Hidrocentrale de Dimensiuni Micidocx

=== Hidrocentrale de dimensiuni mici ===

CAPITOLUL III

HIDROCENTRALE DE DIMENSIUNI MICI

Introducere

,, Energia produsă de centrale respectiv hidrocentrale provine din mișcarea apei. Apa este o sursă regenerabilă având un rol important în funcționarea unei hidrocentrale, ea bineînțeles ține cont de circuitul apei în natură

Figura 3.1. Circuitul apei în natură

Aceste hidrocentrale de putere mică (HMP) sunt construite deseori pe malurile lacurilor deoarece acestea nu au nevoie de construcții speciale precum crearea de baraje sau de lacuri pentru acumulare a apei . Datorită acestor avantaje la nivel mondial se estimează că aceste hidrocentrale au o putere instalată de 47.000 MW având ca și potențial economic aproape 180.000 MW.

Ca și definiție am putea spune că o HMP este acea hidrocentrală ce dezvoltă ca și sistem hidroelectic o putere maximă până ân 10 MW, ea fiin clasificată în două categorii

Mini hidrocentrale adică cele ce dezvoltă puteri mai mici de 500 kW

Micro hidrocentrale adică cele ce dezvoltă puteri mai mari de 100 kW

Să nu uitam că o astfel de hidrocentrală produce energia elctrică pe surse regenerabile deci este nepoluantă, pot produce energie electrică oricând dacă avem debitul corespunzător deci reduc spre zero necesitatea de a folosi combustibili fosili’’[35]

Proiectarea unei HMP

,, Datorită complexității unei astfel de hidrocentrale pentru o eficiență mai bună și pentru a ușura munca s-a împărțit proiectul în patru pași astfel:

Sondaje de recunoaștere și studii hidraulice

Acest prim pas se referă în general la:

studii de hartă

delimitarea bazinelor de drenaj

estimări preliminare ale debitului și a inundațiilor

Studiul de pre-fezabilitate

Adică lucrul efectiv pe situl ales de noi prin:

Studiul geologic: are rolul de a studia locul în care dorim amplasarea hidrocentralei pentru a vedea daca locul de forare este sau nu utilizabil

O recunoaștere pentru zonele de împrumut adecvat : aici ne referim la ce conține zona nisp, pietriș

Un aspect preliminar bazat pe materiale cunoscute ca fiind disponibile

Selectarea principalelor caracteristici ale proiectului adică capacitatea ce va fi instalată, timpul de dezvoltare

Estimarea costurilor

Identificarea impactului asupra mediului înconjurător

Studiu de fezabilitate

Aici vom avea:

Delimitarea și testarea tuturor zonelor împrumuta

Estimarea de deviere

Determinarea potențialului de putere pentru o serie de baraje

Înălțimi și capacități instalate pentru optimizarea proiectelor

Nivelurile și a componentelor de apă;

Producția unei estimări detaliate a costurilor; și în cele din urmă, o evaluare economică și financiară a proiectului, inclusiv o evaluare a impactului asupra instalației electrice existente, împreună cu un raport de fezabilitate cuprinzător cu mai multe volume.

Planificarea sistemului și ingineria proiectului

Această lucrare a ar include

Studii și design-ul final al sistemului de transport

Integrarea proiectului în rețeaua de alimentarepentru a determina modul de funcționare precisă a acesteia

Producția de desene de licitație și caietul de sarcini

Analiza ofertelor și proiectarea detaliată a proiectului

In orice caz, domeniul de aplicare al acestei faze nu ar include supravegherea pe șantier, nici de management de proiect, din moment ce această lucrare ar face parte din costurile de execuție a proiectului.’’ [36]

Echipamente electrice și mecanice

Componentele electrice și mecanice primare ale unei centrale hidroelectrice mici sunt turbina și un generator .Un număr de diferite tipuri de turbine au fost proiectate pentru a acoperi gama larga de hidroelectrice. Turbine folosite pentru aplicatii mici de hidrocentrale sunt versiuni scalate-jose ale turbinelor folosite în dezvoltarea convențională al hidrocentralelor mari.

Figura 3.2. Componente ale unei hidrocentrale[37]

,, În figura de mai sus este prezentată o schemă generală al unei hidrocentrale ce are o cădere medie sau mare. Principiul de funcționare este definit astfel:

Apa ce se afla în râu va fi deviată cu ajutorul unui canal construit special construit

Este important de știut că la instalațiile ce au cadere medie sau mare apa va fi transportată până la bazin cu ajutorul canalelor , iar bazinul va fi situat obligatoriu în amonte

Înainte de a intra în turbină, apa va trece printr-un proces de sedimentare ce va avea loc chiar într-un rezervor ce este situat la intrare, sedimentare care are rolul de a încetini viteza apei și pentru ca particulele în suspensie să se depună

Un alt rol care îl deține acest rezervor este de a filtra deșeurile care sunt aduse odată cu apa, bineînțeles ca acesta este protejat de un grilaj metalic

Odată intrată apa , este condusă cu ajutorul unei conducte forțate, conductă ce face legatura dintre rezervor și turbină

Un canal de evacuare rolul esential al acestuia este de a deversa în râu apa ce a trecut prin turbină’’ [35]

,, Alte componente mecanice și electrice ale unei instalații hidrocentrale mici :

Un crescător de viteză pentru a se potrivi cu viteza de rotație ideală a turbinei cu cea

generatorului (dacă este necesar)

Ventil de închidere a apei pentru turbină

Râul poarta și controalele de ocolire

Sistemul de control hidraulic pentru turbina și supapa

Protecția electrică și a sistemului de control

Aparataj electric

Transformatoare pentru serviciul de stație și de transmisie a puterii

Serviciul de stație, iluminat, de încălzire și de putere pentru a avea control de comutație

Sistem de ventilație

Alimentarea cu energie de rezervă

Sistemul de telecomunicații

Sisteme de alarmă de incendiu și de securitate’’ [ 36]

Calculul unei hidrocentrale

,, Aceste calcule se fac pe baza unor date hidrologice care reprezintă condițiile de curgere în fiind studiate pe parcursul unui an, date utilizate de proiectanți ce vor obține curba de durată al debitelor . Acestă curbă prezintă un factor or important deoarece în funcție de rezultatul obținut se estimează potențialul amplasamentului.

Curba flux-durată

În figura de mai jos curba de durată este specificată de douăzeci și unu de valori Q0, Q5, …, respectiv Q100 reprezentând debitul pe curba fluxului durată în trepte de 5%. Cu alte cuvinte, Qn reprezintă flux care este atins sau a depășit n% din timp

Figura 3.4. Exemplu de curbă flux-durată

Atunci când se utilizează metoda specifică curba este exprimată în formă normală, adică în raport cu fluxul mediu. Fluxul mediu Q se calculează astfel:

(1.1)

Unde:

– reprezintă forma normală

– reprezintă zona de drenaj

Fluxul de date reale Qn (n = 0,5, …, 100) se calculează din datele de flux normalizate precum urmează în următoarea formulă: ’’[36]

(1.2)

Debitul disponibil

,,’’[36]De multe ori, o anumită cantitate de apă trebuie să fie lăsată în râu pe tot parcursul anului din modotive de mediu. Ei bine acesl flux de rezidual Qr este specificat de către utilizator și trebuie să fie scăzute din toate valorile curbei pentru calcularea capacității de plante, capacitatea fermă și energia din surse regenerabile disponibile.

Fluxul Q'n (n = 0, 5, …, 100) este apoi definit prin formula

(1.3)

Firm Flow Fluxul ….

Acest fluxul este definit ca fiind fluxul disponibil p% din timp, unde p este un procent specificat de către utilizator și de este de obicei egal cu 95%. Dacă este necesar, o interpolare liniară între intervale de 5% este utilizat pentru a găsi fluxul . În exemplul prezentat mai sus fluxul ferm este egală cu 1,5 m3 / s cu p setate la 90%.

Sarcina atribuită

Gradul de sofisticare folosit pentru a descrie sarcina depinde de tipul de grilă luat în considerare.

În cazul în care mica centrala hidro este conectată la o centrală-grilă, atunci se presupune că

grila absoarbe toată producția de energie și sarcinile nu au nevoie să fie specificate.

Dacă, pe de altă parte, sistemul este în afara rețelei sau conectat la un izolat-grilă, atunci porțiunea din energia pe care pote fi livrată depinde de sarcină

Un exemplu de astfel de curbe este prezentată în figura de mai jos.

Figura 3.5. Exemplu de durată de încărcare

În ceea ce privește curba de durată a secțiunii 2.1.1, curba de sarcină-durată este specificată prin valori douăzeci și unu L L L 0 5 100,, …, definind sarcina pe curba de încărcare durată în 5% incremente: Lk reprezintă sarcina care este atins sau a depășit k% din timp.

Cererea de energie

Cererea de energie zilnică se calculează prin integrarea ariei de sub curba de sarcină durată peste o zi. Se folosește o simplă formulă de integrare trapezoidală. Cererea de zi cu zi Dd exprimată în kW/h este, prin urmare, calculat ca:

(1.3)

Cererea anuală de energie D este obținută prin înmulțireanecesarul zilnic de numărul de zile într-un an, 365:

D=365 (1.4)

Factorul de încărcare

Factorul mediu de încărcare L este raportul dintre sarcina medie zilnică (Dd 24) la sarcina maximă (L0):

(1.5)

Această cantitate nu este utilizat de restul algoritmului, ci pur și simplu furnizat utilizatorului să dea o indicație privind variabilitatea sarcinii.

,,Avantajele și dezavantajele hidrocentralelor

Avantaje

Nu sunt nocive

Nu poluează mediul

Produc energia electrică în mod constant

Prin proiectare, barajele sunt construite ca să fie durabile

Apa din baraje mai poate fi folosită și la irigații

În comparație cu energia solară sau eoliană aceasta prezintă riscuri mai mici

Nimic nu se risipește

Dezavantaje

Costurile ce implică construirea barajului sunt mari dar datorită faptului că se pot utiliza ca și control al inundațiilor dar și în irigații costurile scad deoarece se împart

Trebuie ca să fie amplasate astfel încât să funcționeze mulți ani pentru a face profit

Construcția unei astfel de hidrocentrale afectează mediul,fauna și locuitorii din apropierea ei

Fauna și mediul este afect deoarece construcția ei implică automat o inundare a zonei

Ca și mare dezavantaj reprezintă evacuarea persoanelor care locuiesc în apropierea hidrocentralelor ’’ [38]

CAPITOLUL IV

RETScreen

Introducere

,,RETScreen este un program ,,verde’’ care a fost gândit și dezvoltat de catre guvernul Canadei, ce are rolul ajuta la modelare ingineri, arhitecți și urbaniști financiari pentru a putea proiecta orice tip de proiect ce conține energie regenerabilă respectiv de a monitoriza și schimbările climatice,de a reducere polurea. Un alt rol ce-l îndeplinește este că reduce semnificativ costurile (atât financiare, cât și de timp) asociate cu identificarea și evaluarea proiectelor potențiale de energie.

RETScreen permite în mod rapid și eficient factorilor de decizie și profesioniști pentru a determina dacă energia regenerabilă propusă, este eficientă energetic, sau nu, sensul este cel de a nu cheltui foarte mulși bani daca proectul nu este retabil.

Pe plan financiar RETScreen a contribuit până în 2013 la economia mondială ajutând investitorii pentru a nu investi în proiecte nerentabile, ajutând la economii de peste 4 miliarde $.

Un alt avantaj ce-l prezintă acest program este ca este implicat direct în lupta cu emisiile de gaze, potrivit studiilor dupa utilizarea programului s-au redus cu aproximativ 20 milioane de tone pe an’’[39]