Placering Se på skolens mølle Ydelse + effektkurver Datablade

Præsentationer af emnet: "Placering Se på skolens mølle Ydelse + effektkurver Datablade"— Præsentationens transcript:

1 Placering Se på skolens mølle Ydelse + effektkurver Datablade
Tid Dag 1 Dag 2 8.25 – 9.55 Orientering Præsentation Historie Besøg af leverandør Priser 10.10 – 11.40 Vindteknik Vindens energi Støj fra møllen Godkendelse af møller 12.10 – 13.40 Ruhedsklasser Placering Se på skolens mølle Ydelse + effektkurver Datablade Bremsemodul 13.55 – 15.25 Tilslutning + vekselretter Måler og afregning Opsamling Evaluering

2

3 Velkommen til kurset: ”Installation af husvindmøller” Peter Fly
Technology College Aalborg

4 Målgruppe Uddannelsen retter sig mod faglærte og andre, der i deres job har brug for kompetencer inden for installationer af husvindmøller.

5 Mål for kurset (1) Med baggrund i kendskab til love og regler for opsætning og placering af husvindmøller i Danmark, samt beregning af vindmøllens vindpåvirkning, kan deltageren beregne og montere den rigtige befæstning på tagflader og facader for opsætning af husvindmøller til beboelse og mindre erhvervsejendomme.

6 Mål for kurset (2) Deltageren kan selvstændigt foretage installation af husvindmøller, enten som standalone løsning eller som nettilsluttet løsning, herunder dimensionering af beskyttelsesudstyr mod indirekte berøring, samt dimensionering af invertere og koblingsudstyr på husvindmøller der er tilsluttet forsyningsnettet.

7 Hvem er i? Navn Firma Typiske arbejdsopgaver / jobtype
Hvorfor er du med på dette kursus? Erfaring med husstandsmøller?

8

9 Lidt historie Vindmøller kommer til Europa omkring år 1100
År 1180 bliver en norsk vindmølle beskrevet Akslen stod lodret omkranset af lodrette vinger, og møllestenen lå under akslen. Rotationsretningen rettede sig efter vindretningen. Vindmøllerne kom – sammen med vandmøller – til at overtage en meget stor del af det hårde fysiske arbejde: Male korn, pumpe vand, drive smedens blæsebælg.

10 Lidt historie Hollænderne udviklede omkring år 1300 stubmøllen hvor hele møllen kunne drejes op mod vinden. Blev brugt til at dræne jorden. Stubmøllen nævnes første gang i Danmark omkring år 1250 og Danmarks ældste vindmølle er bygget i Svaneke og er fra 1650. Ca. år 1400 udvikler hollænderne hatmøllen hvor kun toppen af møllen drejes mod vinden. Den blev desuden forsynet med en sidepropel som automatisk drejede møllen mod vinden.

11 Lidt historie År 1891 startede udviklingen af en forsøgsvindmølle i Danmark. Det skete med støtte fra staten og i samarbejde med en møllebygger. Møllen producerede jævnstrøm, som forsynede en højskole og dele af byen med jævnstrøm. For at lagre energien blev strømmen sendt gennem vand og blev spaltet i brint og ilt – også kaldt knaldgas – som blev sendt rundt på skolen i bly-rør som efter behov kunne antændes i lamper til belysning.

12 Lidt historie Ca udviklede F.L. Smidth en ny mølle med 3 vinger og en diameter på 24 m. Vingerne var aerodynamiske, og møllen på ca. 70 kW producerede jævnstrøm og tårnet var støbt i beton. Møllen blev placeret ud for Neksø på Bornholm og var dermed Danmarks og verdens første havvindmølle!

13 Lidt historie ”Vindelektriker” Johannes Juul konstruerede i Gedsermøllen med følgende data: 200 kW – 27 meter i diameter – 3 vinger Elektromekanisk krøjesystem, stallreguleret tipnødbremse som udløses af centrifugalkraft. Den blev forløberen for de møller som senere fremstilles i Danmark. Møllen kørte i 11 år uden vedligehold! Det oprindelige tårn er stadig i brug!

14

15 Sådan fungerer en vindmølle
En vindmølle er en mekanisk indretning, som omsætter bevægelsesenergien i den luftstrøm, der passerer vindmøllens propel – også kaldet »rotoren«. Aerodynamisk udformede vinger er baseret på viden fra flyindustriens udvikling af fly-vinger. Populært sagt udnytter en mølle med aerodynamiske vinger ikke blot vindens tryk på et skråtstillet blad, men udnytter også undertrykket på bladets bagside.

16 ”Stall” Hvis et fly tipper bagover for hurtigere at stige i højde vil opdriften stige og luftstrømmen på oversiden af vingen holder op med at klæbe til overfladen langs vingen. I stedet bevæger luften sig nu rundt i en hvirvelstrøm (en tilstand, der også betegnes som turbulens ). Lige med ét forsvinder lavtrykket på vingens overside. Dette fænomen kaldes stall.

17 ”Stall” Stall kan opstå, hvis møllevingens overflade ikke er fuldstændig jævn og glat. Buler i rotorbladet eller et stykke selvklæbende tape kan være nok til at starte en stalleffekt på bagsiden af vingeprofilen, selvom angrebsvinklen er relativt lille. Vindmølleingeniører bruger bevidst stallfænomenet i designet af vindmøllevingerne.

18 Definition af en husstandsmølle
En husstandsmølle er en mølle, der er opstillet i tilknytning til fritliggende ejendomme, og hvis primære funktion er at levere energi til ejendommens eget forbrug – enten som elektricitet, varmt vand eller en kombination af elektricitet og varme. Maksimal højde på 25 meter fra fundament til øverste vingetip. En rotordiameter på op til 13 meter og En maksimal effekt på 25 kilowatt.

19 CARLO GAVAZZI

20 Windspot

21 Nogle har 5 blade

22 Vertikalmøller

23 Godkendelser Siden 1. maj 2009, kan importører nøjes med at anmelde minivindmøller med et rotorareal på under 5 kvadratmeter (svarende til en rotordiameter på under 2,52 meter) til registrering i Godkendelsessekretariatet med specifikation af CE-mærkning samt relevant installations- og brugervejledning.

24 Godkendelser De lidt større husstandsvindmøller med et rotorareal større end de 5 kvadratmeter, men mindre end 40 kvadratmeter (rotordiameter på 7,14 meter) skal typegodkendes af en certificeret virksomhed, der skal tilse, at vindmøllen opfylder kravene til en stabil og sikker mølle. Møllen skal bl.a. være sikret mod at løbe løbsk, og mølletårnet skal kunne tåle bestemte belastninger.

25

26 Vindens energi Vinden rummer masser af energi!
En flaske der er dobbelt så høj som en anden flaske vil oftest rumme mere end det dobbelte, fordi den også er tykkere. Volumen af en flaske varierer med tredje potens af dens størrelse, præcis som vindens energi varierer med tredje potens af vindhastigheden.

27 Vindens energi

28 Vindens energipotentiale
Vindens bevægelsesenergi stiger med tredje potens. Det betyder: Ændres vinden fra 2 til 4 m/s (2 gange så meget vind) er effekten 23 = 2 x 2 x 2 = 8 gange så stor. Ændres vinden fra 2 til 6 m/s (3 gange så meget vind) er effekten 33 = 3 x 3 x 3 = 27 gange så stor. Ændres vinden fra 3 til 12 m/s (4 gange så meget vind) er effekten 43 = 4 x 4 x 4 = 64 gange så stor.

29 Vindens effekt pr. m2 P = 0,5 x 1,225 x v3
m/s W/m2 0,0 12 1058 1 0,6 13 1346 2 4,9 14 1681 3 16,5 15 2067 4 39,2 16 2509 5 76,5 17 3009 6 132,3 18 3572 7 210,1 19 4201 8 313,6 20 4900 9 446,5 21 5672 10 612,5 22 6522 11 815,2 23 7452 P = 0,5 x 1,225 x v3 1,225 er luftens massefylde (kg/m3) v er vindhastighed (målt i m/s)

30 *) Værdien ved 15 °C anvendes som standard
Luftens massefylde Temp. °C Massefylde af tør luft kg/m3 Maks. vandind- hold kg/m3 -25 1,423 - -20 1,395 -15 1,368 -10 1,342 -5 1,317 1,292 0,005 5 1,269 0,007 10 1,247 0,009 15 1,225 *) 0,013 20 1,204 0,017 25 1,184 0,023 30 1,165 0,03 35 1,146 0,039 40 1,127 0,051 *) Værdien ved 15 °C anvendes som standard

31 Maksimal udnyttelse af vinden
Vindmøller kan max. ”hente/udnytte” 59,3 % af videns energi. Ellers vil luften ligge stille bagved vingerne. Denne viden kaldes ”Betz lov” og er opdaget i 1919 af den tyske fysiker Albert Betz.

32

33 Opgave 1 Ud fra datablad på 3 kW ”Mistral” mølle fra Carlo Gavazzi skal du beregne møllens virkningsgrad. Sammenhold dit resultat med producentens opgivne virkningsgrad. Brug udleverede data og formler for potentiel energi i vinden ved givne vindhastigheder.

34 Ruhedsklasser Ruheds- klasse Energi- indeks (%) Landskabstype 100
100 Vandoverflade 0,5 73 Helt åbent terræn med en glat overflade. F.eks. en betonlandingsbane eller nyslået græs. 1 52 Åbent landbrugsområde uden gærder og levende hegn og med spredt bebyggelse på let kuperede bakker. 1,5 45 Landbrugsområde med nogen bebyggelse og 8 meter høje levende hegn med en indbyrdes afstand på ca m. 2 39 Landbrugsområde med nogen bebyggelse og 8 meter høje levende hegn med en indbyrdes afstand på ca. 500 m. 2,5 31 Landbrugsområde med mange huse, buske og planter, eller 8 meter høje levende hegn med indbyrdes afstande på ca. 250 m. 3 24 Landsbyer, mindre byer eller landbrugsområder med mange høje levende hegn, skov og et meget ru terræn. 3,5 18 Store byer med høje bygninger. 4 13 Meget store byer med høje bygninger og skyskrabere. Definitionerne er fra Det Europæiske Vindatlas, WAsP

35

36

37 Tilmelding/anmeldelse
Alle vindmølletyper og -størrelser skal efter byggelov og bygningsreglement anmeldes med fornødne beskrivelser og dokumentation til de pågældende kommuner inden opstilling mv. Oplysninger der skal vedlægges: Formål Placering: Evt tegning med afstande til egne og nabobygninger. Specifikationer: Mølledata m.m. Støjkrav: Oplysninger om støj fra mølle / dokumentation for overholdelse af afstande. Skyggepåvirkning: Oplysninger om vurdering af skyggepåvirkninger.

38 Nettilsluttet mølle I forbindelse med nettilsluttet vindmølle benytter man elnettet som ”lager”. ”Nettomålingsordningen” tillader, at elmåleren kører baglæns, når møllen producerer mere strøm, end husstanden har behov for. Anlæg til privatboliger må ikke være større end 6 kW hvis de skal installeres under nettomålingsordningen. De 6 kW er ”leveret til nettet”, så det er i orden at vekselretteren begrænser til max 6 kW. Side

39 Inverter / vekselretter
Når vindmøllen skal tilsluttes det offentlige elnet benyttes en elektronisk enhed, en inverter også kaldt vekselretter, der tilpasser bl.a. spænding og frekvens fra møllen så det ”passer til nettet”. Inverteren frekvensstyres fra netfrekvensen, og den synkroniseres automatisk når den tilkobles elnettet. Inverteren kan have flere indgange / 1, 2 eller 3 faset levering til nettet / mulighed for tilslutning til f.eks. internettet o.s.v. Side

40 40

41 ”Naturlig nedbremsning”
Halen vil holde møllen op mod vinden ved vindhastigheder på under 13,5 m/s. Når vindhastigheden overstiger ca. 13,5 m/s vil møllen dreje delvist væk fra vindretningen for at bremse rotationshastigheden (Furl Protect). På den måde vil møllen fortsat genere strøm før den når grænsen for vindhastigheder, der aktiverer standsning af vindmøllen. Når vindstyrken falder, vil møllen igen vende sig optimalt op mod vinden. Side

42 Bremsemodul - nedbremsning
Inverteren kan styre bremsemodulet, som bremser møllen på denne måde: Når vindens hastighed overstiger 13,5 m/s, vil systemet indkoble bremsen (effektmodstande). Vindmøllen bliver bremset ned og helt standset om nødvendigt. Når vindhastigheden er lavere end 10 m/s, vil systemet deaktivere bremsesystemets beskyttende funktion og møllen vil fungere normalt igen, når vinden tillader det. Side

43 Bremsemodul - kortslutning
Inverteren kan styre bremsemodulet, som kortslutter møllen på denne måde: Hvis modstandsbremsning bliver gentaget tre gange i løbet af 10 minutter, vil inverteren efter 30 sek. give signal til at kortslutte møllen i 2 min. Hvis rotationshastigheden, indenfor 30 sek. efter ophør af modstandsbremsning, stiger til mere end 13,5 m/s kortsluttes igen i 2 minutter. Kortsluttes der tre gange i løbet af 30 minutter, vil den sidste opbremsning vare 60 minutter. Side

44 Statistiske mølledata
Uddrag af "Stamdataregister for vindkraftanlæg", tilpasset til kursusbrug. Indeholder kun møller op til 25 kW - mange data er fjernet! Den fulde version kan hentes her: kortlink.dk/7bmh Listen er sorteret efter møllekapacitet og derefter antal producerede kWh i 2010. Mølle karakteristika: Placering: Produktion Produktion i 2011 (kWh): Nr. Dato for oprindelig nettilslutning Kapa- citet (kW) Rotor-diameter (m) Nav- højde (m) Kommune 2009 2010 Januar Februar Marts 2011 (jan-mar) 1 5 13 15 Faxe 3.282 3.201 218 906 517 1.641 2 6 7 Viborg 3.841 3.460 393 630 492 1.515 3 8 12,5 Thisted 8.412 7.653 391 736 660 1.787 4 10 21,5 Mariagerfjord 14 19 31 24 74 11 Hjørring 91 1.262 1.982 2.108 5.351 18 Holstebro 1.293 1.309 2.097 1.639 5.045 224 2.313 496 795 622 1.913 Vejle 1.344 2.470 274 438 342 1.054 9 12 Struer 30.109 3.807 672 1.075 841 2.588 Allerød 8.092 4.371 72 508 585 1.165 18,2 Nordfyns 8.854 5.214 40 453 742 1.235 Høje-Taastrup 6.538 5.949 325 1.266 753 2.344 7.081 6.167

45 Opgave 2 Ud fra datablad på 3 kW mølle skal forsøge at anslå nogle eksempler på en forventet årlig produktion. Kan der konkluderes noget ud fra møllernes højde set i forhold til deres produktion? Brug udleverede statistiske data for installerede møller. (Disse data er for større og højere møller, men giver alligevel et fingerpeg).

46

47

48

49

50 Tilladelser Alle vindmølletyper og -størrelser skal efter byggelov og bygningsreglement anmeldes med fornødne beskrivelser og dokumentation til de pågældende kommuner inden opstilling mv. Oplysninger der skal vedlægges: Formål Placering: Evt tegning med afstande til egne og nabobygninger. Specifikationer: Mølledata m.m. Støjkrav: Oplysninger om støj fra mølle / dokumentation for overholdelse af afstande. Skyggepåvirkning: Oplysninger om vurdering af skyggepåvirkninger.

51 Opgave 3 Afprøv en af de mange online-beregnere som producenterne stiller til rådighed. Find din egen bopæl på det udleverede vindkort, og noter vindhastigheden for dit område. Indtast vindværdi, vælg en mastehøjde o.s.v. og beregn en anslået årlig energiproduktion. Prøv at ændre på de forskellige parametre, og få en fornemmelse for hvilke ændringer, der har stor indflydelse på den årlige produktion, og hvilke der har mindre indflydelse.

52

53 Afstand til naboen? For små vindmøller, herunder ”husstandsvindmøller”, gælder der ikke faste krav til afstanden til nabobebyggelse mv. i forhold til totalmøllehøjden, såfremt disse er opstillet i direkte tilknytning til eksisterende bebyggelse. (Dog min 9 meter til naboskel) Definition af umiddelbar tilknytning: 20-30meter til egne bygninger, jf. afgørelse i NATURKLAGENÆVNET

54 Dog skal disse afstande overholdes
Afstanden til egne bygninger må normalt ikke overstige meter Afstanden til kirke og større skove (over 20 ha.) skal være min. 300 meter. Afstanden til fortidsminder og strande skal være min. 100 meter. Afstanden til naboers udendørs opholdsarealer skal være min. 59 meter. (44dB) Afstanden til søer og åer skal være min. 150 meter.

55 Dog skal disse afstande overholdes
Afstanden til naboskel skal være min. 9 meter. Afstanden til nabobebyggelsens udendørs opholdsarealer skal afpasses, således at støjbelastningen ikke overstiger 44 dB ved 8 m/s, Dog kun 39dB i områder til ”støjfølsom arealanvendelse”, som er: Samlede boligområder Institutioner Sommerhusområder og kolonihaver Støjfølsomme rekreative områder

56 Lydtryksniveauer dB(A)
90 Stor lastbil 15 m væk. Stærk trafik. 80 Jævnt trafikeret gade. Bus. Svømmehal. 60 Alm. samtale 2 m. Typisk kontor. Alm. bil. 50 Stilfærdig samtale. Hosten. Radio. 40 Dagligstue. Bibliotek. 30 Nat i stille område. 20 Sagte hvisken 2 m. Vækkeur. Armbåndsur. 10 Blade rasler. 0 Høregrænse ved 1 kHz.

57 Afstande og placering

58 Vestas-computer i verdensklasse
Vestas har taget en af verdens største computere i brug. Den er døbt "Firestorm". Skal samle vejrdata for hver ni kvadratkilometer på hele kloden døgnet rundt samt beregninger på data 11 år tilbage i tiden. Overskudsvarmen fra computeren vil kunne opvarme 60 parcelhuse i 12 graders frost. ”En beregning” koster min kroner i strøm. Er den største i Skandinavien og er placeret som nummer 53 på  verdensranglisten.

59 Placering er vigtigst for de store
Vestas V164 mølle på 7.0 MW Her er vi oppe i en helt anden møllestørrelse…

60

61

62 Støj fra vindmøllen

63 Støj fra vindmøllen

64 Vindmølle

65 Nogle udvalgte links Teknisk Forskrift for elproducerende anlæg Bekendtgørelse om nettoafregning… Stamdataregister for vindmøller SKAT’s side om BoligJobPlan

66 Vindkort: kortlink.dk/7sy7 Risø’s vindatlas: www.windatlas.dk

67 Skatteregler vedr. vindmøller
Det er muligt at fratrække tab ved drift af små husstandsvindmøller selv om de giver regelmæssigt underskud. Indtægter fra vindmøller kan som hovedregel beskattes efter to forskellige regelsæt, som man selv kan vælge imellem.   1) De første kroners indkomst fra vindmøller er skattefri. Der skal svares skat af 60 % af beløb derover, de øvrige 40 % er skattefri. 2) Indkomsten fra vindmøller opgøres efter skattelovens sædvanlige regler for erhvervsmæssig virksomhed.

68 Skatteregler for vindmøller
De første 7.000,- kr.: Over 7.000,- kr.: Der betales ikke skat af denne indkomst 60% er skattepligtigt De resterende 40% er skattefri

69 Eksempel med 15.000,- kr. Skattepligtigt: 60% af 8.000,- 4.800,-
De første 7.000,- kr.: De sidste 8.000,- kr.: 7.000,- (skattefri) Skattepligtigt: 60% af 8.000,- 4.800,- (skattepligtigt) 3.200,- (skattefri)