Curs Enhidro

5/19/2018 Curs Enhidro

1/31

Energia electrica obtinuta de la microhidro turbine se bazeaza pe un concept

foarte simplu. Apa curgatoare invarte o turbina care la randul ei actioneaza ungenerator care produce energie electrica. Evident sistemul este mai complex sicontine mai multe componente, insa acesta este principiul de baza.

Energia hidroelectrica - MicroHidroCentrale

Cum se genereaza energie cu ajuto rul apei ?

Forta apei este de fapt o combinatie intre inaltime(head) si DEBIT (flow).Ambele trebuie sa fie prezente pentru a produce energie.

Inaltimea(head)este distanta verticala dintre locul in care apa patrunde inconducta de aductie si locatia turbinei si e masurata in metri, sau ca presiune in

pounds pe inch patrat (psi).DEBIT(flow)este o cantitatede apa ( exprimata in volum per timp) carecurge prin conducta de aductie intr-o anumita perioada de timp si e masurata inmetri cubi /secunda, galoane pe minut (gpm) sau litri pe minut.


2/31

Apa este colectata intr-un micro-bazinsi apoi canalizata prin conducta deaductiedirect in turbina. Caderea pe verticala (head), creaza presiuneanecesara la capatul inferior al conductei de aductie, pentru a pune in miscareturbina. Cu cat va fi mai mare debitul sau inaltimea, cu atat vom obtine maimulta energie electrica.Dupa cum se observa, valorile acestor doua criterii, sunt foarte importante

pentru determinarea valorii de energie electrica (potentialul) unei locatii pentruimplementarea unui microhidro sistem bazat pe microhidroturbine.

Fig.1 Legatura intre puterea obtinuta

Inaltimea si debitul MHC

Ph = Q H


3/31

> 0,8 m> 12,8 m3/sDe la 1 la 50 MWMic

De la 0,3 la 0,8 mDe la 0,4 la 12,8

m3/s

De la 100 la 1.000

kWMini

< 0,3 m< 0,4 m3/s< 100 kWMicro

Diametrul turbineiDebitPuteretipic


4/31

Barajul are rolul:alimentarea cu apa potabila siindustrialaproducerea de energie electricairigatiiatenuarea viiturilor

lucrari de aparare si drenaredezvoltarea transportului pe apa, apisciculturii si a sporturilor nauticeameliorarea microclimatului si amediului nconjurator

Fig.2


5/31

Folosind o simpla lera verticala gradata in milimetri si o rigla orizontala ghidatade un nivel se poate masura cu destula precizie inaltimea. Simpla insumare acotelor A, B, C si D din exemplul din figura de mai sus va conduce spre

rezultatul exact.

Cat de mult conteaza condu cta de aduct ie?

Conducta de aductie nu este numai ghidajul pentru apa, in drumul ei spreturbina, dar si cea care creaza presiunea necesara. Ca efect , conducata deaductie concentreaza toata presiunea creata de diferenta de nivel, la bazaconductei, la intrarea in turbina. Diametrul conductei, lungimea, materialul din

care e confectionata si drumul parcurs, toate afecteaza eficienta turbinei.O conducta mica in diametru poate reduce considerabil energia obtinuta, chiardaca se foloseste toata apa de care se dispune.


6/31

Din ce e com pus un sistem de energie alternat iva ?

Indiferent daca vor fi folosite turbine eoliene, panouri solare sau microhidroturbine, la generarea energiei alternative pentru aplicatii de mica capacitate,schema sistemului este similara. Ca si componente de baza, avem nevoie de

baterii, invertoare si regulatoare de incarcare.In schita (fig.3) este prezentata o solutie hibrida de sistem solar-eolian-microhidro.

Cat curent pot produce ?

Este evident ca nu pot consuma mai multa energie decat acumulez. Deci dacaam un generator Harris de 900W el va produce in mod ideal o energieechivalenta cu 21,6 KWh pe zi. Daca o casa consuma in medie 180 -200KWhpe luna rezulta ca aceasta microhidroturbina poate alimenta 3 caseindependente.

Productia echivalenta pe luna fiind 540KWh(consideram o luna de functionarede 25 zile).Daca:

1KWh = 0,08 Euro


7/31

Fig.3


8/31

Potentialul microhidroenergetic

Resursele de ap datorate rurilor interioare sunt evaluate la aproximativ 42 miliardem3/an, dar n regim neamenajat se poate conta numai pe aproximativ 19 milioane

m3/an, din cauza fluctuaiilor de debite ale rurilor.Resursele de ap din interiorul rii se caracterizeaz printr-o mare variabilitate, attn spaiu, ct i n timp. Astfel, zone mari i importante, cum ar fi Cmpia Romn,podiulMoldovei i Dobrogea, sunt srace n ap. De asemenea apar variaii mari ntimp a debitelor, att n cursul unui an, ct i de la an la an. n lunile de primvar

(martie-iunie) se scurge peste 50% din stocul anual, atingndu-se debite maxime desute de ori mai mari dect cele minime. Toate acestea impun concluzia necesitiirealizrii compensriidebitelor cu ajutorul acumulrilor artificiale.

n tabelul de mai jos se indic valorile potenialului hidroenergetic de precipitaii Ep,de scurgere, teoretic liniar considerat la debitul mediu i tehnic amenajabil, pentru

cteva dinbazinele cursurilor de ap mai importante din ara noastr .


9/31


10/31

n ceea ce privete potenialul hidroenergetic al rii noastre se apreciazc potenialulteoretic al precipitaiilor este de circa 230 TWh/an,potenialul teoretic al apelor de scurgerede aproximativ 90 TWh/an, iarpotenialul teoretic liniar al cursurilor de ap este de 70TWh/an.

Potenialulhidroenergetic tehnic amenajabil este mai mic dect cel teoretic in acestsens estimmo valoare de cca. 1 100 MW ioproduciede 3 600 GWh/an.

Conversia E.hidro in E.electrica tine seama de 3 etape:

1. Determinarea potentialului tehnic amenajabil si economic

2. Stabilirea solutiei constructive a MHC

3. Stabilirea tipului de masina hidraulica

Pentru MHC eficienta depinde de :

amplasamentul iinvestiiaaferent (inclusiv cheltuielile administrative)

puterea instalat iproduciade energie probabil (regimul debitelor, cderi)

distanafade reea

necesitilede ntreinere(gradul de automatizare, exploatarea de la distanfr

personal, fiabilitatea)

condiiilefinanciare itariful de valorificare al energiei produse.


11/31

Evaluarea potentialului economic amenajabil a avut in vedere:

Reabilitarea MHC aflate n funciune:200 MW / 600 GWh/an

MHC aflate n construcie: 125 MW / 400 GWh/an MHC noi (de sistem si autonome): 75 MW / 100 GWh/an

In concluzie, in ceea ce priveste micropotentialul hidroenergetic (grupuri sub10 MW) valorile sunt prezentate in tabelul de mai jos.


12/31

5


13/31


14/31

Microhidrocentralele pot fi amplasate fie n zone muntoase, unde rurilesunt repezi, fie n zone joase, cu ruri mari. n continuare sunt prezentatecele mai des ntlnite patru tipuri de amenajri ale microhidrocentralelor

Pentru schemele de cderi mari i medii, se folosesc combinaii de canal iconduct

forat.

Dac terenul este accidentat construcia canalului este dificil, i atunci seutilizeaznumai conducta forat care uneori poate fi ngropat.

n amenajrile tip baraj turbinele sunt plasate n corpul barajului sau nimediata vecintate aacestuia, astfel c aproape ca nu mai este nevoie decanal sau de conducte.

O alt optiune de amplasare a microturbinelor este utilizarea debitelorde la staiile deepurare a apei sau de epuisment.


15/31 Tipuri de amenajri microhidroenergetice


16/31

Tipuri de turbine

1. Turbine cu aciune

-Turbina Peltonconst dintr-un rotor pe care sunt fixate mai multe cupe, n

timp ce un jet de vitez mare acioneaz tangenial asupra rotorului. Jetullovete fiecare cup i este mprit ndou, astfel nct fiecare jumtateeste reflectat la aproape 180. Aproape toat energiaapei este utilizat nrsucirea cupelor, iar apa reflectat este colectat ntr-un canal.

-Turbina Turgoeste asemantoare cu Pelton, dar jetul lovete rotorul sub un

unghi de 20, astfel c apa intr pe o parte a rotorului i iese pe cealalt. Deaceea debitul nu este limitat de cantitatea de ap evacuat (ca n cazulturbinei Pelton). n consecin, turbina Turgopoate avea un diametru maimic dect Pelton, pentru aceeai putere produs.

-Turbina Bnkiconst din dou discuri de tabl groas pe care sunt sudatenite pale. Jetulde ap intr prin partea superioar a rototului printre palelecurbate, i iese prin parteaopus, trecnd astfel i a doua oar printre pale.Palele au forma astfel nct la fiecare trecere prin periferia rotorului apatransfer o parte din momentul su, nainte de a cdea cupuin energierezidual.


17/31

2. Turbine cu reaciune

Turbinele cu reactiune utilizeaz debitul de ap care intr n rotor pentru agenera forelehidrodinamice care acioneaz asupra palelor rotorului

punndu-le n micare. Ele sedifereniaz de turbinele cu aciune prin faptulc rotorul funcioneaz ntotdeauna ntr-o carcas complet umplut cu ap.

Toate turbinele cu reaciune au un difuzor cunoscut ca aspirator sub rotorprin care apa se evacueaz. Aspiratorul ncetinete apa evacuat i reduce

presiunea static n zona de subrotor, crescnd astfel cderea net.Turbinele de tip elice sunt asemntoare, n principiu, cu elicele unui vapor,dar funcionndn mod inverstransforma energia hidro in energiemecanica si apoi electrica.


18/31


19/31


20/31

Microhidroagregate compacte

Microhidroagregatele de larg utilizare sunt echipate cu turbine: Kaplantubular, axial compact , Kaplan (K), Banki sau Francis (F) i suntalctuite n

principal din urmtoarele subansambluri:

o microturbin hidraulic;

o mecanism de acionare;

o van de intrare;

o generator asincron;

o dulap electric de comand-automatizare.


21/31


22/31


23/31


24/31

Locatii pentru aplicatii microhidroenergetice

Sursa: UPB, ENERO, Hidroelectrica, 2006

Bazinele hidrografice de pe teritoriul Romniei sunt prezentate n


25/31

Locatii in bazinul hidrografic Olt

Oltul dreneaz, pe cei peste 700 km ai cursului su de la izvoare pn la

vrsarea nDunre, uniti de relief cu condiii fizico geografice diferite,mai ales c i suprafaabazinului e apreciabil (24.900 km2). Areizvoarele la circa 1.800 m altitudine - Hma (Curmtura).

Cu toate c amenajarea hidroenergetic a rului Olt este cea maiimportant de pe rurileinterioare, potenialul rmas de amenajat estesemnificativ. Astfel, potenialul teoretic liniarnsumeaz 457.906 kW, iarpotentialul mediu = 85,1 kW/km, variind de la 0,3 kW/km la 721 kW/km.


26/31

Locatii in bazinul hidrografic al rului Mure

Bazinul hidrografic al rului Mure, situat n partea central i de vest a Romniei,este cuprins ntre Carpaii Orientali, Meridionali i Apuseni, iar sectorul su inferioreste amplasat n centrul cmpiei Tisei.

Suprafaa bazinelor hidrografice ale cursurilor de ap inventariate, din cadrulbazinului hidrografic Mure, totalizeaz 15.340 km2, iar lungimea corespunztoareeste de 3.050 km.

Pantele cursurilor de ap variaz mult de la sub 10 m/km la peste 100 m/km.

Dintr-un numr de 306 sectoare inventariate, 39 sectoare au p > 150 kW/km,potenialulspecific variind de la 15 kW/km la 628 kW/km.

Potenialul teoretic liniar al sectoarelor de ru studiate totalizeaz 300.994 kW, avnd

unpotenial specific mediu p = 74,6 kW/km.

Locatii in bazinul hidrografic Tisa Some


27/31

Locatii in bazinul hidrografic Tisa Some

Afluent al fluviului Dunrea, Tisa superioar dreneaz toi afluenii care i culegizvoarele de pe versanii vestici ai Carpailor Pduroi (Ucraina) i ai MunilorMaramure, din nordulMunilor Rodnei i Lpuului, precum i numeroasele

praie nordice i estice care sosescdin eruptivul Oa Guti - Tible. Toaterurile din vest graviteaz spre depresiuneatectonic a Maramureului,considerat ca o adevrat pia de adunare a apelor.

Avnd n vedere faptul c rul Some este afluent al rului Tisa, care udteritoriul Romniei pe o lungime nu prea mare n raport cu toat lungimea sa,

cele dou ruri au fost analizatempreun.Suprafaa cumulat a cursurilor de ap n bazinele hidrografice amintite maisus este de

21.065 km2, nsumnd o lungime de 2.689 km.

Potenialul teoretic liniar al cursurilor de ap analizate totalizeaz 177.197kW i potenialulspecific mediu al acestora este de 65,4 kW/km.


28/31

Industria energiei hidroelectrice n Romnia

Principalele hidrocentralesunt amenajate pe

- Bistrita la Bicaz (220 MW) si alte 12 n aval, cu o putere de 220 MW

- pe Arges cu o putere instalata de 240 MW si alte 19

- Pe Lotru s-a construit hidrocentrala cu lacul de acumulare Vidra, cu o putere instalata

de 510 MW

- pe Olt, totaliznd o putere de 1000 MW

-pe Sadu, Sebes (Glceag, Sasciori, Sugag), pe Rul Mare n Retezat

7 microhidrocentrale cu o putere de 210 MW


29/31

Rul Bicaz

Tipul barajului PG / TETipul etansarii ieCota la coronament m 515.00Inaltimea barajului m 20.00Inaltimea digului m 10.00Lungimea barajului m 33.00Lungimea digului m 1,500.00Volumul barajului th.m 30.00Volumul digului th.m 200.00

Volumul acumularii mil.m 0.10Scopul acumularii HIDerivatie subterana m 9845Anul PIF 1980


30/31

CHEVADENI

Tipul centraleiHPP in retention frontCota amonte221.00 mCota aval205.00 mCaderea16.00 mNr.si tip agregat2 Kaplan + o turbina de mica cadereDebit instalat90.00 m/sCanal de fuga1,400.00 m

Puterea instalata11.80 MWEnergia medie27.00 GWh/year


31/31

Cele mai mari hidrocentrale de pe fluviul Dunarea:

Portile de Fier I, cu o putere instalata de 1080 MW

Portile de Fier II, cu puterea instalata de 250 MW.Principalele hidrocentrale din Romania:

Centrala RiulPuterea

inst. (MW)

Puteri

unitare

(MW)

Acumularea

Vol.stoca

t

(mil.mc)

Perioad

a p.f.

PORTILE DE FIER I Dunarea 1050,0 6x175 Portile de Fier 2.400,0 1971

LOTRU CIUNGET Lotru 510,0 3x170 Vidra 370,0 1972

RAUL MARE

RETEZAT

Raul

Mare335,0 2x167,5 Gura Apelor 200,0 1987

MARISELU Somes 220,5 3x73,5 Fantanele 220,0 1977

VIDRARU Arges 220,0 4x55 Vidraru 465,0 1966

PORTILE DE FIER II Dunarea 216,0 8x27 Portile de FierII

800,0 1985

STEJARU Bistrita 210,0 6x35Izvorul

Muntelui1.230,0 1960

Curs Enhidro

Documents

Transcript of Curs Enhidro