Hrvatski hidropotencijali i male hidroelektrane - FESB
Hrvatski hidropotencijali i male hidroelektrane - FESB
Hrvatski hidropotencijali i male hidroelektrane - FESB
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Hrvatski</strong> <strong>hidropotencijali</strong><br />
i<br />
<strong>male</strong> <strong>hidroelektrane</strong><br />
Prof. dr. sc. Krešimir Franjić<br />
kresimir.franjic1@zg.t-com.hr<br />
com.hr<br />
Zagreb, veljača 2010.
Hidroenergetski potencijal<br />
• U Hrvatskoj je do sada sačinjena samo studija: Katastar malih vodnih snaga u SR<br />
Hrvatskoj u rujnu 1985. godine<br />
• Nisu obuhvaćene pozicije na većim rijekama za koje je pokazivao interes HEP<br />
• U studiji je obrađeno 130 malih vodotokova<br />
• Kriteriji za odabir pozicija su bili:<br />
• donja granica snage od 50 kW/km<br />
• gornja granica dužine derivacije 500 m<br />
• donja granica bruto proizvodnje energije od 175.000 kWh godišnje<br />
• Na ovaj način definirano je 698 pozicija na promatranim vodotokovima<br />
vima<br />
• Ukoliko se kao osnovni kriterij uzme raspoloživi geodetski pad i isti podijeli u<br />
razrede:<br />
• Pozicije s geodetskim padom < 3 m<br />
• Pozicije s geodetskim padom od 3 - 5 m<br />
• Pozicije s geodetskim padom od 5 -10 m<br />
• Pozicije s geodetskim padom od 10-20 m<br />
• Pozicije s geodetskim padom > 20 m<br />
onda se dobiva slijedeća tablica:
Geodetski pad<br />
Srednji<br />
pad<br />
Srednji<br />
protok<br />
Srednja<br />
snaga<br />
Ukupna<br />
snaga<br />
Broj<br />
pozicija<br />
Postotak<br />
m<br />
m<br />
m3/s<br />
kW<br />
kW<br />
kom<br />
%<br />
< 3<br />
1,645<br />
5,487<br />
86,721<br />
22980,99<br />
265<br />
38<br />
od 3 do 5<br />
4,047<br />
2,216<br />
125,543<br />
23727,57<br />
189<br />
27<br />
od 5 do 10<br />
7,268<br />
1,48<br />
182,065<br />
30040,69<br />
165<br />
23,7<br />
od 10 do 20<br />
14,193<br />
0,794<br />
255,387<br />
13024,76<br />
51<br />
7,3<br />
> 20<br />
38,17<br />
0,767<br />
759,211<br />
21257,9<br />
28<br />
4<br />
a rezutati studije su grafički prikazani na slijedećim grafičkim prikazima:
1000<br />
Pregled hidropotencijala pozicija na malim<br />
vodotokovima<br />
grafički prikaz prethodne tablice:<br />
Osnovni hidroenergetski parametri<br />
100<br />
6<br />
800<br />
Geodetski pad (m)<br />
10<br />
5<br />
700<br />
Efektivna snaga (kW)<br />
1<br />
0,1<br />
0,1 1 10 100<br />
Srednji protok (m3/s)<br />
Pregled snaga mHE u Hrvatskoj<br />
10000<br />
1000<br />
100<br />
Srednji p ro to k p o ra z re d im a (m 3/s)<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
Srednja snag a p o ra z re d im a (kW)<br />
0<br />
1,645 4,047 7,268 14,193 38,17<br />
0<br />
10<br />
0,1 1 10 100<br />
Srednja vrijednost geodetskog pada po razredima (m)<br />
Geodetski pad (m)
Godine 2007. osniva se pri Ministarstvu gospodarstva,<br />
rada i poduzetništva Registar projekata i postrojenja<br />
za korištenje obnovljivih izvora energije i kogeneracije<br />
te povleštenih proizvađača (Registar OIEKPP) i kojem<br />
je u ovom trenutku (31. 01. 2010.) upisano 72<br />
projekta s područja malih hidroelektrana.<br />
Autor ove prezentacije je učestvovao u izradi 63<br />
preliminarne analize za prijavu projekata u navedeni<br />
Registar, kojom prilikom je detaljno, kako teoretski,<br />
tako i na terenu, proučio pozicije za koje je tražen upis<br />
u Registar.<br />
Za većinu pozicija se raspolagalo sa stvarnim<br />
hidrološkim i geodetskim podlogama, a rezultati su<br />
prikazani u slijedećoj tablici. Ispod nje se nalazi prije<br />
spomenuta tablica temeljena na podacima iz 1985.<br />
godine, radi usporedbe.
Geodetski<br />
pad<br />
Srednji<br />
pad:<br />
Srednji<br />
protok:<br />
Srednja<br />
snaga:<br />
Ukupna<br />
snaga<br />
Broj<br />
pozicija<br />
Postotak<br />
m<br />
m<br />
m3/s<br />
kW<br />
kW<br />
kom<br />
%<br />
< 3<br />
1,887<br />
30,833<br />
471,4<br />
1414,2<br />
3<br />
5<br />
od 3 do 5<br />
3,546<br />
16,453<br />
332,8<br />
3328<br />
10<br />
16,3<br />
od 5 do 10<br />
6,838<br />
12,556<br />
760,1<br />
6080,8<br />
8<br />
13,1<br />
od 10 do 20<br />
13,16<br />
16,412<br />
1569,2<br />
23538<br />
15<br />
24,6<br />
> 20<br />
38,808<br />
11,85<br />
3267,5<br />
81687,5<br />
25<br />
41<br />
Iz analize se izostavlja Tisovac 1!<br />
Geodetski<br />
pad<br />
Srednji<br />
pad<br />
Srednji<br />
protok<br />
Srednja<br />
snaga<br />
Ukupna<br />
snaga<br />
Broj<br />
pozicija<br />
Postotak<br />
m<br />
m<br />
m3/s<br />
kW<br />
kW<br />
kom<br />
%<br />
< 3<br />
1,645<br />
5,487<br />
86,721<br />
22980,99<br />
265<br />
38<br />
od 3 do 5<br />
4,047<br />
2,216<br />
125,543<br />
23727,57<br />
189<br />
27<br />
od 5 do 10<br />
7,268<br />
1,48<br />
182,065<br />
30040,69<br />
165<br />
23,7<br />
od 10 do 20<br />
14,193<br />
0,794<br />
255,387<br />
13024,76<br />
51<br />
7,3<br />
> 20<br />
38,17<br />
0,767<br />
759,211<br />
21257,9<br />
28<br />
4
Postrojenja malih hidroelektrana<br />
A – brana i vodozahvat<br />
B – otvoreni derivacijski kanal<br />
(po izohipsi brijega)<br />
C – ulazni bazen s preljevom<br />
D – tlačni cjevovod<br />
E – strojarnica s rasklopištem<br />
F – uljev vode u stari vodotok<br />
G – mreža prema<br />
potrošačima
Derivacijske <strong>hidroelektrane</strong>:<br />
Hidroelektrana s otvorenim derivacijskim kanalom i tlačnim<br />
cijevovodom:<br />
Hidroelektrana s otvorenim derivacijskim kanalom:<br />
Hidroelektrana sa zatvorenim derivacijskim kanalom i tlačnim<br />
cjevovodom:
Pribranske <strong>hidroelektrane</strong>:
Vrste klasičnih vodnih turbina za<br />
<strong>male</strong> <strong>hidroelektrane</strong><br />
(s konstantnim brojem okretaja)
• Uzevši u obzir protoke i padove koji su na<br />
početku spomenuti, kao i snage koje treba<br />
očekivati od malih hidroelektrana kod nas, iz<br />
prethodne slike slijede turbine za primjenu na<br />
našim vodotocima:<br />
• - Kaplanove (propelerne) i cijevne turbine,<br />
- Ossbergerove i Cinkove turbine<br />
• Francisove turbine se mogu također koristiti,<br />
no u uvjetima malog pada loša im je osobina<br />
mali broj okretaja (pa je nužna višestupnjevita<br />
multiplikacija, što poskupljuje postrojenje a<br />
veliki su i gubici energije) i loša regulacijska<br />
svojstva, s obzirom na promjenjivost protoka<br />
kod malih vodotokova.
Kaplanove (propelerne) turbine
Cijevne turbine
Ossbergerova i Cinkova turbina
Način rada - iskoristivost
Korištenje pumpi kao vodnih turbina
Usporedba karakteristika pumpa - turbina
Vodne turbine s promjenjljivim<br />
brojem okretajaja<br />
Razvojem generatora frekvencije i generatora sinusoidalne forme izmjenične e struje<br />
velikih snaga, ostvarena je mogućnost rada hidrauličkih turbina s promjenjljivim<br />
brojem okretaja, čime je otpala potreba regulacije protoka (snage) zakretnim<br />
statorskim i rotorskim lopaticama. Time je znatno pojednostavljena na konstrukcija<br />
vodnih turbina.Uz turbinu se veže direktnom vezom generator s permanentnim<br />
magnetima.<br />
Zbog navedenih činjenica, regulacija i upravljanje hidroenergetskim rgetskim postrojenjima<br />
postaje jednostavnija, a postrojenja postaju jeftinija.<br />
Nova generacija turbina (a i ostalih elemenata) dovest će do proizvodnje jeftinije<br />
električne energije, a što je najvažnije, omogućiti će iskorištavanje preostalih (do<br />
sada neiskorištenih) prirodnih hidropotencijala. Tako se dolazi do skupnog naziva<br />
za ove turbine VLH (very low head) turbine.
Princip rada ovih turbina je:<br />
DIVE - TURBINE<br />
Ova konstrukcija vodno-turbinskih agregata po prvi puta omogućava smještaj strojarnice<br />
neovisno od položaja turbo-generatora!
Neke mogućnosti smještaja turbinskog<br />
agregata u VLH postrojenju:<br />
Klasična vertikalna Kaplanova turbina<br />
sifonskog tipa, s generatorom s<br />
konstantnim brojem okretaja<br />
Klasična cijevna turbina s generatorom s<br />
konstantnim brojem okretaja<br />
Nova VLH turbina s generatorom s<br />
promjenjljivim brojem okretaja
VLH - turbine<br />
Francuska firma MJ2 Technologies S.A.R.L. Razvila je gamu VLH V<br />
turbina, shematski<br />
prikazana na slijedećoj slici:
koje ugrađene u postrojenje izgledaju:
Matrix turbine<br />
Ideja za matrix turbina stara je više desetaka godina a nastala je u Americi, slijedom želje da<br />
se proizvede puno manjih jeftinih turbina koje bi se spojile u matricu m<br />
i uronile u vodu na<br />
mjestima raznih zapornica i sl. No problem je bio u održanju konstantnog broja okretaja u vrlo<br />
promjenjljivim strujnim uvjetima. Zbog toga je ta ideja čekala razvoj r<br />
frekventnih generatora,<br />
odnosno konvertora i tek u današnje dane zaživila. Shematski je ta ideja prikazana na<br />
slijedećim slikama:
Austrijska firma VA TECH HYDRO je otkupila stari američki patent p<br />
i razvila je poseban sustav<br />
malih hidroagregata kojeg ja patentirala pod nazivom HYDROMATRIX, , a jedna od varijanti je<br />
prikazana na slijedećoj slici:
Hvala na pažnji!
Change language