mlakar mario
TRANSCRIPT
Seminarski rad
MALA HIDROELEKTRANA S CROSS FLOW TURBINOM
Student: Mario Mlakar
JMBAG: 0069049742
Sveučilište u RijeciTehnički fakultetDiplomski studij elektrotehnike
Rijeka, srpanj 2013.
- biti će opisane male hidroelektrane te mogućnost priključka na EE mrežu
- pregled i opis turbina malih hidroelektrana
- određivanje osnovnih parametara stvarne mHE s Cross Flow turbinom (tipa Banki)
Općenito u hidroelektranama:
- pretvorba potencijalne energije vode u kinetičku energiju vode koja se dovodi turbini
kroz cjevovode
- kinetička energija vode u pokretu - > pretvorba u mehaničku en. rotacijom turbine
- mehanička energija rotirajuće turbine - > pretvorba u el. energiju u generatoru
1. Uvod
2. Male hidroelektrane
- smanjen utjecaj na okoliš nasprem velikih hidroelektrana
- obnovljivi izvor energije
- objekti instaliranje snage do 10 MW
2.1. Objekti malih hidroelektrana• građevinski objekti,
• hidromehanička oprema,
• elektrostrojarska oprema,
• priključni dalekovod s pripadajućom opremom.
2.1. Objekti malih hidroelektrana
Slika 1. Glavni građevinski objekti infrastrukture male hidroelektrane
2.2. Osnovni tipovi malih hidroelektrana
2 osnovna tipa s obzirom na lokaciju strojarnice u odnosu na branu:
• pribranska elektrana – strojarnica u samoj brani ili neposredno uz branu,
• derivacijska elektrana – strojarnica dislocirana od brane
2 osnovna tipa s obzirom na način korištenja vodnih resursa:
• protočne – istovremeno energetsko korištenje kompletnog dotoka vode,
• akumulacijske – moguće akumuliranje vode u akumulacijskim jezerima i
vremensko optimiranje proizvodnje el. energije s obzirom na promjene
dotoka i potrebe potrošnje el. energije
2.2. Osnovni tipovi malih hidroelektrana
2 osnovna režima rada s obzirom na režim rada:
• rad elektrane paralelno s mrežom – elektrana priključena na javnu
EE mrežu
• otočni rad – elektrana u samostalnom pogonu, bez spoja s javnom
EE mrežom, potrošači su priključeni direktno na elektranu
3. Priključenje malih hidroelektrana na EE mrežu
3.1. Elektroenergetska suglasnost - odnosi između ODS-a i vlasnika mHE te tehnički uvjeti priključenja mE na distribucijsku
mrežu - > Opći uvjeti za opskrbu el. energijom i Tehnički uvjeti za priključenje malih
elektrana na EES HEP-a
- elektroenergetska suglasnost - > isprava kojom ODS utvrđuje tehničke parametre
priključenja i korištenja mreže
- prethodna elektroenergetska suglasnost - > sagledavanje mogućnosti priključenja,
određivanje tehničkih i ekonomskih uvjeta priključenja građevine na mrežu i
izgradnje građevine, te određivanje uvjeta korištenja mreže
- uređuje se:
• način vođenja i pogon,
• razvoj i izgradnja,
• uspostavljanje priključaka na prijenosnu i distribucijsku mrežu u EES-u,
• mjerna pravila za OMM.
Svaka elektrana mora zadovoljiti minimalnim tehnički uvjetima kao što su odstupanje
frekvencije i napona, valni oblik i nesimetriju napona, pogonsko i zaštitno uzemljenje,
razinu KS-a i izolacije, zaštitu od kvarova i smetnji, te faktor snage.
3.2. Mrežna pravila EES-a
3.3. Paralelni pogon s mrežom
- osiguranje sigurnog paralelnog pogona mE na distribucijsku mrežu u svim očekivanim pogonskim stanjima - > izbjegavanje negativnih povratnih djelovanja
na distribucijsku mrežu koja mogu dovesti do rušenja integriteta i smanjenja
kvalitete opskrbe el. energijom ostalih potrošača u EES-u
Za paralelni pogon s mrežom elektrana obavezno treba imati:
• zaštitu koja osigurava uvjete paralelnog pogona,
• zaštitu od smetnji i kvarova u elektrani i
• zaštitu od smetnji i kvarova u mreži.
- može biti na NN razini (0,4 kV) i na SN razini (10, 20, 30, 35 kV) - > ovisno o
ukupnoj snazi mE, okolnostima u distribucijskoj mreži, nazivnoj snazi generatora,
osmišljenom režimu rada mE i dr.
Završna prosudba o mogućnosti i načinu priključka mE na distribucijsku mrežu donosi
se s obzirom na izgrađenost i stanje, te očekivani razvoj lokalne distribucijske mreže, uzimajući u obzir:
• vrstu i osobine pogona na lokaciji mE i snagu KS-a mreže u točki priključka,
• vršnu snagu i potrošnju na lokaciji mE,
• snagu i planiranu godišnju proizvodnju mE.
3.4. Priključak mE na distribucijsku mrežu
• turbine slobodnog pada (impulsne, akcijske): Cross Flow, Pelton, Turgo
• pretlačne turbine (reakcijske): propelerne, Francis, Kaplan
4. Turbine malih hidroelektrana
4.1. Radna područja različitih tipova turbina
- Cross Flow: 3 m < H < 200 m
- Pelton: 60 m < H < 2000 m
- Turgo: 50 m < H < 250 m
- Kaplan: 1 m < H < 70 m
- Francis: 15 m < H < 700 m
4.2. Cross Flow turbina
- 3 m < H < 200 m
- Q: 0,03 – 13 m3/s
- P: 5 kW – 3 MW
Slika 2. Horizontalni i vertikalni dotok
5. Određivanje parametara stvarne mHE sa Banki turbinom
Tablica 1. Ulazni podaci u proračunu cjevovoda i Banki turbine
5. Određivanje parametara stvarne mHE sa Banki turbinom
Tablica 2. Usporedba rezultata računatih u BANKI_RS.EXE sa rezultatima iz relacija
6. Zaključak
- povećanje loših posljedica i zagađenje planete - > povećanje trenda
korištenja obnovljivih izvora energije
- tehnologija vezana za hidroenergiju - > jedna od tehnički najpoznatijih i
najrazvijenijih na svjetskoj razini sa visokim stupnjem učinkovitosti
- hidrološke, meteorološke i topografske karakteristike, te standard i stupanj
tehnološkog razvoja zemalja - > raznolikost malih hidroelektrana u
različitim zemljama