1

Documente similare
Lista lucrări publicate

Laboratorul numarul 6 Reglarea turaţiei motorului asincron prin variația frecvenței de alimentare cu păstrarea raporului U/f constant Expresia turaţie

Raport BMEnergy 2013 In cadrul proiectului de cercetare INNOWECS, pe parcursul anului 2013, partenerul si-a desfasurat activitatea urmarind si partici

PowerPoint Presentation

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Tineretului Subiecte pentru Faza naţională a Olimpiadelor la disciplinele din aria curriculară Tehnologii 30 APRIL

Laboratorul numărul 8 Motorul de curent continuu cu excitație mixtă Motorul de curent continuu cu excitație mixtă prezintă două înfășurări distincte p

Laboratorul numărul 7 Motorul de curent continuu cu excitație serie Motorul de curent continuu cu excitație serie este motorul la care înfășurarea de

Microsoft Word - Lucrarea 14.doc

Microsoft PowerPoint - SCSEE_10 [Compatibility Mode]

Instalații de climatizare Lucrarea nr. 8 Lucrarea nr. 8. STUDIUL UNEI CENTRALE DE CLIMATIZARE CONSTRUCȚIE. FUNCȚIONARE. REGLAREA PARAMETRILOR CLIMATIC

Echipament inteligent de monitorizare si optimizare a consumului de energie electrica la consumatori rezidențiali dotat cu semnătura energetica (Acron

LABORATOR AUTOMATIZĂRI, MECATRONICĂ ACȚIONĂRI ELECTRICE 1. Poziția 1 Denumire Produs: Stand de invatare bazele electrotehnicii Cod: TISM250 Pret unita

Microsoft Word - C05_Traductoare de deplasare de tip transformator

LABORATOR CERCETARE DEZVOLTARE: Laborator multidisciplinar de calitatea energiei electrice și de automate programabile

Răcitoare de lichid pentru montaj la exterior Ventilatoare axiale, compresor scroll (cu spirală) kw* CGA/VGA/CXA/VXA CGA/VGA/ CXA/VXA Interfaţă

Tematica licenţă –FIZICA

Microsoft Word - Catalog AVB Pompe 2012

Microsoft Word - FISE TEHNICE Liceul Oravita.doc

Slide 1

VI. Achiziția datelor în LabVIEW

CONDUCEREA AUTOMATĂ A INSTALAŢIILOR SOLARE CU SUSŢINERE PENTRU ÎNCĂLZIRE ŞI PREPARAREA APEI CALDE MENAJERE Popescu Daniel, conf. univ. dr. ing., Unive

Direct Current (DC) Electric Circuits

Redresoare comandate.doc

Microsoft Word - 1kw wind turbine user manual_RO.doc

POMPA SUBMERSIBILA 4QGD QGD QGD MANUAL DE UTILIZARE Cititi manualul de utilizare inainte de a folosi acest tip de e

centrale noi 2015 copia copy copy

VIESMANN VITODENS 222-W Fişa tehnică Nr. de comandă şi preţuri: vezi lista de preţuri VITODENS 222-W Tip B2LA Cazan compact în condensaţie, pe combust

Microsoft Word - HMM - Instructiuni de instalare.doc

Gamele grundfos se & sl POMPE PENTRU APE UZATE SUBMERSIBILE ŞI INSTALATE USCAT 0,9-30 kw 2, 4, 6 poli Fără compromisuri vehicularea în condiții de sig

Catalog VRV pdf

AHU Cel mai avansat produs de climatizare: alimentat direct şi indirect Mark a dezvoltat o gamă de unităţi de tratare a aerului cu mai multe opţiuni p

LABORATOR AUTOMATIZĂRI, MECATRONICĂ: ACȚIONĂRI ELECTRICE 1. Poziția 1Denumire Produs: Tablou Electric cu module de comanda pentru Acționări Cod: TISM2

Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi din Iași Facutatea de Electronică, Telecomunicații și Tehnologia Informației Referat MEMS Microsenzori de accele

Boiler cu 2 serpentine SGW (S) B Tower Biwal, un încălzitor vertical care asigură o utilizare maximă a apei calde de consum prin conectarea lui la un

Laboratorul numărul 12 Transformatorul pentru sudură Pentru a realiza aprinderea și întreținerea în cele mai bune condiții este necesar ca transformat

Microsoft PowerPoint - ST_5

MULTIMETRU DIGITAL CU SCHIMBARE AUTOMATĂ A DOMENIULUI AX201 INSTRUCŢIUNI DE UTILIZARE

Microsoft Word - S_c63.doc

ROMANIA N.29 prezzi.p65

1

Catre:

Instalare Funcţionare Întreţinere Răcitor de lichid Seria R elicoidal-rotativ cu răcire pe aer RTAD (50Hz) Modele Standard, Răcire liberă și R

Produkt-Datenblatt

013757_ABB (A Szocs)_ACS50_EN_revE_high_100812ENRODECRCG_f_1

untitled

Economisire sistematică a energiei iconceptul EC+ este orientarea inteligentă în tehnologia HVAC EC+ eficienţă optimă a sistemului. Liberă alegere a t

Microsoft Word - 1_ILUMINATUL ELECTRIC_Marimi & unitati fotometrice_corectat_ulterior.doc

02 VOLCANO 02 VOLCANO VOLCANO VR-D Destratificatorul Automatizare Parametrii Model - Potentiometru VR EC (0-10 V) Potentiometru cu termostat VR EC (0-

Laborator 2

Centrală termică murală cu condensare ideală pentru înlocuire în instalaţii cu temperatură înaltă Luna3 Avant+

PowerPoint Presentation

Slide 1

fc 1 distribuitoare hidraulice dn6.cdr

Microsoft Word - L5.1 - Regulatoare bi si tripozitionale.doc

Microsoft Word - Procedura de notificare DD2.docx

MANUAL DE UTILIZARE TERMOSTAT DE CAMERĂ EBERLE INSTAT PLUS 3R Cod produs: I. Instrucţiuni de utilizare Manevrarea produsului (privire de ansamb

Senzor inductiv de deplasare liniară

PowerPoint Presentation

CURRICULUM VITAE

RO Jurnalul Oficial al Uniunii Europene L 338/55 COMISIE DECIZIA COMISIEI din 19 noiembrie 2008 de stabilire a orientărilor detaliate pentr

03-18-FinalA4.cdr

SPECIFICATIE FILTRU TITEI

VIESMANN VITOCELL 340-M/360-M Acumulator tampon de agent termic cu preparare de apă caldă menajeră Capacitate 750 şi 950 litri Fişa tehnică Nr. de com

Always leading the pack SEMICONDUCTOR FUNDAMENTAL DL 3155M11R Laborator TIME

PowerPoint Presentation

METHODS OF AIR FLOW ANALYSIS IN THE COMBUSTION CHAMBER

Subiecte

Wilo-Multivert-MVI 2

Microsoft Word - L25Ro_Studiul efectului Hall_f_RF

Alimentatoare AX-3003D, AX-3005D AX-1803D Instrucţiuni de utilizare

SonoMeter 30 Energy Meters

Microsoft Word - Rezumate publicate_ Ian _Dec 2017_a

Universitatea Tehnică Gh. Asachi din Iaşi Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei Master Radio Comunicaţii PROIECT MICROS

6

Echipamente incalz rad si pard calda

Folienüberschrift BOS Standard, 27pt

MULTIMETRU DIGITAL AX-585 INSTRUCŢIUNI DE UTILIZARE

RAPORT FINAL Perioada de implementare: CU TITLUL: Analiza și testarea distribuției câmpului electric la izolatoare din materiale compozite p

TGA Clima Proiect Sanitare, Incalzire, Ventilare, Aer conditionat Centrale de tratare a aerului Agregate de racire a apei Ventiloconvectoare Umidifica

Untitled-1

ST Izolator suport de 35 kV pentru stații de transformare

HIDROFOR ATDP 370A ATDP 505A MANUAL DE UTILIZARE Ver. 1/ Rev. 0; ; Traducere a instrucţiunilor originale 1

MANUAL DE INSTRUCŢIUNI MMA-160EI MMA-180EI MMA-200EI MMA-250EI MMA-180MI MMA-250MI MMA-180FI MMA-250FI IMPORTANT: Va rugam sa cititi instructiunile de

Slide 1

ecotec pure ecotec pure Pur şi simplu Vaillant Bucuria de a face alegerea corectă

Raport stiintific si tehnic Etapa 3 Semafor inteligent cu tehnologie LED pentru creșterea siguranței transportului feroviar SEMALED Semafor inteligent

Instrucţiuni de montaj pentru personalul de specialitate VIESMANN Vitotrans 222 Set schimbător de căldură pentru sistemul de acumulare a.c.m VITOTRANS

Microsoft Word - Instructiuni montaj si utilizare CRH6.doc

R17Z-9A_spec [RO].indd

Microsoft Word - ST96m Rezistor.doc

VIESMANN VITOCELL 100-E/140-E/160-E Acumulator de agent termic Capacitate de la 200 până la 950 litri Fişa tehnică Nr. de comandă şi preţuri: vezi lis

2013_Mladin_EuroConstructii.ppt

Microsoft Word - LUCRARE DE LABORATOR 5

Fișă tehnică Servomotoare axiale RV 01 Servomotoarele axiale RV 01 sunt potrivite pentru a controla acțiunea robineților cu 2 sau 3 porturi pentru apl

Instrucţiuni de montaj pentru personalul de specialitate VIESMANN Set de extensie pentru un circuit de încălzire cu vană de amestec Nr. de comandă 742

Fişă tehnică ECL Comfort V c.a. şi 24 V c.a. Descriere şi aplicare În aplicaţiile de încălzire, ECL Comfort 110 poate fi integrat cu soluţia D

F HERZ-Vană cu două căi, corp cu flanșe HERZ-Vană cu două căi, corp cu flanșe Fisă tehnică pentru vana cu două căi, corp cu flanșe PN 16 și

INSTRUCŢIUNI DE UTILIZARE ŞI ÎNTREŢINERE POMPĂ SUBMERSIBILĂ MONOFAZATĂ PENTRU APE MURDARE Modele WKT250 şi WKT 400 1

ep0091

POWERFUL EQUIPMENT Model: ESE 17 DWR GRUP ELECTROGEN DIESEL ESE 17 DWR STANDBY POWER (ESP) PRIME POWER (PRP) Putere (kva) Putere (kw) Tura

Transcriere:

PROGRAM PNII - PARTENERIATE COD PROIECT: PN-II-PT-PCCA-2013-4-1743 NR. CONTRACT FINANȚARE: 41/2014 TITLU PROIECT: Turbină eoliană hibridă cu ax vertical RAPORT ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC (RST) ETAPA DE EXECUŢIE NR. IV/2017 TITLU ETAPĂ: Realizarea modelelor experimentale, testarea şi monitorizarea acestora 1

CUPRINS 1. OBIECTIVUL GENERAL AL PROIECTULUI... 3 2. OBIECTIVELE ETAPEI DE EXECUŢIE... 3 3. REZUMATUL ETAPEI DE EXECUŢIE... 3 4. DESCRIEREA ŞTIINŢIFICĂ ŞI TEHNICĂ... 4 5. REZULTATE OBŢINUTE ÎN CADRUL ETAPEI CURENTE... 18 6. CONCLUZII... 18 7. REFERINȚE BIBLIOGRAFICE... 19 2

1. OBIECTIVUL GENERAL AL PROIECTULUI Obiectivul general al proiectului HYWINDT constă în studiul, proiectarea, realizarea experimentală, testarea şi monitorizarea unui model experimental de Generator Eolian Hibrid (GEH) echipat cu sistem de gestiune a energiei electrice şi termice, destinat turbinelor eoliene hibride cu ax vertical, având puterea totală utilă de 3 kw [1]. 2. OBIECTIVELE ETAPEI DE EXECUŢIE Obiectivele Etapei IV de execuţie a proiectului HYWINDT sunt următoarele: - definitivarea proiectării sistemului de gestiune a energiei - definitivarea realizării modelului experimental al GEH, - testarea pe stand a modelului experimental al GEH, - testarea și monitorizarea modelului experimental al GEH împreună cu sistemul de gestiune a energiei, - elaborarea documentaţiei tehnice asociate sistemului de conversie studiat, - diseminarea rezultatelor cercetării. 3. REZUMATUL ETAPEI DE EXECUŢIE Etapa a IV-a de execuție a proiectului HYWINDT a vizat definitivarea proiectării și realizării părților componente ale sistemului de conversie, testarea pe stand a sistemului, respectiv elaborarea documentației tehnice aferente și diseminarea rezultatelor cercetării. Activitatea IV.1. Proiectarea sistemului de gestiune a energiei - Partea III. Cercetările întreprinse au avut ca obiectiv definitivarea proiectării sistemului de gestiune a energiei. Activitatea IV.2. Realizarea modelului experimental al GEH - Partea II. În urma calculelor de proiectare efectuate anterior s-a definitivat construirea modelului experimental al GEH. Activitatea IV.3. Testarea pe stand a modelului experimental al GEH. În cadrul acestei activități s-a testat modelul experimental al GEH și s-au determinat principalele caracteristici de funcționare ale acestuia. Activitatea IV.4. Testarea şi monitorizarea modelului experimental al GEH împreună cu sistemul de gestiune a energiei. Cercetările efectuate au avut un caracter preponderent experimental, și au presupus integrarea pe stand a GEH și a sistemului de gestiune a energiei, respectiv testarea acestora în diferite condiții de funcționare. Activitatea IV.5. Elaborarea documentaţiei tehnice asociate sistemului studiat. Pe baza performanțelor măsurate experimental s-a întocmit documentația tehnică a sistemului de conversie analizat. Activitatea IV.6. Diseminarea rezultatelor prin participare la manifestări tehnico-ştiinţifice şi publicare de articole de specialitate. Rezultatele cercetărilor au fost diseminate prin elaborarea unui număr de 2 lucrări științifice prezentate la 2 conferințe internaționale de prestigiu (Joint International Conference OPTIM - ACEMP, Optimization of Electrical & Electronic Equipment and Aegean Conference on Electrical Machines & Power Electronics, Brasov, Romania, respectiv the International Conference on Electronics, Computers and Artificial Intelligence - ECAI 2017, Targoviste, Romania). În urma cercetărilor efectuate în cadrul etapei curente a proiectului s-a identificat o soluție nouă de generator eolian care a facut obiectul unei cereri de brevet de invenție elaborat și depus la OSIM. 3

Condensatoare filtrare Chopper ridicător Condensatoare variabile Filtru ieșire 4. DESCRIEREA ŞTIINŢIFICĂ ŞI TEHNICĂ 4.1. Definitivarea proiectării sistemului de gestiune a energiei produsă de GEH Schema de principiu adoptată a sistemului de gestiune a energiei (electrice și termice) produsă de GEH în urma conversiei eoliene este prezentată în Fig. 1. Turbină eoliană Apă caldă Căldură SIMP v ca Comandă chopper/condensatoare /invertor PWM/cuplare rețea Senzor Th Apă rece Pompă GMP Punte redresoare Invertor PWM Reţea Comandă pompă GEH Energie electrică v cc Comandă sarc. divers. ~ 230 V 50 Hz Reţea ~ 230 V 50 Hz Sarcină diversiune Fig. 1. Schema de principiu a sistemului de gestiune a energiei (electrice și termice) produsă de GEH. În schema de principiu descrisă mai sus se poate observa configurația propusă a sistemului de gestiune a energiei electrice, respectiv a energiei termice. Gestiunea energiei electrice. Energia electrică produsă de GEH este energie de curent alternativ trifazat, caracterizată de tensiune și frecvență variabile, iar parametrii acesteia trebuie compatibilizați cu cei ai rețelei monofazate. În acest sens, între GEH și rețea se interconectează un ansamblu de blocuri electronice cu rol bine definit. Astfel la bornele GEH se conectează un bloc redresor cu diode (pentru transformarea energiei de curent alternativ în energie de curent continuu), urmat de condensator de filtrare, un chopper ridicător (pentru ridicarea și menținerea tensiunii continue la o valoare corespunzătoare), un condensator de filtrare, un invertor monofazat pentru conectarea la rețea și un bloc de filtrare. Pentru controlul turbinei eoliene la viteze mari ale vântului se utilizează o sarcină de diversiune conectată la ieșirea redresorului care preia energia electrică produsă în exces de GEH. Gestiunea energiei termice (căldurii). Căldura produsă de GEH are ca suport un agent termic lichid care intră în circuit în stare rece și iese în stare caldă. Gestiunea energiei termice se efectuează cu ajutorul unui controler specializat care monitorizează temperatura agentului termic la ieşirea GEH cu ajutorul unui termocuplu de tip K şi în funcţie de valoarea temperaturii conectează sau deconectează pompa care injectează agentul termic în circuit în stare rece. Debitul mediu al agentului termic la ieșirea GEH va fi dictat de timpul de funcționare al pompei și va fi mai mare sau mai mic în funcție de viteza vântului. 4

4.2. Definitivarea realizării modelului experimental al GEH GEH este un generator hibrid destinat sistemelor eoliene cu acționare directă cu ax vertical de turație redusă, de regulă sub 300 rpm. Generatorul primește putere mecanică pe la arbore și generează putere electrică și căldură. Mașina este alcătuită dintr-un Generator sincron cu Magneți Permanenți (GMP) pentru producerea de energiei electrică și un Sistem de Încălzire cu Magneți Permanenți (SIMP) pentru producerea de energie termică, Fig. 2 [2]. Magneți permanenți SIMP Miez magnetic rotoric SIMP Țeavă oțel Lichid stare caldă Serpentină țeavă cupru Lichid stare rece Magneți permanenți GMP Crestături GMP Fig. 2. Vedere 3D (cu decupare) de principiu a părților active ale GEH cu flux magnetic radial şi rotor interior. Miez magnetic statoric GMP În etapa anterioară de realizare a proiectului s-a demarat operația de execuție a pieselor și subansamblurilor principale ale GEH, pe baza calculelor de proiectare și a ajustărilor tehnice efectuate. Astfel s-au realizat subansamblurile: arbore, miez rotor, respectiv miez stator. În etapa curentă s-a definitivat realizarea modelului experimental al GEH, operațiile principale efectuate fiind următoarele: realizarea, magnetizarea și lipirea magneților permanenți pe miezul rotoric, izolarea crestăturilor statorice, realizarea bobinajului statoric și introducerea acestuia în crestături, consolidarea capetelor de bobină, impregnarea subansamblului stator, realizarea și montarea circuitului termic, realizarea și montarea scuturilor frontale, realizarea și montarea carcasei și a suportului de susținere. 5

În Fig. 3 sunt prezentate imagini ale GEH în diferite etape de execuție a modelului experimental. a) Vedere exterioară a GEH cu evidențierea suportului b) Subansambluri arbore, miez rotor, miez stator pe care se montează serpentina circuitului termic suport circuit termic, fără magneți. (vedere fără carcasă). a) Vedere exterioară a GEH cu evidențierea a) Vedere exterioară a GEH cu evidențierea carcasei și a serpentinei circuitului termic (fără carcasă). ștuțurilor de intrare/ieșire ale circuitului termic. Fig. 3. Etape ale realizării modelului experimental al GEH. Magneții permanenți necesari pentru producerea câmpului de excitație al GEH au fost magnetizați unidirecțional și apoi semiîngropați în jugul rotoric. Lipirea magneților s-a efectuat cu un adeziv special care să asigure o bună fixare a acestora, respectiv care să împiedice desprinderea lor ca urmare a acțiunii forțelor centrifuge și a cuplurilor electromagnetice importante. Înfășurarea statorică adoptată corespunzătoare Generatorului cu Magneți Permanenți (GMP) cu Z = 48 de crestături statorice și 2p = 38 de poli, are pasul unitar (pentru reducerea lungimii 6

capetelor de bobine, a gabaritului, a consumului de material și a pierderilor Joule), are factorul de înfășurare K w = 0,905, schema fiind prezentată în Fig. 3 [2]. Fig. 4. Schema înfășurării de tip dublu strat a GMP. GMP este răcit cu ajutorul unei circuit termic format dintr-o serpentină lipită pe un suport cilindric din oțel magnetic care se află în contact cu miezul statoric și preia o parte importantă din pierderile în fier și a celor Joule disipate în statorul mașinii. Serpentina circuitului de răcire este realizată din țeavă subțire de cupru. 4.3. Standul experimental pentru testarea GEH și a sistemului de gestiune a energiei Pentru testarea modelului experimental al GEH și a sistemului de gestiune a energiei (electrice și termice) s-a construit un stand experimental care conține următoarele părți componente principale: motor asincron + reductor alimentat de la invertor și utilizat pentru antrenarea GEH, traductor de cuplu/turație pentru măsurarea puterii mecanice primite de generator, GEH, respectiv sistemul de gestiune a energiei (electrice și termice). Schema de principiu a standului experimental cu evidențierea părților sale principale, însă fără sistemul de gestiune a energiei, fără partea de comandă și de măsură este prezentată în Fig. 5. Fig. 5. Schema de principiu a standului experimental fără sistemul de gestiune a energiei. În cele ce urmează se prezintă câteva date tehnice principale ale componentelor standului experimental (motorul asincron, reductor, traductor cuplu, GEH). 7

8

O schemă de principiu mai complexă a standului experimental utilizat, cu evidențierea inclusiv a sistemului de gestiune a energiei este prezentată în Fig. 6. Fig. 6. Schemă de principiu a standului experimental cu evidențierea sistemului de gestiune a energiei. În Fig. 7 și Fig. 8 este prezentat standul experimental care conține sistemul antrenare a GEH, traductorul de cuplu/turație, GEH, respectiv sistemul de gestiune a energiei. Fig. 7. Standul experimental utilizat pentru testarea sistemului studiat. 9

Fig. 8. Sistemul de comandă și de gestiune a energiei. 4.4. Testarea modelului experimental al GEH și a sistemului de gestiune a energiei În cadrul acestei activități s-a testat modelul experimental al GEH și s-au determinat principalele caracteristici de funcționare ale acestuia, respectiv s-a testat sistemul de gestiune a energiei. În acest scop s-au utilizat aparate de măsură, instrumente și sisteme de achiziție de date specializate, precum: osciloscop electronic digital Tektronix THS3014, osciloscop electronic digital Tektronix TDS 2014, analizor de rețea Chauvin Arnoux C.A. 8334, traductor de cuplu tip KTR Dataflex 32/300, senzori de curent Fluke i310s, etc. În urma măsurătorilor efectuate s-au determinat următoarele caracteristici ale GEH: - caracteristica tensiune de linie - turație [U = f(n), I = 0], Fig. 9; - caracteristica externă [U = f(i), n = ct. și cos = ct.] pentru sarcină R și L, Fig. 10; - caracteristica puterii aparente [S = f(i), n = ct. și cos = 1], Fig. 11; - variația în timp a turației GEH, Fig. 12; - variația în timp a cuplului GEH, Fig. 13; - formele de undă ale tensiunii de linie și conținutul de armonici la funcționarea GEH pe rețea proprie, în sarcină rezistivă, Fig. 14; - formele de undă ale curentului de linie și conținutul de armonici la funcționarea GEH pe rețea proprie, în sarcină rezistivă, Fig. 15. 10

Analizând rezultatele, se observă în Fig. 9 că tensiunea de linie la mers în gol crește practic liniar cu turația GEH. Caracteristica externă a mașinii prezentată în Fig. 10 evidențiază o alură scăzătoare a tensiunii de linie de la mers în gol la funcționare în sarcină nominală (sarcină rezistivă) de circa 11%. Fig. 9. Caracteristica tensiune de linie - turație a GEH [U = f(n), I = 0]. Fig. 10. Caracteristica externă a GEH [U = f(i), n 229 rpm] pentru sarcină rezistivă și inductivă. În Fig. 11 se observă o creștere a puterii aparente a mașinii aproximativ liniară de la gol la sarcină nominală. În Fig. 12 se prezintă variația în timp a turației GEH impusă de motorul asincron de antrenare, riplurile turației fiind foarte reduse. În Fig. 13 se observă variația în timp a cuplului mecanic la arborele GEH cu ripluri de circa 6,7% datorate oscilațiilor cuplului electromagnetic al GEH. 11

Fig. 11. Caracteristica puterii aparente a GEH [S = f(i), n 229 rpm și cos = 1]. Fig. 12. Variația în timp a turației GEH impusă de motorul de antrenare. Fig. 13. Variația în timp a cuplului mecanic la arborele GEH. 12

În Fig. 14 se observă o alură practic sinusoidală a tensiunilor de linie ale GEH, cu un factor de distorsiune armonică total (THD) sub 1%, mașina fiind bine proiectată în acest sens. Prin analiza rezultatelor din Fig. 15 se observă de asemenea formele de undă practic sinusoidale ale curenților de linie ale GEH, cu un factor de distorsiune armonică total de asemenea sub 1%. Fig. 14. Forma de undă a tensiunii de linie a GEH la funcționarea pe sarcină rezistivă. Fig. 15. Forma de undă a curentului de linie a GEH la funcționare pe sarcină rezistivă. Testarea GEH împreună cu sistemul de gestiune a energiei a urmărit diferite aspecte precum: buna funcționare a GEH integrat în sistemul de conversie energetică, buna funcționare a sistemului de gestiune a energiei în diferite regimuri de lucru, determinarea randamentului conversiei și evaluarea parametrilor energiei injectate în rețea. În urma măsurătorilor s-au determinat mai multe mărimi precum: - formele de undă ale curentului de fază și tensiunilor de fază și linie ale GEH, Fig. 16-18; - forma de undă a tensiunii rețelei, Fig. 19; - forma de undă a curentului injectat de sistem în rețea, Fig. 20; - randamentul GEH etc. 13

Fig. 16. Forma de undă a curentului GEH cu redresorul conectat la borne. Fig. 17. Forma de undă a tensiunii de fază a GEH cu redresorul conectat la borne. Fig. 18. Forma de undă a tensiunii de linie a GEH cu redresorul conectat la borne. 14

Fig. 19. Forma de undă a tensiunii rețelei. Fig. 20. Forma de undă a curentului injectat de sistem în rețea. Se observă în Fig. 16-18 nivelul ridicat de armonici în formele de undă ale tensiunii de fază și linie, respectiv a curentului de fază al GEH în cazul în care redresorul este conectat la bornele generatorului. Acest lucru se datorează structurii de tip punte trifazată cu diode a redresorului (redresor necomandat) integrat în sistem. Forma de undă a tensiunii rețelei prezentată în Fig. 19 este aproape sinusoidală, însă forma de undă a curentului injectat de invertor în rețea are un conținut de armonici moderat, datorat mecanismului specific de comandă de tip PWM a invertorului. 15

Determinarea randamentului GEH a avut la bază următoarea relație de calcul: HWG = 100*(P el + P th )/P mec, unde P el = 3UIcos este puterea electrică activă debitată de GEH pe rețeaua proprie, P th este puterea termică a GEH măsurată cu ajutorul unui contor de energie termică, iar P mec este puterea mecanică primită de GEH pe la arbore, de la motorul de antrenare. În urma măsurătorilor s-au determinat următoarele valori ale puterilor: P el = 2409 W pentru U = 193,9 V și I = 7,23 A, cos = 1 (sarcină rezistivă), P th = 624 W, iar P mec = 3335 W. Prin urmare randamentul nominal al GEH determinat pe baza relației de calcul de mai sus este unul foarte bun: HWG = 100*(2409 + 624)/3335 = 90,94%. Dacă în expresia randamentului se ia în considerare și puterea electrică medie consumată de pompă și de sistemul de reglare (circa 25 W) randamentul va scădea cu câteva zecimi de procent, până la valoarea de 90,19%. 4.6. Specificații tehnice ale GEH și ale sistemului de gestiune a energiei (ale sistemului studiat) Principalele datele tehnice de natură geometrică, mecanică, electrică și temică ale GEH și a sistemului de gestiune a energiei sunt precizate mai jos: Date geometrice de gabarit ale GEH: - Lungime axială: 280 mm - Diametru exterior: 320 mm - Distanța între ștuțuri: 207 mm - Diametru arbore: 38 mm Date electrice și termice ale GEH: - Puterea totală (electrică și termică) nominală: P n = 3000 W, - Puterea electrică: P el = 2400 W (sarcină rezistivă), - Puterea termică: P th = 600 W, - Tensiunea nominală de linie: U n = 195 V (conexiune Y), - Curent nominal linie/fază: I n = 7,1 A, - Turație nominală: 230 rpm, - Numărul de poli: 2p = 38, - Numărul de crestături stator: Z 2 = 48, - Randamentul nominal global (energie electrică + termică): n = 90 %. 16

Date electrice și termice ale sistemului de gestiune a energiei: - Redresor: o Curent de intrare (0-16,6 A), o Tensiune de intrare (35-400 V) o Tensiune maximă de ieșire 600 V o Curent maxim de ieșire 6 A - Sarcină de diversiune 4 x 30 Ohm; - Invertor pentru conectare la rețea: o Tensiune de intrare (35-600 V) o Curent de intrare (0-20 A) o Curent maxim de ieșire 14,5 A. - Contor energie termică tip UltraMaxx-V Qn 1.5 - Regulator temperatura tip BT9100 - Senzor de temperatură tip termocuplu K - Pompă alimentată în curent continuu tip VIP. 4.7. Diseminarea rezultatelor cercetării O parte din rezultatele cercetării au fost diseminate în etapa curentă a proiectului prin publicarea unui număr de 2 lucrări științifice la 2 conferințe internaționale de prestigiu (cu potențial ridicat de a fi indexate în baza de date ISI Thomson): [1] Melcescu L., Tudorache T., Craiu O., Popescu M.: Finite Element Analysis of a Wind Generator with Two Counter-Rotating Rotors, Proc. of Joint International Conference OPTIM ACEMP, Optimization of Electrical & Electronic Equipment and Aegean Conference on Electrical Machines & Power Electronics, May 25-27, 2017, Brasov, Romania. [2] Tiberiu Tudorache, Ion Trifu, Leonard Melcescu, Dan Floricau: Numerical Analysis of an Electro-Thermal Wind Generator, Proc. of ECAI 2017 - International Conference 9 th Edition Electronics, Computers and Artificial Intelligence, 29 June - 01 July, 2017, Targoviste, Romania. Trebuie menționat faptul că în cadrul acestui proiect, dintre cele 11 lucrări/articole științifice publicate, un număr de 5 lucrări diseminate în reviste de specialitate și la conferințe internaționale au fost deja indexate în baza de date ISI Thomson (fără a lua în considerare lucrările științifice menționate mai sus). Cercetările efectuate în cadrul etapei curente a proiectului au condus la identificarea unei noi soluții tehnice de generator eolian care a facut obiectul unei cereri de brevet de invenție elaborat și depus la OSIM: [1] Melcescu L., Tudorache T., Craiu O., Predescu M., Popescu M.: Generator electric pentru sisteme eoliene cu două turbine contrarotative, CBI A/00299/2017, depus la OSIM pe data de 18.05.2017. 17

5. REZULTATE OBŢINUTE ÎN CADRUL ETAPEI CURENTE În cadrul etapei curente a proiectului HYWINDT s-au atins integral toate obiectivele propuse în conformitate cu planul de realizare asumat. În urma cercetărilor întreprinse în cadrul etapei curente a proiectului s-a realizat modelul experimental al GEH, respectiv a sistemului de gestiune a energiei, acestea fiind funcționale și testate experimental. Activitatea de cercetare efectuată s-a concretizat de asemenea prin publicarea unui număr de 2 lucrări științifice având potențialul de a fi incluse în baza de date ISI Thomson, respectiv prin elaborarea unei cereri de brevet de invenție depus la OSIM. Trebuie menționat faptul că în cadrul proiectului s-au elaborat în total 11 lucrări/articole științifice (dintre care 5 sunt deja indexate în baza de date ISI Thomson), respectiv 4 cereri de brevet de invenție depuse la OSIM [3-6]. 6. CONCLUZII În cadrul Etapei de execuţie Nr. IV/2017 a proiectului HYWINDT (Contract Nr. 41/2014) au fost prevăzute 6 activităţi tehnico-științifice toate fiind realizate integral. Activitățile de cercetare efectuate în cadrul etapei curente au vizat definitivarea proiectării și realizării părților componente ale sistemului de conversie, testarea pe stand a sistemului, respectiv elaborarea documentației tehnice aferente și diseminarea rezultatelor cercetării. Activitatea IV.1 a vizat definitivarea proiectării sistemului de gestiune a energiei, componentă esențială în arhitectura unui sistem de conversie eoliană. Activitatea IV.2. a urmărit definitivarea construirii modelului experimental al GEH. Activitățile IV.3 și IV.4 au avut un caracter predominant experimental. În cadrul Activității IV.3 s-a efectuat testarea pe stand a modelului experimental al GEH și s-au determinat principalele caracteristici de funcționare ale acestuia. Activitatea IV.4 a avut ca obiectiv testarea şi monitorizarea modelului experimental al GEH împreună cu sistemul de gestiune a energiei. Rezultatele experimentale obținute prin măsurători pe stand au evidențiat performanțe foarte bune atât ale GEH cât și ale sistemului de gestiune a energiei electrice și termice. Activitatea IV.5 a avut ca obiectiv elaborarea documentaţiei tehnice asociate sistemului studiat pe baza performanțelor determinate experimental. Activitatea IV.6 a vizat diseminarea rezultatelor cercetării științifice prin participare la manifestări tehnico-ştiinţifice şi publicare de lucrări de specialitate. Rezultatele cercetărilor au fost diseminate prin elaborarea și prezentarea unui număr de 2 lucrări științifice la 2 conferințe internaționale de prestigiu (Joint International Conference OPTIM - ACEMP, Optimization of Electrical & Electronic Equipment and Aegean Conference on Electrical Machines & Power Electronics, Brasov, Romania, respectiv the International Conference on Electronics, Computers and Artificial Intelligence - ECAI 2017, Targoviste, Romania) ambele cu potențial de indexare în baza de date ISI Thomson. Urmare a cercetărilor efectuate în cadrul acestei etape a proiectului HYWINDT s-a identificat o soluție nouă de generator eolian care a facut obiectul unei cereri de brevet de invenție elaborat și depus la OSIM. Cercetările întreprinse pe întreaga durată de desfășurate a proiectului HYWINDT au condus la obţinerea unor rezultate științifice și tehnice consistente, diseminate printr-un număr total de 11 lucrări științifice, dintre care 5 sunt deja indexate în baza de date ISI Thomson. 18

7. REFERINȚE BIBLIOGRAFICE [1] Analiză de soluţii constructive fezabile de componente pentru TEH cu ax vertical, Raport științific și tehnic, Etapa de execuţie nr. 1/2014, proiect HYWINDT. [2] Finalizarea proiectării GEH și a sistemului de gestiune a energiei, respectiv realizarea parțială a GEH, Raport științific și tehnic, Etapa de execuţie nr. 3/2016, proiect HYWINDT. [3] Generator eolian hibrid cu flux magnetic radial şi rotor exterior, CBI A/00838/10.11.2014 depusă la OSIM, 2014. [4] Generator eolian hibrid cu flux magnetic radial şi rotor interior, CBI A/00839/10.11.2014 depusă la OSIM, 2014. [5] Generator eolian hibrid cu flux magnetic axial, CBI A/00840/10.11.2014 depusă la OSIM, 2014. [6] Generator electric pentru sisteme eoliene cu două turbine contrarotative, CBI A/00299/18.05.2017 depusă la OSIM, 2017. Data: 21.09.2017 19