Juni Vindkraft i elnettet. By Thomas Hjort (M.Sc.EE) Sr. Turbine architect. Siemens Wind Power. Restricted Siemens AG 2014 All rights reserved.

Transkript

1 Juni 2014 Vindkraft i elnettet By Thomas Hjort (M.Sc.EE) Sr. Turbine architect A/S Page 1 Answers for energy.

2 Agenda Introduktion Parallel udvikling af elnet og vindmøller En stor industri Netintegration hver tid sine udfordringer Q&A Møller fremover Page 2

3 Dagens status over vind i elnettet Vindkrafts andel i dansk elproduktion 21. dec: 103% Jan 2014: 62% Vinter halvår % Hele 2013: 33% Vi kan styre produktionen så det dække variationerne fra vindkraft men endnu ikke lasten Page 3

4 Introduktion Tillykke med åbningen af GreenTechCenter Smart grid living lab AUC GTC DONGenergy ABB Schneider-electric Energinet.dk Page 4

5 Siemens Energy Sector Clean electricity for the world Top performance Power Generation Wind Power Energy Service Power Transmission World record Deep-sea capable Reduced complexity Additional World record 60.75% efficiency for combined cycle power plants 36 kv Seabed power distribution at depths of up to 3,000 m 3.2 MW Direct Drive wind turbines 200 MW through modernization in kv for direct current transmission Page 5

6 Facts at a glance One of the world s leading suppliers of wind power solutions Acquired Danish wind turbine manufacturer Bonus Energy A/S in 2004 Installed Base: > 13,100 turbines with ~ 22,100 MW capacity Installed in CY 2012: > 4,100 MW 10,900 employees globally incl. Wind Service Record order backlog of ~ 12 billion incl. Wind Service Revenue in FY 2013: 5,2 billion ) Page 6

7 Simenes tanker om fremtidens elforsyning Growing share of distributed power generation No more linear path from power plant to consumer Bi-directional power flows through prosumers The original linear energy system will evolve into a power matrix Page 7

8 Den allertidligste elproduktion Elektrisk lys Edision startede det i USA 1878 Urmester Jens Hansen i DK 1891 Det første elværk i DK Køge Odense kom 3 uger senere Siemens i DK De ville også i København (Gothersgade) - Siemens og Halske vandt el entreprisen. - Windfeld-Hansen var belysningsmester Han valgte DC! Vejle nr 5 Den danske Edison Poul La Cour 8. elværk i Danmark var i Askov Page 8

9 Etablering af Siemens Werner Von Siemens In 1866 he made what was probably his most important contribution to electrical engineering when he discovered the dynamo-electric principle, building on the work of Faraday, and thus opened the way for electricity to be used as a source of power. Page 9 October 12, 1847 Founding of the Siemens & Halske Telegraph Construction Company, which later became Siemens AG

10 Vindmøllen på Askov Poul La Cour Danmarks Edison Højskolelærer Opfinder Kratostat til kraftudjævning Forsker i aerodynamik Møllerne Statsstøttet 11m høj først med sejl siden klapper Lavede knaldgas belysning Page 10 Foto fra Askov højskoles samling

11 Vindmøllerne på Askov Ny mølle elværk for byen 1902 Vind primærkilde Petroleum backup DC producerende (AEG udstyr) Specifikationer 12kW 12HK petroleums motor 73kWh batteri Page 11 Foto fra Askov højskoles samling

12 Den allertidligste elproduktion DC stationer 1915 Mange byværker (stationer) Start på omstilling til AC WW1 DEVS hjælper med opstilling af mange DC vindmøller til brandstofbesparelse Page 12

13 1940 erne - Så skal alle have el Land og by I byen er AC er blevet normen Byerne bliver forbundet På landet Der laves igen forsøg med elproducerende vindmøller igen brændstofmangel Til de små stationer Page 13

14 F.L.S. Aeromotor Aerodymansik el prod. møller Serieproduceret 60kW DC generator (3vinget) Overskud skulle vekselrettes og sendes ud på nettet Det var sjældent, og ofte begrænsede man i stedet produktionen når der ikke var afsætning Tårnene står stadigt i visse byer Page 14

15 Gedsermøllen 1960 erne ( samt 77-79) Udtænkt af SEAS Ing. Johannes Juul 200kW Asynkronmaskine, med Stall reguleret rotor og tip-bremse alt tilpasset hinanden Lagde grunden for det danske vindmølle koncept Up-wind Rotor med 3 vinger Sikkerhedssystem med 2 kredse Asynkrongenerator Juuls betragtninger om vindkraftværker: - Sparer brændsel - Reservekraft til opvarmning ved blæst og kulde - Bygningen kan tilpasses arbejdsmarkedet - De tydelige fordele ved samarbejde mellem Danske møller og SE/NO vandkraft - DI vil kunne opnå stor eksport af vindmøller Page 15 Foto fra Elmuseets hjemmeside

16 1970 erne - Riisagermøllen Privat El på nettet 15-22kW asynkronmaskine Mølle til eget brug Tilsluttede til kraft stik Måleren kørte baglæns Første serieproduktion af net forbundne hustandsmøller Page 16 Foto fra Elmuseets hjemmeside

17 1970 erne - TVIND inspiration det kan gøres Verdens største mølle i mange år Designet til 2MW v. 42RPM AC generator Kunne kun tilsluttes med 450kW - Så den laver også varme til eget forbrug Lavet med store selvbyggede glasfibervinger Down-wind mølle Var til stor inspiration for de efterfølgende møllebyggere. Beviste at det kunne lade sig gøre Kører endnu Page 17 Foto: Anders Kjeldsen

18 1970 erne - HVK-10 En industri fødes 30kW asynkronmaskine HVK-10 bygges af Henrik Stiesdal sammen med smeden i Herborg Sælger designet til landbrugsmaskineproducenten Vestas. (møllen hedder nu Vestas-HVK-10) Stiesdal færdiggør uddannelse og begynder at lave møller hos firmaet Danregn -> Bonus ->Siemens Windpower Page 18

19 Global ramp-up continues Installed base worldwide 13,000 + turbines with 22,100 + MW capacity Megawatt class CombiStall technology SWT : 356 WTG SWT : 1,545 WTG SWT : 165 WTG SWT : 506 WTG Multi-Megawatt class Pitch technology with variable speed SWT VS/93/101: 4,074 WTG SWT : SWT : 344 WTG SWT : 62 WTG SWT SWT SWT SWT SWT DD SWT DD SWT DD Page 19 Kilowatt class Stall technology SWT : 1,316 WTG < 600 kw: 2,330 WTG SWT SWT SWT SWT SWT VS SWT Former product portfolio Existing product portfolio Expansion to product portfolio - New Technology Direct Drive Technology Compact Direct Drive SWT DD : 2 WTG SWT DD: 67 WTG SWT DD: 8 WTG SWT DD: 1 WTG

20 Møllerne bliver størrer 6 MW 79,8 meter 11 meter 35 meter 154 meter 30 kw 450 kw Page 20

21 Hvad er problemet - geografi 1945 Page 21

22 Hvad er problemet - geografi 1945 Page 22

23 Hvad er problemet - geografi 1945 Page 23

24 Hvad er problemet Primær kilde Page 24

25 Hvad er problemet - kompleksitet Page 25

26 Hvad er problemer - dynamik Page 26

27 Netintegration År XX Type DC mølle Tidlige AC møller Store AC møller Mølleparker Drift Når den kan Når de kan Kun op til 25m/s HWRT Powerreserve Netkrav Ingen kun tekniske krav AC synkron AC synkron Jævn produktion FRT LVRT Inertia backup HVDC egnet Remote styret Q support Page 27

28 Onshore Wind: Siemens stays a leading player in the strongest growing market segment Cumulated Siemens onshore installations in GW New additions Backlog Installed base Installed base until Sep. 2013: ~18.2 GW Order backlog 2013: ~6.8 GW Americas 22 kw (ø 10.2 m) Asia-Pacific EMEA 3000 kw (ø 113 m) First project First 1MW turbines First project w/o subsidies First Commercial DD 1979: 2 x 22 kw (10.2m) Vindeby, Denmark Picture: in Tomamae, JP Page : 17 x Wilsikow, Germany 2009: 62 x Wellington, New Zealand 2011: 3 x Lejbølle,Denmark Picture: Prototype in Havøygavlen, Norway

29 Offshore Leading player in strongest growing market Cumulated Siemens offshore installations (6 MW (ø154m) 450 kw (ø35m) 1990 First project MW turbines GW project UK Round : 5 MW Vindeby, DK 2000: 40 MW Middelgrunden, DK 2011: 630 MW London Array, UK 2012: 1.8 GW DONG Master Agreement Page 29

30 Future trends Sintering of bondings Page 30

31 Her er en Airbus A380 Page 31

32 Og en 6.0 MW 154 m rotor sammen med den 6.0DD NG6 Blade 75m Wingspan 154m Swept area m m2 Page 32

33 Scenario 2050 Page 33

34 Onshore Tak for opmærksomheden siemens.com/energy Page 34 Answers for energy.