Αντικεραυνική προστασία ανεμογεννητριών

Loading...
Thumbnail Image

Date

2024-06-06

Authors

Κογιώνος, Ισίδωρος

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Abstract

Το αντικείμενο της υπάρχουσας διπλωματικής εργασίας είναι η αντικεραυνική προστασία των ανεμογεννητριών, δηλαδή γίνεται μελέτη της συμπεριφοράς και της αποτελεσματικότητας συστημάτων γείωσης μιας ανεμογεννήτριας. Ο λόγος επιλογής του συγκεκριμένου θέματος, είναι πως τα βλέμματα και το ενδιαφέρον του παρόντος και του μέλλοντος έχει στραφεί προς την «πράσινη ενέργεια», τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας , ΑΠΕ π.χ. αιολική, ηλιακή κτλ. Λόγω των αδιάκοπων ενεργειακών αναγκών και της εξάντλησης των ορυκτών πόρων – καυσίμων , η χρήση και εκμετάλλευση των ΑΠΕ είναι η ιδανική λύση για το καίριο αυτό πρόβλημα. Η ανεμογεννήτρια θεωρείται η πιο δημοφιλής μορφή εκμετάλλευσης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, καθώς γίνεται μετατροπή της αιολικής ενέργειας, δηλαδή της κινητικής ενέργειας του ανέμου σε ηλεκτρική. Όσον αφορά τις ανεμογεννήτριες, ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει η κατασκευή τους, λόγω ύψους και τοποθέτηση τους σε δύσβατες περιοχές, με τις συνθήκες γείωσης να γίνονται περίπλοκες. Οι βλάβες που μπορούν να προκληθούν από ένα κεραυνικό πλήγμα στις ανεμογεννήτριες είναι τεράστιες, από μηχανολογικό – ηλεκτρολογικό πρόβλημα στην ίδια την ανεμογεννήτρια έως και θάνατο σε άτομα που βρίσκονται εκείνη την ώρα του πλήγματος στον κοντινό χώρο του πάρκου. Ακριβώς για αυτούς τους λόγους, η σχεδίαση και αποτελεσματικότητα ενός σύγχρονου και ικανού συστήματος αντικεραυνικής προστασίας είναι αναγκαία και απαραίτητη για την εύρυθμη λειτουργία ενός πάρκου ανεμογεννητριών, με τα κευρανικά ρεύματα να οδηγούνται στη γη χωρίς κινδύνους και προβλήματα. Πιο συγκεκριμένα, η μελέτη της παρούσας διπλωματικής εργασίας στρέφεται στην συμπεριφορά και παρατήρηση διαφορετικών κεραυνικών πληγμάτων με μέγιστη ένταση ρεύματος να είναι τα 150 kA και με συγκεκριμένες τιμές στους χρόνους ουράς και μετώπου. Με την βοήθεια του προγράμματος EMTP – ATP, πραγματοποιήθηκαν οι προσομοιώσεις και οι γραφικές παραστάσεις από το PlotXY. Επίσης, έγινε κυκλωματική προσέγγιση για την μοντελοποίηση και την προσέγγιση ενός πραγματικού συστήματος γείωσης μίας ανεμογεννήτριας, αποτελούμενο από αντιστάσεις, επαγωγές, χωρητικότητες και εγκάρσιες αγωγιμότητες. Οι πληροφορίες που εξάγονται από αυτά τα πειράματα, είναι χρήσιμες, επειδή αναφέρονται σε ρεύματα και μεταβατικές τάσεις που αναπτύσσονται τόσο στον ίδιο τον άνθρωπο όσο και στο σύστημα γείωσης της ανεμογεννήτριας. Τέλος, γίνεται μία αναφορική παρουσίαση των κεφαλαίων, πιο συγκεκριμένα : Στο 1ο κεφάλαιο, γίνεται παρουσίαση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, αναφέροντας τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους. Επίσης, δίνεται έμφαση στην αιολική ενέργεια και στην αξία της ανεμογεννήτριας ως μέσο εκμετάλλευσης ενέργειας. Στο 2ο κεφάλαιο, αναλύονται τα είδη των ανεμογεννητριών, ο τρόπος λειτουργίας και τα χαρακτηριστικά τους. Επιπλέον, εισάγονται μαθηματικές έννοιες και σχέσεις που τις εκφράζουν και βοηθούν στην περαιτέρω ανάλυση τους. Στο 3ο κεφάλαιο, εκφράζεται η έννοια του κεραυνού ως φαινόμενο, οι επιπτώσεις του πλήγματος στις ανεμογεννήτριες και στον άνθρωπο, καθώς και τα μεγέθη που τον χαρακτηρίζουν. Στο 4ο κεφάλαιο, παρατίθεται το σύστημα αντικεραυνικής προστασίας, με εκτενή ανάλυση για τα είδη, την σωστή επιλογή, τα χαρακτηριστικά, τα στοιχεία και την γείωση. Στο 5ο κεφάλαιο, η εστίαση του ενδιαφέροντος είναι στο ανθρώπινο σώμα ως ηλεκτρικό μοντέλο και στην αναφορική παράθεση των τάσεων , βηματικής και επαφής. Στο 6ο κεφάλαιο, περιγράφονται οι μηχανισμοί διάσπασης εδάφους, δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στο φαινόμενο του ιονισμού και στην πρόταση μοντέλων αυτού. Στο 7ο κεφάλαιο, πραγματοποιούνται οι προσομοιώσεις από το πρόγραμμα EMTP – ATP για κάθε περίπτωση. Ακόμη, βρίσκονται τα αποτελέσματα μέσω των γραφικών παραστάσεων που εξάγονται και αναφέρεται το σύστημα γείωσης που μελετάται, εφόσον έχει μοντελοποιηθεί κάθε τμήμα του. Στο 8ο κεφάλαιο, συνοψίζονται και παράγονται αποτελέσματα και συμπεράσματα, αντίστοιχα. Προκύπτουν, από το 7ο κεφάλαιο και εκφράζεται η αποτελεσματικότητα – ικανότητα του συστήματος γείωσης με βάση τις μετρήσεις και τα πειράματα που υλοποιήθηκαν.

Description

Keywords

Αντικεραυνική προστασία, Ανεμογεννήτριες, Σύστημα γείωσης

Citation