Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

Villamos gépek, teljesítményelektronika, szabályozástechnika

A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

A tantárgy célja megismertetni a hallgatókkal az elosztott energiatermeléssel elérhető előnyöket, az ebben alkalmazható rendszereket, eszközöket. Az elosztott energiatermelés nagy része megújuló energiaforrásokat alkalmaz. A tantárgy tananyaga tartalmazza a megújuló energiák villamos rendszereinek tárgyalását, az általuk nyújtott alap és plusz szolgáltatások megismertetését. Bemutatja az elosztott energiatermelésben használható energiatárolási módszereket, rendszereket. Bevezet a közvetlen energiaátalakítás elméletébe, ismerteti a gyakorlatban alkalmazott közvetlen energiaátalakítók típusait és villamos jellemzőinek számítását. A tantárgy elméleti alapot nyújt a megújuló energiaforrások villamos részeinek tervezéséhez, üzemeltetéséhez, a villamos rendszerbe való illesztéséhez és gazdaságosságának megítéléséhez.

1. hét:   Az elosztott energiatermelés fogalma, csoportjai és kialakulásának áttekintése. Passzív és aktív hálózat és vezérlés. A hálózatra csatlakozás típusai. Mikrohálózat és okos hálózat jellemzői. Gáz mikroturbina és Stirling motor.

2. hét:  A DG-k integrálásának hatása az elosztó hálózat védelmére és energiaminőségére. A 10 leggyakrabban előforduló probléma. Részletes szimulációs tanulmányok szempontjai. Szigetüzem elleni védelmek speciális követelményei. Passzív, aktív és kommunikációs módszerek.

3. hét:   A levegőben meglévő és a szélturbinából kivehető teljesítmény. Teljesítménytényező, gyorsjárási tényező. Lassú és gyorsjárású szélturbinák. A lapátok szárnyszelvényének hatása. Emelő-visszahúzó-tangenciális és axiális erőhatások. A szélturbinák alapvető szabályozási módjai a különböző szélsebesség tartományokban.

4. hét:   A szélturbina elforgatása. A lapátszög szabályozás megvalósítási módjai. A teljesítmény szabályozás blokkvázlata. A „Stall" szabályozás elve. Az „A" típusú szélerőművek kiviteli formái és problémái. Áttétel nélküli „D" típusú szélerőművek. A „C" típusú szélerőművek kapcsolása, működési elve és előnyei. Az áramirányítók feladatmegosztása.

5. hét:  Az energia minőségét meghatározó tényezők. (Grid Code). Lassú feszültségváltozások. A flicker fogalma, a méretezés alpjai folytonos és tranziens üzem esetén. Felharmonikusok. Zárlati áthidalóképesség szélerőműveknél.

6. hét:  A szélerőművek hatásos és meddő teljesítmény szolgáltatásának tartományai. Szélerőművek sorrendi vezérlése. Szokásos és speciális védelmek.

7.hét:  SCADA alkalmazása szélerőmű parkokban. Szélerőmű-hidrogén hibrid rendszer.

8. hét:  Szintfelmérő ZH.

9. hét:  Bevezetés: Napenergia termelés rövid története. Napenergia termeléshez kapcsolódó gazdasági, ipari és technológiai trendek és prognózisok. Német és kínai napelem piac rövid bemutatása. Villamosenergia rendszer átalakulása és napenergiához kapcsolódó vonatkozásai. Napenergiára épülő energiatermelési lehetőségek. PV Naperőmű felépítése: Naperőművek fő paraméterei. Napelem modulok kapcsolása. Hálózati kapcsolódás. Védelmi berendezések. Erőművek energetikája és megtérülése.

10. hét:  Napelemek működése: Működés alapelve. Jelleggörbék. Napelemek energetikája. Napelem típusok áttekintése (monokristályos, polykristályos és amorf napelemek). Egy napelem adatlap megismerése. Napelemek alkalmazása: Napelemek soros kapcsolása. Napelemek párhuzamos kapcsolása. Napelemek öregedése. Napelem modulok felépítése.

11. hét:  Naperőművek topológiái: Micro inverteres naperőművek. String inverteres naperőművek. Centrál inverteres naperőművek. Transzformátoros és transzformátor nélküli inverterek. 1 fázisú PV inverterek: Elvárások az 1 fázisú inverterekkel szemben: 1 fázisú inverterek rádiófrekvenciás visszahatása a PV modulokra. Hatásfok. 2 és 3 szintű inverterek. Anti-Islanding. MPP; Booster. H híd - bipoláris és unipoláris működés. HERIC. H5. H6.

12. hét:  3 fázisú PV inverterek: 2 szintű 3 fázisú inverterek. 3 szintű NPC alapú 3 fázisú inverterek. 3 szintű TNPC alapú 3 fázisú inverterek. Akkumulátoros napelemes rendszerek: Akkumulátorok működési alapjai. Akkumukátorok jelleggörbéi. Akkumulátorok töltőelektronikája. Akkumulátorok lakossági naperőmű rendszervázlata

13. hét:  1 fázisú lakossági naperőmű tervezési esettanulmány I: Napelemek kiválasztása. Inverter fő méreteeinek meghatározása. Védelmi berendezések méretezése. 1 fázisú lakossági naperőmű tervezési esettanulmány II: H5 inverter méretezése. Booster fokozat mérezetése. IGBT -k kiválasztása. Dclink kapacitás kiválasztása. Termikus méretezés. Kimeneti szűrő méretezése.

14. hét:  Esettanulmányok, alkalmazási példák.

2

Előadás, gyakorlat.

A szorgalmi időszakban:

A félév folyamán  egy zárthelyit írnak. Az aláírás feltétele a zárthelyi dolgozat legalább elégséges szintű teljesítése.

A vizsgaidőszakban:

Szóbeli vizsga.

A szorgalmi időszakban  a zárthelyihez pótlási lehetőséget biztosítunk. A pótlási időszakban egy pótlási lehetőség van.

Egyéni megbeszélés szerint. 

A tanszéki weboldalon található elektronikus jegyzetek, segédanyagok

Schmidt István, Veszprémi Károly: Hajtásszabályozások, Elektronikus jegyzet.

Veszprémi Károly, Hunyár Mátyás, Vajda István: A megújuló energetika villamos rendszerei, Elektronikus jegyzet.