Download - VJezbe Hidroelektrane
VJEŽBE 5
Pribranske i akumulacijske hidroelektrane
Zadaci
Split, 13. studenog 2014.
Pripremila: Lea Levi, dipl.ing.
Održala: Ana Jeličić, mag.ing.aedif.
1. ZADATAK
Tlačnim cjevovodom, sa zahvatom na koti 100 m n.m, iz akumulacijskog jezera dovodi se voda do
turbine čiji je izlaz na koti 40 m n.m. Razina vode u jezeru na koti je od 120 m n.m., a razina donje
vode (u slučaju postojanja odvodnog kanala) na koti 32 m n.m.. Potrebno je odrediti: a) snagu turbine
pri protoku od 100 m3/s u slučaju kada nema difuzora na izlazu iz turbine (promjer izlaznog otvora iz
turbine iznosi 3 m) i b) snagu turbine pri istom protoku, ali kada se postavi difuzor čiji je polumjer
izlaznog otvora za 1 m veći od polumjera izlaznog otvora turbine.
2.ZADATAK
Srednji godišnji protok rijeke se povećava prema Qsr=2(1300-H)/3 (visina u m, protok u m3/s).
Odredite a) bruto energiju vodotoka ako je izvor rijeke na 700 m n.m. i ušće na 100 m n.m., b) snagu
pribranske hidroelektrane s branom visine 100 m koja se nalazi na 400 m n.m. i stupnjem iskorištenja
85% (postrojenje smješteno na 300 m n.m.), c) snagu derivacijske hidroelektrane sa zahvatom na 400
m n.m., pregradom visine 100 m, postrojenjem smještenim na 200 m n.m., razinom donje vode
(promjer odvodnog kanala iznosi 5,5 m) na koti 160 m n.m i stupnjem iskorištenja od 90%, i
d) zadatak kao pod c) uz uvjet da se na mjestu zahvata u osnovni vodotok propušta biološki minimum
od 50 m3/s, e) odredite godišnju proizvedenu električnu energiju u elektranama pod b), c) i d) kada bi
se raspoloživi protok za proizvodnju električne energije prikazao kao srednji protok dostupan 70%
vremena. Promjer na izlaznom otvoru turbine iznosi 6 m, a brzina na ulazu u turbinu iznosi 7 m/s.
b) Pribranska HE
c) Derivacijska HE
d) Derivacijska HE uz propuštanje biološkog minimuma
e) Derivacijska HE uz propuštanje biološkog minimuma
9446 GWh
10 304 GWh
5506 GWh
MALE HIDROELEKTRANE
Definicija malih hidroelektrana (MHE)
Prema postojećim propisima u Hrvatskoj, mala hidroelektrana je postrojenje za
iskorištavanje i pretvorbu energije vodenih tokova s izlaznom električnom
snagom od 10 kW do 10 MW.
Ne postoji točna definicija malih hidroelektrana. Neke zemlje poput Portugala,
Španjolske, Irske, Grčke i Belgije su prihvatile 10 MW kao gornju granicu
instalirane snage za male hidroelektrane. U Italiji je granica 3 MW, u Švedskoj
1.5 MW, u Francuskoj 8 MW, u Kini 25 MW, u Indiji 15 MW.
Međutim, u Europi se sve više prihvaća kapacitet od 10 MW instalirane snage
kao gornja granica i tu granicu je podržala i Europska udruga malih
hidroelektrana (ESHA), te Europska komisija.
MHE integrirane unutar kanala za navodnjavanje
Dva su načina izvedbe malih hidroelektrana koje koriste kanal za navodnjavanje:
1. Planirani kanal za navodnjavanje dovoljno je velik za smještaj zahvata,
strojarnice, odvoda i bočnog obilaza za vodu. Slika prikazuje izvedbu takve
vrste sa uronjenom strojarnicom opremljenom sa desno kutnom pogonskom
Kaplanovom turbinom. Da bi osigurali opskrbu vode za navodnjavanje
izvedba mora sadržavati bočni obilaz u slučaju gašenja turbine. Ovakva
izvedba zahtjeva projektiranje MHE istovremeno kada i projektiranje kanala
za navodnjavanje jer bi ugrađivanje u kanal koji je već u funkciji mogla biti
vrlo skupa opcija.
2. S obzirom da kanal za navodnjavanje već postoji, pogodna opcija prikazana
je na slici. Kanal bi trebalo neznatno povećati za smještaj zahvata i preljeva.
Kako bi se širina zahvata reducirala na minimum, potrebno je ugraditi izduženi
preljev. Od zahvata se voda kroz tlačni cjevovod dovodi do turbine, a zatim se
kroz kratki ispust vraća u kanal. Uglavnom u kanalima nema migracije riba pa
su prolazi za ribe nepotrebni.
MHE ugrađena u vodoopskrbni sustav
Voda za piće se isporučuje u grad transportom vode iz povišenog rezervoara kroz
cjevovod pod pritiskom. Uobičajeno, u takvim vrstama instalacije disipacija
energije na nižem kraju cjevovoda, na ulasku u postrojenje za pročišćavanje
vode, se ublažava korištenjem specijalnih ventila.
Smještanjem turbine na kraj cjevovoda, da pretvori ionako izgubljenu energiju u
električnu, je zgodna opcija, pod uvjetom da se izbjegne vodni udar. Da bi se
osigurala trajna opskrba vodom mora biti ugrađen sustav obilaznih ventila. U
nekim vodoopskrbnim sustavima turbina ima ispust u otvoreni bazen ili jezero.
Sustav za kontrolu održava nivo vode u bazenu. U slučaju mehaničkog zastoja ili
zastoja turbine, sustav obilaznih ventila također može održavati razinu vode u
bazenu. U slučaju da glavni obilazni ventil ispadne iz pogona pojavljuje se
nadtlak, te se pomoćni obilazni ventili brzo otvori. Kontrolni sustavi su još
složeniji u sustavima gdje je izlaz iz turbine podvrgnut protupritisku vodene
mreže.
PRORAČUN