatori tuturor celor care vor contribui, prin observatii si sugestii, la imbunatatirea ei.
Va dorim lectura placuta!
Autorii
Bucuresti, iulie 2012
CUPRINS
Prefata ... 5
Cuprins ... 7
1. Producerea si consumul de energie electrica in lume. Surse primare, procedee, evolutie, tendinte ... 21
1.1. Introducere ... 21
1.2. Situatia energetica generala ... 21
1.3. Situatia energetica din Romania ... 28
1.3.1. Sursele pe baza de petrol ... 30
1.3.2. Sursele pe baza de gaz natural ... 31
1.3.3. Sursele pe baza de carbune energetic ... 31
1.3.4. Sursele pe baza de hidroenergie ... 32
1.3.5. Sursele pe baza de energie nucleara ... 32
1.3.6. Energie electrica ... 32
1.4. Producerea energiei electrice in centrale electrice pe baza de combustibili fosili si incadrarea in mediul ambiant ... 33
1.5. Surse si resurse de energie regenerabila ... 36
1.5.1. Definirea notiunilor de surse si resurse de energie regenerabila ... 36
1.5.2. Avantajele si dezvantajele DG si RES ... 39
1.5.3. Stadiul actual si perspective in domeniul utilizarii energiilor regenerabile ... 40
1.5.3.1. Date statistice preluate din Renewables 2011 Global Status Report - REN 21 ... 40
1.5.3.2. Date statistice preluate din World Wind Energy Report 2011 ... 47
1.5.3.3. Date statistice preluate din Wind in power: 2011 European statistics ... 48
1.5.3.4. Date statistice preluate din PV Status Report 2011 ... 50
1.5.4. Resurse regenerabile de energie in Romania ... 53
1.5.4.1. Potentialul eolian al Romaniei ... 53
1.5.4.2. Potentialul solar in Romania ...54
1.5.5. Puterea instalata in centrale electrice eoliene si fotovoltaice din Romania ... 57
1.5.5.1. Centrale electrice eoliene ... 57
1.5.5.2. Centrale electrice fotovoltaice ... 60
1.6. Bibliografie ... 65
2. Politici si directive ale Uniunii Europene in domeniul utilizarii resurselor regenerabile de energie ... 67
2.1. Prezentare generala ... 67
2.2. Obiectivele tinta pentru tarile UE privind Protocolul de la Kyoto ... 71
2.3. Obiectivele tinta pentru tarile UE privind aportul de energie din surse regenerabile in consumul final de energie primara ... 72
2.4. Obiectivele tinta pentru tarile UE privind energia electrica produsa din surse regenerabile de energie (RES-E) ... 73
2.5. Europa, consumatoare de energie 100 % regenerabila? ...74
2.6. Politica Romaniei in domeniul utilizarii resurselor regenerabile de energie ... 75
2.7. Bibliografie ... 77
3. Scurt istoric al instalatiilor eoliene si fotovoltaice ... 79
3.1. Instalatii eoliene ... 79
3.2. Instalatii fotovoltaice ... 89
3.3. Bibliografie ... 97
4. Principalele componente si caracteristici ale instalatiilor eoliene si fotovoltaice ... 99
4.1. Instalatii eoliene ... 99
4.1.1. Rotorul si palele ... 99
4.1.2. Nacela ... 103
4.1.3. Generatorul electric ... 104
4.1.4. Sistemul de comanda-control ... 105
4.1.5. Schema partii electrice a unui grup eolian ... 105
4.1.6. Starile/regimurile de functionare ale unui grup eolian ... 107
4.2. Instalatii fotovoltaice ... 110
4.2.1. Celula fotoelectrica (fotovoltaica). Principiu de functionare ... 110
4.2.2. Tehnologii ale celulelor fotovoltaice ... 111
4.2.3. Modelul matematic al celulei fotovoltaice ... 113
4.2.4. Parametrii celulei fotovoltaice ... 114
4.2.5. Influenta iluminarii ... 116
4.2.6. Influenta temperaturii ... 117
4.2.7. Modul de conectare a celulelor fotovoltaice ... 118
4.2.8. Elemente componente ale sistemelor fotovoltaice ... 119
4.2.8.1. Baterii de acumulatoare ... 120
4.2.8.2. Regulatoare de sarcina ... 122
4.2.8.3. Convertoare statice ... 122
4.2.8.3.1. Tipuri de convertoare statice ... 122
4.2.8.3.2. Invertoare ... 124
4.2.8.4. Alte componente ... 125
4.3. Bibliografie ... 126
5. Evaluarea potentialului eolian ... 127
5.1. Introducere ... 127
5.2. Puterea dezvoltata de o instalatie eoliana ... 127
5.3. Influenta altitudinii si a temperaturii ... 131
5.4. Evaluare orientativa a puterii medii ... 131
5.5. Evaluarea statistica a datelor masurarii vitezei vantului ... 132
5.5.1. Masuratori ... 132
5.5.2. Viteza medie ... 133
5.5.3. Viteza medie cubica ... 134
5.5.4. Neregularitatea vantului ... 134
5.5.5. Abaterea patratica medie ... 134
5.5.6. Aplicatii ale distributiei Weibull ... 135
5.5.7. Turbulenta, rafale, vant extrem ... 137
5.6. Agregarea productiei de energie electrica ... 138
5.7. Factor de capacitate ... 139
5.8. Bibliografie ... 140
Anexa - Modele probabilistice. Distibutii statistice ... 141
6. Evaluarea potentialului energiei solare ... 147
6.1. Soarele - sursa de energie. Constanta solara ... 147
6.2. Notiuni privind miscarea aparenta a soarelui pe bolta cereasca ... 148
6.3. Densitatea fluxului solar incident la nivelul solului ... 149
6.4. Densitatea fluxului solar incident pe suprafete cu inclinare variabila ... 150
6.5. Aparate folosite pentru masurarea radiatiei solare ... 150
6.6. Bibliografie ... 151
7. Amplasarea centralelor eoliene si a instalatiilor fotovoltaice ... 153
7.1. Amplasarea centralelor eoliene ... 153
7.1.1. Introducere ... 153
7.1.2. Alegerea amplasamentului ... 154
7.1.3. Estimarea energiei produse ... 161
7.1.4. Aspecte practice la alegerea amplasamentului ... 162
7.2. Amplasarea instalatiilor fotovoltaice ... 163
7.2.1. Introducere ... 163
7.2.2. Alegerea amplasamentului ... 163
7.2.3. Elemente de care trebuie sa se tina seama pentru estimarea energiei produse ...165
7.2.3.1. Criteriul „maximalizarea productiei pe timp de iarna” versus „maximalizarea productiei anuale” ... 165
7.2.3.2. Unghiul de inclinare si unghiul de orientare a panourilor fotovoltaice ... 166
7.2.3.3. Evaluarea umbririi panourilor fotovoltaice ... 169
7.2.3.4. Factorul de performanta (Performance Ratio-PR) a instalatiei fotovoltaice ... 171
7.3. Bibliografie ... 173
8. Grupuri electrice utilizate in centralele eoliene ... 175
8.1. Introducere ... 175
8.2. Masina asincrona ... 175
8.2.1. Regim motor ... 176
8.2.2. Regim generator ... 177
8.2.3. Caracteristica mecanica a masinii asincrone ... 178
8.3. Generator asincron cu rotor in scurtcircuit ... 178
8.4. Generator asincron cu rotor bobinat ... 180
8.5. Generator sincron ... 182
8.6. Privire de ansamblu asupra grupurilor electrice din centralele eoliene ... 184
8.7. Controlul puterii reactive la utilizarea grupurilor eoliene ... 186
8.8. Bibliografie ... 187
9. Controlul grupurilor eoliene ...189
9.1. Ideea generala de control a grupurilor eoliene 189
9.2. Sistemul de monitorizare si control a grupului eolian .193
9.3. Sistemul de control a turbinei ... 200
9.4. Sistemul de control a generatorului ... 201
9.5. Bibliografie ... 203
10. Reteaua electrica interna a centralelor eoliene si instalatiilor fotovoltaice ... 205
10.1. Reteaua electrica interna a centralelor eoliene ... 205
10.2. Reteaua electrica interna in cazul instalatiilor/centralelor fotovoltaice ... 210
10.3. Reteaua electrica interna in cazul sistemelor energetice hibride pe baza de surse regenerabile de energie ... 214
10.4. Micro-retea Smart Grid pentru alimentarea consumatorilor cu energie electrica produsa din surse regenerabile de energie ... 217
10.4.1. Definirea termenului de Smart Grid ... 217
10.14.4.1.1. Definitii adoptate de Uniunea Europeana ... 217
10.14.4.1.2. Definitia si caracteristicile distinctive ale Smart Grids adoptate in SUA ... 219
10.4.2. Arhitectura de principiu si sistemele componente ale unei micro-retele de tip Smart Grid pentru alimentarea consumatorilor cu energie electrica produsa din surse regenerabile de energie ... 221
10.14.4.2.1. Sistemele componente ale micro-retelei Smart Grid ... 221
10.14.4.2.2. Rolul invertoarelor in cadrul unei micro-retele Smart Grid ... 221
10.14.4.2.3. Sistemul local de distributie a energiei electrice la consumatori ... 222
10.14.4.2.4. Configuratia si schema de principiu a sistemului fotovoltaic ... 223
10.14.4.2.5. Sistemul eolian de producere de energie electrica ... 224
10.14.4.2.6. Sistemul de stocare a energiei electrice ... 225
10.14.4.2.7. Sistemul de monitorizare si comanda-control a micro-retelei Smart Grid ... 228
10.5. Bibliografie 228
11. Conectarea centralelor eoliene si a instalatiilor fotovoltaice la retelele electrice ale SEN ... 231
11.1. Notiuni privind Sistemul Electroenergetic National (SEN) ... 231
11.2. Nivelurile de tensiune la care se pot racorda grupurile/centralele eoliene si instalatiile fotovoltaice la retelele electrice publice ... 236
11.3. Solutii de conectare a grupurilor si centralelor eoliene si a centralelor fotovoltaice la sistemele electroenergetice ... 240
11.4. Aspecte tehnice ale conectarii centralelor eoliene/fotovoltaice la sistemul electroenergetic ... 245
11.5. Reglementari in vigoare in Romania referitoare la racordarea utilizatorilor la retelele electrice de interes public ... 245
11.5.1. Studiu de solutie pentru racordarea centralelor electrice ... 246
11.5.2. Avizul Tehnic de Racordare ... 246
11.5.3. Incheierea Contractului de Racordare ... 247
11.5.4. Elaborarea documentatiilor de proiectare ... 247
11.6. Bibliografie ... 248
12. Influenta centralelor eoliene si a celor fotovoltaice asupra regimurilor de functionare a retelelor electrice ... 249
12.1. Variatia tensiunii electrice in reteaua electrica ... 249
12.2. Curentii de scurtcircuit ... 260
12.3. Pierderile de putere activa ... 268
12.4. Bibliografie ... 272
13. Controlul tensiunii si a fluxurilor de putere prin utilizarea sistemelor FACTS ... 273
13.1. Introducere ... 273
13.2. Compensatoare statice de putere reactiva (SVC) ... 275
13.2.1. Bobinele comandate cu tiristoare (TCR) ... 276
13.2.2. Condensatoare comutate cu tiristoare (TSC) ... 277
13.2.3. Bobinele comandate cu tiristoare asociate cu un condensator fix (FC/TCR) ... 277
13.2.4. Bobinele comandate cu tiristoare asociate cu condensatoare comutate cu tiristoare (TCR + TSC) ... 278
13.3. Compensator sincron static shunt (STATCOM) ... 279
13.4. Compensator serie comandat cu tiristoare (TCSC) ... 281
13.5. Compensator sincron static serie (SSSC) ... 282
13.6. Controler unificat de flux de putere (UPFC) ... 283
13.7. Bibliografie ... 284
14. Functionarea retelelor electrice/SEN in prezenta centralelor eoliene si a centralelor fotovoltaice ... 287
14.1. Aspecte generale ... 287
14.2. Pierderi de energie electrica in retelele electrice de distributie ... 288
14.3. Aspecte tehnice ale conectarii centralelor eoliene si a centralelor fotovoltaice la sistemul electroenergetic. Servicii de sistem care pot fi realizate de centralele eoliene/fotovoltaice ... 288
14.3.1. Solicitari in regim normal de functionare si in caz de scurtcircuite ... 289
14.3.2. Efecte asupra calitatii energiei electrice in retelele electrice ... 289
14.3.3. Circulatia puterii reactive si controlul tensiunii ... 290
14.3.4. Participarea la realizarea serviciilor de sistem ... 291
14.3.5. Stabilitatea si capabilitatea grupurilor eoliene si a sistemelor fotovoltaice de a face fata perturbatiilor din reteaua electrica ... 293
14.3.6. Aspecte privind protectia prin relee ... 294
14.3.7. Operatii de insularizare si reconectare ... 294
14.3.8. Siguranta in functionare ... 294
14.4. Bibliografie ... 296
15. Integrarea centralelor eoliene si a centralelor fotovoltaice in conducerea operativa a SEN ... 297
15.1. Monitorizarea centralelor eoliene si a centralelor fotovoltaice ... 297
15.2. Agregarea centralelor eoliene in centrale electrice eoliene virtuale ... 302
15.3. Prevederi din normele tehnice privind cerintele tehnice de racordarea la SEN a centralelor electrice eoliene si a centralelor fotovoltaice ... 304
15.3.1. Prevederi din Norma Tehnica “Conditii tehnice de racordare la retelele
electrice de interes public pentru centralele electrice eoliene” ... 304
15.3.2. Prevederi din propunerea de Norma Tehnica “Cerinte tehnice pentru centralele fotovoltaice racordate la SEN” ... 305
15.4. Organizarea conducerii prin dispecer in SEN din Romania ... 306
15.4.1. Scopul conducerii operative a SEN ... 306
15.4.2. Structura si organizarea conducerii operative in SEN. Treptele/centrele de conducere operativa in SEN ... 307
15.4.3. Functiunile principale pe treptele/centrele de conducere operativa ... 310
15.4.3.1. Dispecerul Energetic Central (DEC) ... 310
15.4.3.2. Dispeceri Energetici Teritoriali (DET) ... 313
15.4.3.3. Dispeceri Energetici de Distributie (DED) ... 314
15.4.3.4. Dispeceri Energetici de Distributie Locali (DEDL) ... 317
15.4.3.5. Dispecerii Energetici Locali de Centrale electrice (DLC) ... 318
15.5. Conducerea operativa a centralelor eoliene mari din Germania utilizand conceptul de centrala electrica virtuala ... 320
15.6. Aspecte privind conducerea operativa a centralelor eoliene in Spania si Portugalia ... 326
15.7. Aspecte privind conducerea operativa a centralelor eoliene apartinand companiei Iberdrola Renewables din SUA ... 330
15.8. Bibliografie ... 331
16. Introducere in calitatea energiei electrice ... 333
16.1. Aspecte generale privind calitatea energiei electrice ... 333
16.2. Componentele calitatii energiei electrice ... 337
16.3. Perturbatiile electromagnetice care afecteaza calitatea energiei electrice ... 338
16.4. Susceptibilitatea echipamentelor. Niveluri de compatibilitate ... 341
16.5. Standarde si reglementari in domeniul calitatii energiei electrice ... 343
16.5.1. Standarde si reglementari internationale in domeniul calitatii energiei electrice ... 344
16.5.2. Reglementari nationale in domeniul calitatii energiei electrice ... 346
16.6. Efecte ale calitatii tensiunii retelei electrice asupra grupurilor eoliene si sistemelor fotovoltaice ... 346
16.7. Influenta instalatiilor eoliene si fotovoltaice asupra calitatii energiei electrice din sistemul electroenergetic ... 347
16.8. Bibliografie ... 349
17. Fluctuatii de tensiune (efecte de flicker) ... 351
17.1. Descrierea perturbatiilor. Termeni de baza si definitii ... 351
17.2. Cauzele fluctuatiilor de tensiune ... 354
17.2.1. Sarcini industriale ... 355
17.2.2. Sarcini alimentate din retelele de joasa tensiune ... 356
17.2.3. Grupurile electrice eoliene ... 356
17.3. Efectele fluctuatiilor de tensiune .... 357
17.4. Cuantificarea fluctuatiilor de tensiune/fenomenului de flicker ... 358
17.5. Limite admise ... 360
17.6. Evaluarea nivelului de flicker produs de mai multe surse ... 360
17.7. Bibliografie ... 361
18. Armonice si interarmonice ... 363
18.1. Termeni de baza si definitii ... 363
18.1.1. Aspecte generale. Definirea perturbatiilor ... 363
18.1.2. Marimi periodice ... 365
18.1.3. Marimi caracteristice in regim periodic sinusoidal ... 366
18.1.4. Marimi caracteristice in regim periodic nesinusoidal ... 368
18.1.5. Circuitele electrice in regim deformant ... 370
18.1.6. Bilanturi de puteri active in regim periodic nesinusoidal ... 372
18.2. Surse de armonice si de interarmonice ... 373
18.3. Efecte ale poluarii armonice asupra instalatiilor si echipamentelor ... 376
18.4. Metode de limitare a armonicelor si interarmonicelor ... 377
18.5. Indicatori de calitate a energiei electrice ... 380
18.6. Limite admisibile ... 381
18.6.1. Prevederi din Standardul European EN 50160 ... 381
18.6.2. Prevederi din reglementari nationale ... 384
18.6.2.1. Prevederi din Codul Tehnic al Retelei Electrice de Transport ... 384
18.6.2.2. Prevederi din Standardul de performanta pentru serviciile de transport si de sistem ale energiei electrice ... 384
18.6.2.3. Prevederi din Standardul de performanta pentru serviciile de distributie a energiei electrice ... 384
18.7. Bibliografie ... 385
19. Goluri de tensiune, intreruperi de scurta durata si supratensiuni ... 387
19.1. Aspecte generale ... 387
19.2. Definirea perturbatiilor ... 387
19.2.1. Goluri de tensiune si intreruperi de scurta durata ... 387
19.2.2. Supratensiuni temporare de frecventa industriala ... 391
19.3. Particularitati ... 391
19.4. Efecte ale golurilor si intreruperilor de tensiune asupra generatoarelor eoliene ... 395
19.5. Variatii de tensiune determinate de pornirea sau deconectarea generatoarelor eoliene ... 396
19.6. Influenta golurilor de tensiune asupra vibratiei turnului unui grup eolian ... 397
19.7. Limitarea efectelor golurilor si intreruperilor de scurta durata ... 398
19.8. Bibliografie ... 400
20. Parametrii care permit evaluarea influentei centralelor eoliene si a sistemelor fotovoltaice asupra calitatii energiei electrice ... 401
20.1. Parametrii care permit evaluarea influentei instalatiilor eoliene asupra calitatii energiei electrice ... 401
20.1.1. Parametrii nominali (rated data) ... 401
20.1.2. Puterea maxim masurata (maximum measured power) ... 402
20.1.3. Puterea reactiva ... 402
20.1.4. Coeficientul de flicker ... 402
20.1.5. Numarul maxim de operatii de comutare a unitatii eoliene ... 404
20.1.6. Factorul treapta de flicker pentru operatii de comutare a grupurilor eoliene ... 404
20.1.7. Factorul de variatie a tensiunii pentru operatii de comutare a grupurilor eoliene ... 405
20.1.8. Armonice de curent si tensiune generate de unitatile eoliene ... 406
20.2. Studii de caz - Predeterminarea prin calcul a nivelului de flicker si a salturilor de tensiune generate de grupurile si centralele eoliene ... 407
20.2.1. Studiu de Caz 1 ... 407
20.2.1.1. Date de intrare ... 407
20.2.1.2. Determinarea nivelului de flicker produs de grupurile eoliene in conditii normale de functionare ... 408
20.2.1.3. Determinarea nivelului de flicker produs la comutarea grupurilor eoliene ... 409
20.2.1.4. Determinarea saltului de tensiune produs la comutarea grupurilor eoliene ... 410
20.2.2. Studiu de Caz 2 ... 411
20.2.2.1. Date de intrare ... 411
20.2.2.2. Determinarea nivelului de flicker produs de grupurile eoliene in conditii normale de functionare ... 412
20.2.2.3. Determinarea nivelului de flicker produs la comutarea grupurilor eoliene ... 412
20.2.2.4. Determinarea saltului de tensiune produs la comutarea grupurilor eoliene ... 413
20.3. Parametrii care permit evaluarea influentei sistemelor fotovoltaice asupra calitatii energiei electrice ... 414
20.4. Bibliografie ... 418
21. Conditii tehnice de racordare a centralelor eoliene si a centralelor fotovoltaice la SEN. Comparatie intre prevederi din unele coduri tehnice din Europa ... 419
21.1. Introducere ... 419
21.2. Prevederi din Normele tehnice privind cerintele tehnice de racordarea la SEN a centralelor electrice eoliene si a centralelor fotovoltaice ... 419
21.2.1. Scopul si domeniul de aplicare ... 419
21.2.2. Cerinte pentru centralele electrice eoliene ... 420
21.2.2.1. Cerinte pentru centralele electrice eoliene dispecerizabile (CEED) ... 420
21.2.2.2. Cerinte pentru centralele electrice eoliene nedispecerizabile (CEEND) ... 423
21.2.2.3. Cerinte pentru echipamentele de telecomunicatii ... 424
21.2.3. Cerinte pentru centralele fotovoltaice ... 424
21.2.3.1. Cerinte pentru centralele fotovoltaice dispecerizabile (CFVD) ... 424
21.2.3.2. Cerinte pentru centralele fotovoltaice nedispecerizabile (CFVND) ... 426
21.2.3.3. Cerinte pentru echipamentele de telecomunicatii ... 426
21.3. Comparatie intre prevederi din unele Codurile Tehnice din Europa ... 427
21.3.1. Reglementari in vigoare ... 427
21.3.2. Cerinte referitoare la controlul puterii ... 427
21.3.3. Cerinte referitoare la controlul puterii active generate in functie de abaterea frecventei in sistemul electroenergetic ... 429
21.3.4. Cerinte referitoare la compensarea puterii reactive ... 431
21.3.5. Cerinte referitoare la banda de tensiune admisa in functionare normala ... 434
21.3.6. Cerinte referitoare la capabilitatea de functionare a centralelor eoliene in cazul producerii unor defecte in retelele electrice ... 434
21.4. Bibliografie ... 439
22. Masurarea calitatii energiei electrice ... 441
22.1. Aspecte generale referitoare la masurarea si monitorizarea calitatii energiei electrice ... 441
22.2. Conditii generale pe care trebuie sa le indeplineasca echipamentele de masurare a calitatii energiei electrice si de prelucrare a datelor masurate ... 442
22.2.1. Lantul de masurare ... 442
22.2.2. Clasele echipamentelor de masurare ... 443
22.2.3. Incertitudinea Ceasului de Timp Real ... 444
22.2.4. Agregarea datelor masurate ... 444
22.2.4.1. Intervalele de agregare a datelor masurate ... 444
22.2.4.2. Intervalele de masurare de baza ... 445
22.2.4.3. Agregarea pe intervale de 150 perioade ... 446
22.2.4.4. Agregarea pe intervale de 10 minute ... 447
22.2.4.5. Agregarea pe intervale de 2 ore ... 447
22.2.5. Conceptul de marcare ... 448
22.3. Masurarea parametrilor care definesc calitatea energiei electrice ... 448
22.3.1. Masurarea frecventei ... 448
22.3.1.1. Metoda de masurare ... 448
22.3.1.2. Procedura de evaluare a calitatii energiei electrice ... 449
22.3.2. Masurarea valorii efective a tensiunii ... 449
22.3.2.1. Metoda de masurare ... 449
22.3.2.2. Procedura de evaluare a calitatii energiei electrice ... 449
22.3.3. Masurarea armonicelor si interarmonicelor ... 450
22.3.3.1. Metoda de masurare ... 450
22.3.3.2. Procedura de evaluare a calitatii energiei electrice ... 454
22.3.4. Masurarea fluctuatiilor de tensiune (flicker) ... 455
22.3.4.1. Metoda de masurare ... 455
22.3.4.2. Procedura de evaluare a calitatii energiei electrice ... 456
22.3.5. Masurarea nivelului de nesimetrie ... 456
22.3.5.1. Metoda de masurare ... 456
22.3.5.2. Procedura de evaluare a calitatii energiei electrice ... 457
22.3.6. Masurarea golurilor de tensiune si a intreruperilor de scurta durata ... 458
22.3.6.1. Metoda de masurare ... 458
22.3.6.2. Procedura de evaluare a calitatii energiei electrice ... 459
22.3.6.3. Metode de raportare a rezultatelor masuratorilor ... 460
22.3.7. Masurarea supratensiunilor temporare de frecventa industriala ... 463
22.3.7.1. Metoda de masurare ... 463
22.3.7.2. Procedura de evaluare a calitatii energiei electrice ... 463
22.3.7.3. Metode de raportare a rezultatelor masuratorilor ... 463
22.4. Bibliografie ... 465
23. Procedura de masurare a parametrilor unitatilor eoliene necesari pentru evaluarea influentei asupra calitatii energiei electrice ... 467
23.1. Introducere ... 467
23.2. Procedurile de masurare recomandate de standardul CEI 61400-21:2008 ... 468
23.2.1. Aspecte generale ... 468
23.2.1.1. Conditii de masurare ... 468
23.2.1.2. Elementele sistemului de masurare ... 469
23.2.2. Identificarea parametrilor nominali ... 470
23.2.3. Puterea activa ... 470
23.2.3.1. Puterea maxim masurata (Maximum measured power) ... 470
23.2.3.2. Limitarea vitezei de variatie (Ramp rate limitation) a puterii active ... 470
23.2.3.3. Reglarea puterii active conform valorii de consemn (Set-point control) ... 471
23.2.4. Puterea reactiva ... 471
23.2.4.1. Capabilitatea de a produce si de a absorbi putere reactiva ... 471
23.2.4.2. Reglarea valorii de consemn pentru puterea reactiva ... 472
23.2.5. Evaluarea fluctuatiilor de tensiune ... 473
23.2.5.1. Reteaua electrica fictiva pentru simularea fluctuatiilor de tensiune ... 473
23.2.5.2. Procedura de masurare pentru functionarea continua a unitatii eoliene ... 474
23.2.5.3. Procedura de masurare pentru operatiile de comutare ... 476
23.2.6. Masurarea armonicelor, interarmonicelor si a componentelor de frecventa mai inalta de curent electric ... 478
23.2.7. Protectia retelei electrice (timpul de deconectare a unitatii eoliene la cresteri/scaderi de tensiune sau frecventa in reteaua electrica) ... 478
23.2.8. Timpul de reconectare a unitatii eoliene ... 479
23.2.9. Raspunsul unitatii eoliene la caderi temporare de tensiune datorate defectelor in reteaua electrica ... 480
23.2.10. Modelul de Raport asupra rezultatelor obtinute la masuratori ... 481
23.3. Bibliografie ... 486
24. Valoarea energiei eoliene/fotovoltaice. Studiu de caz. ... 487
24.1. Prezentare generala ... 487
24.2. Structura costurilor pentru instalatiile eoliene ... 487
24.3. Costuri de exploatare si mentenanta ... 489
24.4. Costul energiei produse ... 490
24.5. Costuri de mediu ... 492
24.6. Studiu de caz ... 492
24.7. Informatii privind instalatiile fotovoltaice ... 493
24.8. Bibliografie .... 493
25. E-SRE pe piata de energie electrica. Sistemul certificatelor verzi ...495
25.1. Scheme de sustinere a E-SRE utilizate in tarile Uniunii Europene ... 495
25.1.1. Motivele promovarii E-SRE ... 495
25.1.2. Necesitatea aplicarii de scheme de sustinere pentru promovarea E-SRE ... 495
25.1.3. Scheme de promovare a E-SRE ... 496
25.1.4. Conceptul certificatelor verzi ... 500
25.2. Cadrul legislativ ... 501
25.2.1. Cadrul legislativ european ... 501
25.2.2. Cadrul legislativ national ... 501
25.2.2.1. Legislatia primara ... 501
25.2.2.2. Legislatia secundara ... 503
25.3. Sistemul de promovare prin certificate verzi a producerii de E-SRE ... 503
25.3.1. Prevederi din HG 1892/2004 si HG 958/2005 ... 503
25.3.2. Prevederi din Legea 220/2008 ... 505
25.3.3. Prevederi din Legea 123/2012 ... 511
25.3.4. Prevederi din Regulamentul de organizare si functionare a Pietei de Certificate Verzi ... 511
25.3.5. Prevederi din Metodologia de monitorizare a sistemului de promovare a E-SRE prin certificate verzi ... 514
25.4. Rezultate din functionarea Sistemului de promovare a E-SRE si a Pietei de Certificate Verzi in Romania in perioada 2005-2012 ... 515
25.4.1. Structura participantilor la Piata de Certificate Verzi ... 516
25.4.2. Gradul de ofertare a certificatelor verzi emise pe Piata de Certificate Verzi ... 517
25.4.3. Numarul de certificate verzi disponibile pe Piata de Certificate Verzi si gradul de valorificare a acestora ... 520
25.4.4. Pretul de tranzactionare al certificatelor verzi pe Piata de Certificate Verzi si venitul unitar al producatorului de E-SER ... 521
25.4.5. Gradul de indeplinire al cotei anuale obligatorii de achizitie de certificate verzi ... 523
25.4.6. Efortul financiar al populatiei pentru promovarea E-SRE si cresterea pretului energiei electrice ca urmare a promovarii E-SRE ... 524
25.4.7. Emisia de CO2 evitata ca urmare a promovarii E-SRE ... 524
25.4.8. Gradul de indeplinire al tintei nationale privind ponderea de E-SRE ... 525
25.5. Certificarea originii energiei electrice produsa din resurse regenerabile ... 526
25.6. Prognoza privind efortul financiar al populatiei si impactul promovarii E-SRE in Romania in perioada 2012-2020 in pretul energiei electrice la consumatorul final ... 529
25.7. Bibliografie ... 529
26. Influenta asupra mediului si populatiei ... 531
26.1. Introducere ... 531
26.2. Impact vizual (incadrare in peisaj) ... 532
26.3. Instalatiile eoliene - sursa de zgomot acustic si de vibratii ... 534
26.4. Impactul asupra pasarilor zburatoare ... 535
26.5. Interferente electromagnetice ... 536
26.6. Efect de palpaire (flickering) si de umbrire ... 537
26.7. Riscul declansarii unor avarii cu impact major ... 538
26.8. Alte tipuri de impact ... 538
26.9. Bibliografie ... 539
Anexa 540
27. Sisteme de stocare a energiei electrice ... 543
27.1. Necesitatea stocarii energiei electrice produse de centralele eoline si fotovoltaice ... 543
27.2. Stocarea energiei electrice in camp electric sau in camp magnetic ... 544
27.2.1. Supercondensatoare sau ultracondensatoare ... 544
27.2.2. Stocarea magnetica a energiei electrice in supraconductoare (SMES) ... 545
27.3. Stocarea energiei electrice sub forma neelectrica (sub alte forme de energie) ... 545
27.3.1. Utilizarea bateriilor de acumulatoare (stocare chimica) ... 545
27.3.1.1. Acumulatoare cu plumb ... 546
27.3.1.2. Acumulatoare alcaline ... 547
27.3.1.3. Acumulatoare cu flux de electrolit (REDOX) ... 548
27.3.2. Utilizarea volantului pentru stocarea de energie (FES) ... 550
27.3.3. Stocare sub forma de aer comprimat (CAES) ... 552
27.3.4. Alte metode de stocare ... 552
27.4. Privire de ansamblu asupra metodelor de stocare ... 552
27.5. Bibliografie ... 553
28. Proiect, constructia si exploatarea unei centrale eoliene - Studiu de caz ... 555
28.1. Obiectul studiului de caz ... 555
28.2. Faza de initiere si fezabilitate ... 557
28.2.1. Alegerea amplasamentului si evaluarea caracteristicilor vantului ... 557
28.2.2. Fezabilitatea tehnica ... 558
28.2.3. Evaluarea principalelor riscuri datorate prezentei centralei eoliene ... 558
28.2.4. Constrangeri rezultate din planurile de sistematizare ale autoritatilor locale ... 558
28.2.5. Finantarea proiectului ... 559
28.3. Faza de preconstructie ... 560
28.3.1. Analiza in detaliu a amplasamentelor promitatoare si predictia energiei electrice nete produse de centrala eoliana ... 560
28.3.2. Conformitatea cu reglementarile de protectie a mediului ambiant si cu planurile locale de sistematizare ... 561
28.3.2.1. Conformitatea cu reglementarile de protectie a mediului ambiant ... 561
28.3.2.2. Poluarea sonora produsa de unitatile eoliene ... 562
28.3.2.3. Impactul vizual ... 562
28.3.2.4. Securitatea oamenilor si a bunurilor ... 563
28.3.3. Conectarea la sistemul electroenergetic ... 563
28.3.3.1. Reteaua electrica interna a centralei eoliene ... 563
28.3.3.2. Racordarea centralelor eoliene la sistemul electroenergetic ... 563
28.3.4. Contractul de vanzare - cumparare a energiei electrice ... 564
28.3.5. Selectarea furnizorilor si a constructorilor ... 564
28.3.6. Analiza eficientei investitiei ... 565
28.4. Faza de constructie ... 567
28.4.1. Aspecte generale despre procesul de constructie a centralei eoliene ... 567
28.4.2. Controlul calitatii pe durata fabricatiei partilor componente si constructiei centralelor eoliene ... 568
28.4.3. Punerea in functiune si darea in exploatare ... 569
28.5. Faza de exploatare si mentenanta ... 570
28.5.1. Exploatarea zilnica .. 570
28.5.2. Garantii si asigurari ... 570
28.5.3. Mentenanta si reparatii ... 570
28.6. Bibliografie ... 571
29. Etapele ce trebuie parcurse pentru realizarea unui proiect de sistem electroenergetic hibrid autonom pe baza de surse regenerabile de energie ... 573
29.1. Introducere ... 573
29.2. Determinarea necesarului de putere si energie consumata ... 573
29.2.1. Date de intrare pentru determinarea necesarului de putere si de energie consumata ... 573
29.2.2. Optimizarea consumului de energie electrica ... 574
29.2.3. Evaluarea consumului de energie electrica ... 578
29.3. Inventarierea si evaluarea surselor de energie regenerabila disponibile pe amplasament ... 579
29.4. Acoperirea consumului de energie electrica din sursele regenerabile locale inventariat ... 580
29.4.1. Dimensionarea instalatiei fotovoltaice pentru acoperirea consumului de energie electrica ... 580
29.4.2. Dimensionarea bateriei de acumulatoare ... 584
29.4.3. Dimensionarea invertorului ... 585
29.4.4. Regulatorul ... 586
29.4.5. Grup motor-generator ca sursa de rezerva .....586
29.4.6. Alte componente ... 586
29.4.7. Evaluarea energiei electrice produsa de o instalatie eoliana de mica putere ... 587
29.5. Bibliografie ... 589
Anexa ... 589
30. Producerea de energie electrica pe baza de energie solara prin utilizarea sistemelor Dish-Stirling ... 595
30.1. Aspecte generale referitoare la motorul Stirling ... 595
30.2. Sistemul EuroDish - Stirling ... 599
30.2.1. Introducere ... 599
30.2.2. Descrierea Sistemului EuroDish - Stirling ... 605
30.3. Bibliografie ... 610