AVDELING FOR TEKNOLOGI

Transkript

1 AVDELING FOR TEKNOLOGI PROGRAM ELEKTRO- OG DATATEKNIKK Emne: Elektriske forsyningsanlegg TELE H ØVING kapittel 24 Faglærer: Pål Glimen Utlevert: xx.xx.15 Innleveres: xx.xx.15 (kl 16:00) Øvingen består av oppgaver som er basert på kapittel 24 i Wildi (Generation of electrical energy). Fasit Oppg 2d) P ut = 36 MW kr Oppg 2e) q = 131,2 m 3 /s Oppg 3c) Oppg 3d) 4320 tonn kg/s 750 MW Oppg 4e) 1,86*10 13 J Oppg 4f) m = 0,207 g Oppg 5b) 520 W

2 Oppgave 1: Etterspørsel a) Hva er forskjellen på grunnlast- stasjoner (base- power stations) og topplast- stasjoner (peak- generating stations)? Nevn hvilke kraftverk som forsyner de to lastene. b) Hvorfor er ikke kjernekraftverk egnet til å forsyne topplast? c) I grafen over, hvor mye kraft (MW) må produseres for å forsyne grunnlasten? d) I kraftproduksjon med kull har man valget med å frakte kullet til et varmekraftverk eller plassere et kraftverk ved en kullmine. Hva er faktorene som spiller inn for plassering av kraftverket? e) Hva er fordelen med å koble sammen nettsystemer?

3 f) Kan du tenke deg til hva som forårsaket avviket til nettfrekvensen mellom klokkeslettet 12:31 og 12:34 på grafen over?

4 Oppgave 2: Vannkraft a) Skisser en enkel tegning av hvordan et vannkraftverk er bygd opp. Et fossefall i ei elv er et kraftverk med fallhøyde 35 meter. Den totale virkningsgraden fra råenergi til elektrisk energi er 80%. Synkrongeneratoren leverer 40 MVA ut på nettet, med en effektfaktor på 0,9. Inntjeningen er 25 øre per kwh. b) Nevn tre faktorer som påvirker virkningsgraden. c) Hvilken turbin tror du er brukt i kraftverket? d) Hvor mye aktiv effekt leveres ut til nettet? Hva blir inntjeningen hvert døgn (før skatt) når man får betalt 25 øre per kwt? e) Hvor mye vann flyter gjennom turbinen? Figuren over representerer etterspørselskurven for en typisk dag i et tenkt nettsystem. I nettsystemet er en grunnlast- enhet som kontinuerlig leverer 22,5 MW og en topplast- enhet som periodevis leverer opptil 16,5 MW. f) Finnes det en bedre måte å planlegge nettet på ved å installere et pumpekraftverk? Utdyp.

5 Oppgave 3: Varmekraftverk a) Skisser en enkel tegning av et varmekraftverk. Tegningen skal inneholde effektflyten med prosenten av effekten som flyter i de forskjellige anleggsdelene. b) Hvor ligger de største tapene i et slik kraftverk. Hvorfor kastes bort så mye effekt? Et kullkraftverk leverer 600 MW til nettet. c) Estimer hvor mange tonn kull som forbrukes på en dag. d) Estimer hvor mye kjølevann som kraftverket krever og hvor mye effekt det drar med seg. (Tips: se figur 24.) Oppgave 4: Kjernekraft a) Forklar hvordan en kjernekraftreaktor produserer varme. b) Forklar forskjellen mellom en lettvannsreaktor (light water reactor) og en tungtvannsreaktor (heavy- water reactor). c) Forklar hovedprinsippene til en formeringsreaktor (fast breeder reactor)?. d) Hvorfor er det så veldig interessant for mange forskningsmiljøer rundt omkring i verden å forske på kjernefysisk fusjon? En 22,2 kg tung uraniumsstav blir plassert i tungtvannsreaktor. Etter 19 måneder i reaktoren har den frigjort 372,5 kw av termisk energi. e) Regn ut den totale mengden varme, i joule, avgitt. f) Regn ut vektreduksjonen til uraniumsstaven forårsaket av den avgitt varmen.

6 Oppgave 5: Vindkraft a) Beskriv kort hvilke fem ulike varianter av den elektriske delen (generatorsystemetet) som kan benyttes i et vindkraftaggregat, og nevn fordeler/ulempe. Propellen til en liten vindturbin har diameter 1,5 m. b) Estimer effekten turbinen kan utvikle når vindens hastighet er 45 km/t. Anta at 25 % av tilgjengelig vindenergi kan utvinnes.