A Kulcsi Szélerőmű

2001 tavaszán felépült Magyarország első áramszolgáltatói hálózatba integrált szélerőműve Budapesttől 59 km-re délre, a Duna partján fekvő Kulcs községben. A beruházást a Gazdasági Minisztérium és a Környezetvédelmi Minisztérium támogatása segítette elő. A megvalósításhoz jelentős hitellel járult hozzá az akkori Dél-dunántúli Áramszolgáltató Rt. (Ma: E.ON Dél – dunántúli Áramhálózati Zrt.).

Szélerőmű épült Kulcson

A Kulcson felépült 600 kW névleges elektromos teljesítményű szélerőművet az EMSZET Első Magyar Szélerőmű Kft valósította meg Stelczer Balázs vezetésével. A beruházás sikeréhez az E.ON Hungária Zrt. tulajdonosi szerepvállalással járult hozzá Dr. Korényi Zoltán irányításával.

A megtermelt villamos energiát az E.ON Dél-dunántúli Áramhálózat középfeszültségű (22 kV-os) hálózata veszi át. Az előkészítő tudományos munkát - a helyszínanalízist és a szélből kinyerhető energiaszámítást a Szent István Egyetemen működő Magyar Szélenergia Tudományos Egyesület végezte. Elektromos energia termelésére alkalmas szélkereket már korábban üzembe helyeztek a Bakonyi Erőműnél. A kulcsi berendezés volt az első szélerőmű, amely 2001 óta, közvetlenül a közcélú középfeszültségű áramszolgáltatói hálózatba termel villamos energiát.

Hoszivattyu

Állami szerepvállalás

A Kulcsi Szélerőmű 2001 évben történt megvalósítását a Gazdasági Minisztérium és a Környezetvédelmi minisztérium pénzügyi támogatása segítette elő.

Gazdasági Minisztérium: „A megújuló energiaforrásból nyert villamos áram átvételi árának növelésével elérhető lenne a beruházási kedv felkeltése. Az első 600 kW teljesítményű szélerőmű a kulcsi helyszínen becslések szerint 750 lakás ellátásához szükséges villamos áram előállítására alkalmas. Az első szélerőmű megvalósulásával az EU tapasztalatok szerint a beruházási kedv ugrásszerűen növekedni fog. A további telepítéseknél a nemzeti ipar egyre nagyobb beszállítói szerephez jut.”

Az EMSZET Első Magyar Szélerőmű Kft. a Gazdasági Minisztériumtól pályázati úton 32,5 MFt vissza nem térítendő támogatáshoz jutott.

Környezetvédelmi Minisztérium: „Szélerőművel a legvonzóbb környezetbarát energianyerési forma valósulhat meg. Minden más erőművel szemben a legkisebb környezeti hatása van. A körültekintő, EU-ban kiforrott szempontok szerinti telepítés miatt a környezetre gyakorolt hatása gyakorlatilag nulla.”

A Kulcsi Szélerőmű beruházást a Környezetvédelmi Minisztérium 65 MFt támogatásban részesíti, melynek fele vissza nem térítendő támogatás volt.

Oktatási Minisztérium: „A környezetvédelmi oktatás kiugróan nagy hatású objektuma, mely kapcsán a környezetvédelem számos szempontja nagy hatásfokkal oktatható és tudatosítható. A megújuló energiaforrások társadalmi befogadásának fellendítésében is kiemelkedő szerepe van. Gyors eredmény érhető el a társadalom széles körének az EU környezetvédelmi szemlélethez való közelítésben.”

Kulcsra telepített technológia

A hagyományos szélerőműben a generátor sebessége 1000 fordulat percenként, mely sebességet a lapátkerék forgómozgásának fogaskerekes nyomatékváltóval való felgyorsításával érik el. A Kulcson felépült szélerőmű gyártója a német ENERCON GmbH, aki garantálja, hogy tanúsított DIN ISO 9001/EN 29001 rendszerben végzi a gyártást, telepítést, karbantartást. Az ENERCON szélerőmű a hagyományos rendszerű szélerőművekkel szemben, egy új nyomatékváltó nélküli közvetlen hajtású 200 pólusú generátort használ. Ezzel a zaj és kopás tekintetében a versenytársakat megelőzik.

A generátorokat az átlagos szélsebesség kétszeresére tervezik. A kis belső ellenállású, kis sebességben is jól működő rendszer a szárazföldi telepítésben csúcsmodellnek számít. A konkurens generátorokat csendesebb, nagyobb széltartományban is működőképes rendszerrel előzi meg. A villamos energiatermelés 2,5 m/s-nál indul és biztonsági okokból 25 m/s-nál áll le. A rotor és a generátor maximális fordulata 35 fordulat/perc.

Hoszivattyu

A hagyományos szélerőművekben a villamos generátor áramtermeléséhez szükséges percenkénti 1000 fordulatos forgómozgást egy bonyolult fogaskerekes nyomatékváltóval állítják elő. A Kulcsi Szélerőműben nyomatékváltó nincsen.

A képen látható gépházat egy 65 magas kúpos acélszerkezetű toronyra szerelték. A gépház a szélirány változásának megfelelően egy fogas koszorún automatikusan az optimális állásba fordul. A termelt energiát földkábelen szállítják el és az E.ON középfeszültségű hálózatába táplálják.

A szélerőmű nem pörög, hanem forog. A madarakra gyakorlatilag semmilyen hatással nincs, sőt a ragadozó madarak előszeretettel használják megfigyelőhelyül. Az esetleges hanghatások tekintetében messze megfelel mind az európai, mind a hazai előírásoknak. A szélerőmű beruházás az Európai Uniós elvárásoknak is megfelelő levegő tisztaságvédelmi tevőleges demonstráció, amelynek a társadalmi tudatformáló és környezetvédelmi szerepe is rendkívül hasznos.

A szélerőmű nem csak környezetbarát technológia, de elősegíti a kisrégiók autonomitását, energia szempontú függőségmentességét.

Hogyan lesz a szélből áram?

Az érkező szél megforgatja a 44 m átmérőjű, háromszárnyú lapátkereket, mely közvetlen kapcsolatban van azzal a 600 kW-os sokpólusú gyűrűs szinkrongenerátorral, amely váltakozó áramot állít elő. A 65 m magasan lévő gépházban előállított kis frekvenciájú váltóáram egyenirányítón keresztül, kábeleken kerül a szélerőmű tornyának aljában lévő inverterszekrénybe.

A szélerőmű gépházából érkező egyenáramból ez az inverter állít elő olyan váltóáramot, amelyet a mindig aktuális hálózati minta alapján az áramszolgáltató középfeszültségű hálózata megkíván. A hálózati frekvenciának megfelelő áramot a szélerőmű mellett elhelyezett trafóház transzformálja 22 kV-os feszültségre.

Az így előállított villamos energia földkábeleken keresztül kerül az áramhálózati szolgáltató hálózatába. A Kulcsi Szélerőmű nem képes működésre, ha a középfeszültségű hálózatban áramkimaradás van, ha nincs középfeszültségű hálózat, akkor a szélerőmű nem kap információt arról, hogy milyen minőségű villamos energiát állítson elő, ezért leáll.

A kulcsi szélerőmű nem a lakossági hálózatba, hanem a középfeszültségű távvezeték rendszerbe termel.

Típus
ENERCON E-40
Névleges teljesítmény
600 kW
Rotorátmérő
44 m
Tengelymagasság
65 m
A lapátkerék
3 ágú
Lapátok anyaga
Epoxigyanta, Beépített villámhárítóval
A forgás iránya
​órajárás irányával megegyező
A fordulatszám
szabályozható, percenként: 18-34 fordulat
Lapátszög állítás
Minden lapát külön, lapátszög állító motorral szerelt
Főcsapágy
​Kétsoros, kúpgörgős csapágy
Generátor
​Szinkron generátor, közvetlen hajtású gyűrűs generátor
Feszültség
440 V
Hálózati betáplálás
22 kV-os transzformátoron keresztül
Fékrendszer
​3 lapátszögállást vezérlő motor, rotor vészfék, rotor retesz
Szélirány követés
​Aktív, motoros szélirány követés
Bekapcsolási szélseb.
​2,5 m/s  (9 km/h)
Névleges teljesítmény
12 m/s  (43,2 km/h)
Biztonsági leállás
25 m/s  (90 km/h)
Tartótorony
​kúpos acélszerkezet
Toronymagasság
​63 m
Torony súlya
​68 t
Hoszivattyu

Szélerőmű technológiák

A hagyományos (dán típusú) szélerőművekben 4-6 pólusú generátor van, amelyek nyomatékváltóval, gyors és lassútengellyel szerelt berendezések. A lapátkerék percenkénti 20 fordulatú forgómozgását bonyolult fogaskerekes nyomatékváltóval gyorsítják fel 1000 fordulatra, amellyel a 4-6 pólusú generátort hajtják meg. Ehhez nyomatékváltóra , kuplungra, hűtésre és kenésre van szükség.

Hoszivattyu

A modernebb típusú szélerőművekben nyomatékváltó nélküli, közvetlen hajtású, 200 pólusú generátort használnak a villamos energia előállítására. A Kulcson telepített ENERCON gyártmányú szélerőműben a lapátkerék és a generátor forgási sebessége megegyezik. Nincs szükség nyomatékváltóra, hűtésre és kenésre. Ezzel a zaj és kopás tekintetében, valamint a karbantartási igény a szempontjából megelőzik a versenytársaikat.

Szélenergia hasznosításának jelentősége

A szélenergia hasznosítás nem pusztán egy a lehetséges energiatermelési módok közül, - aminek szerepe az energiatermelési potenciáljával és a beruházás megtérülési idejében mérhető - sokkal több annál.

A szélerőmű olyan eszköz, amely túl a környezetbarát energiatermelési voltán, jelenlétével komolyan hozzájárulhat a megújuló energiaforrások hasznosításának társadalmi tudatosításához és befogadásához.

A szélenergia nem hoz létre semmiféle veszélyes hulladékot. A lakosság egyetlen tagja sem sérül a szélenergia létesítményektől és nulla kockázata van a szélturbinák okozta nagy katasztrófa baleseteknek. A bizonyítékok túlnyomó többsége, amelyek hiteles hírmagyarázók széles köréből származnak, azt mutatják, hogy a szélenergia jelentősen felülmúlja költségeit. Olyan esetekben, ahol kvantitatív összehasonlítások tehetők, az előnyök jellemzően legalább egy nagyságrenddel túlhaladják a költségeket. A környezetvédelmi szempontok túlnyomó többsége a szélenergia mellett szól. A szélenergiának számos környezeti előnye van. A tiszta, megújuló és fenntartható áramtermelés egy új eszköze.

Hoszivattyu

A kulcsi demonstratív jellegű beruházás példájával lehet népszerűsíteni és bátorítani a beruházókat a megújuló energia előállítási módszerek felhasználására.

A szélerőműveket gyorsan üzembe lehet helyezni. Például egy 600 kW kapacitású szélerőmű a szerződés aláírásától számított egy éven belül működőképes lehet.

Ahhoz, hogy gazdaságilag megfelelő szabályozás alakuljon ki rendszerszemléleti változásnak kell lezajlania a villamos energia átvételi árrendszerének tekintetében. Másrészt a megújuló energiaforrás hasznosítások alkalmazásának kezeléséhez, műszaki, jogi, társadalmi befogadáshoz és megfelelő társadalmi támogatottsághoz a jelenleginél sokkal világosabbá kell tenni magát a megvalósítási folyamatot és azzal kapcsolatos társadalmi döntések következményeit.

Az Európai Unióban a rohamos növekvő szélenergia teljesítmények ellenére is komoly erőfeszítéseket tesznek a tagállamok mind a népszerűsítésre mind a finanszírozás könnyítésére.

A szélerőmű beruházásban jelentős szerepet vállaló személyek:

Hoszivattyu