Πεδίο δοκιμών μικρών ανεμογεννητριών στο παραθαλάσιο κατασκηνωτικό συνεταιρισμό «Μελτέμι» στη Ραφήνα, Αττική

Το πεδίο δοκιμών έχει σαν στόχο την μέτρηση της παραγόμενης ενέργειας και ισχύος οικιακών μικρών ανεμογεννητριών για διασυνδεδεμένη και αυτόνομη λειτουργία. Οι εγκαταστάσεις του πεδίου ακολουθούν τις οδηγίες του διεθνούς προτύπου IEC 61400-12-1: Power Performance Measurements of electricity producing wind turbines, και συγκεκριμένα του παραρτήματος Η (Annex H) που αναφέρεται σε μικρές ανεμογεννήτριες. Με τη χρήση του προτύπου χαράσσεται η καμπύλη ισχύος, υπολογίζεται ο αεροδυναμικός συντελεστής Cp και γίνεται εκτίμηση της ετήσιας παραγωγή ενέργειας για κάθε τιμή της μέσης ταχύτητας ανέμου. Επίσης, καθορίζεται ο ενδεδειγμένος τρόπος εγκατάστασης των μετρητικών οργάνων, ανάλυσης των παραπάνω μεγεθών και των αποτελεσμάτων των δοκιμών,συμπεριλαμβανομένης και της διαδικασίας εκτίμησης σφαλμάτων.

Το συγκεκριμένο πεδίο δοκιμών έχει την κατάλληλη υποδομή για ανέγερση μικρών ανεμογεννητριών ισχύος από 0.2kW (διάμετρος δρομέα 1.2μ) μέχρι και 8kW (διάμετρος δρομέα 7.6μ) σε αυτόνομη λειτουργία (σύνδεση σε συσσωρευτές) ή διασυνδεδεμένη λειτουργία (σύνδεση στο δίκτυο). Η εγκατάσταση της μικρής ανεμογεννήτριας γίνεται σε ιστό ύψους 12μ που αποτελείται από χαλύβδινες σωληνώσεις κατάλληλης διαμέτρου και πάχους για την εκάστοτε ανεμογεννήτρια, ενώ η στήριξη του ιστού γίνεται με τέσσερα συρματόσχοινα κατάλληλης διατομής, σε γωνίες ενενήντα μοιρών μεταξύ τους, που ασφαλίζονται σε αγκύρια βυθισμένα σε πέδιλα από σκυρόδεμα. Οι προδιαγραφές των πεδίλων και των συρματοσχοίνων για τη στήριξη του ιστού της ανεμογεννήτριας, είναι κατάλληλες για αντοχή σε ανεμοθύελλα με ταχύτητα ριπών 40m/s για την μεγαλύτερη ανεμογεννήτρια των 8kW

Για τη συλλογή των απαραίτητων μετρολογικών δεδομένων χρησιμοποιούνται τα παρακάτω όργανα (Πίνακας 1), τοποθετημένα σε μετεωρολογικό ιστό σε απόσταση 9μ από την εγκαταστημένη μικρή ανεμογεννήτρια. Οι θέσεις των αισθητήριων οργάνων καθορίζονται σύμφωνα με το πρότυπο IEC 61400-12-1 ενώ η οριζόντια και κατακόρυφη θέση τους καθορίζεται σε σχέση με την πλύμνη του δρομέα και ρυθμίζεται για την εκάστοτε μικρή ανεμογεννήτρια σε δοκιμή.

 

Πίνακας 1
Τύπος οργάνου Model / Serial No
1 Ανεμόμετρο (primary)  VECTOR A100LK
 2 Ανεμόμετρο (control)  NRG-40C
 3 Ανεμοδείκτης  NRG-200P
 4 Θερμοκρασία  NRG-110
 5 Πίεση  NRG-BP-20
 6 Υγρασία  NRG-RH-5

Για τη συλλογή των απαραίτητων ηλεκτρικών δεδομένων χρησιμοποιούνται τα παρακάτω όργανα (Πίνακας 2), τοποθετημένα κοντά στο φορτίο της ανεμογεννήτριας. Καταγράφονται οι AC τάσεις και οι AC εντάσεις των τριών φάσεων πριν την ανόρθωση, με δυνατότητα υπολογισμού των στροφών ανά λεπτό του δρομέα μέσω της συχνότητας του σήματος, και στην συνέχεια καταγράφονται και τα DC μεγέθη. Συγκεκριμένα, κατά την σύνδεση σε συσσωρευτές, καταγράφεται η DC τάση και η DC ένταση που εισέρχεται στη συστοιχία των συσσωρευτών, ενώ για τη σύνδεση στο δίκτυο καταγράφεται η DC τάση και η DC ένταση που εισέρχεται στον αντιστροφέα δικτύου. Με αυτό τον τρόπο, κατά την χάραξη της καμπύλης ισχύος και των υπολογισμό των υπολοίπων μεγεθών, συμπεριλαμβάνονται οι απώλειες ενέργειας στον αγωγό σύνδεσης της μικρής ανεμογεννήτριας με το φορτίο, ενώ η απόσταση της εγκατεστημένης ανεμογεννήτριας από το φορτίο της, πληρεί της προδιαγραφές που θέτει το IEC 61400-12-1.

 

Πίνακας 2
Τύπος οργάνου Model / Serial No
 1 Φάση R (τάση AC)  LV25-P
 2 Φάση S (τάση AC)  LV25-P
 3 Φάση T (τάση AC)  LV25-P
 4 Τάση DC  LV25-P
 5 Φάση R (ένταση AC)  CSNR151
 6 Φάση S (ένταση AC)  CSNR151
 7 Φάση T (ένταση AC)  CSNR151
 8 Ένταση DC  CSNR151

Όλα τα αισθητήρια όργανα διακριβώνονται κάθε ένα έτος και πληρούν της απαιτήσεις ακρίβειας του IEC 61400-12-1.

Η καταγραφή των δεδομένων γίνεται μέσω προγράμματος LabView και τις κάρτας NI 6225 της National Instruments. Τα δεδομένα αποθηκεύονται σε τοπικό Υ/Η και στο τέλος κάθε ημέρας αποστέλλονται σε βάση δεδομένων στο εργαστήριο SmartRue του ΕΜΠ. Παράλληλα υπάρχει και η δυνατότητα ζωντανής παρακολούθησης των μετρήσεων από απομακρυσμένο Υ/Η. Η βάση δεδομένων στο εργαστήριο SmartRue έχει τη δυνατότητα διεξοδικής ανάλυσης των δεδομένων, με επιλογή ανάμεσα στην ανά δευτερόλεπτο ή ανά λεπτό ανάλυση. Αυτό δίνει τη δυνατότητα παρατήρησης της συμπεριφοράς της μικρής ανεμογεννήτριας σε μικρά χρονικά διαστήματα, όπως πχ. σε ριπές ανέμου που διαρκούν μερικά δευτερόλεπτα, ενώ ταυτόχρονα υπάρχει η δυνατότητα διαχείρισης μεγάλου όγκου δεδομένων, με τον υπολογισμό της μέσης τιμής ανά λεπτό, για την χάραξη της καμπύλης ισχύος κτλ.

Εξωτερικοί Σύνδεσμοι