182152145-male-hidroelektrane-docx.docx

Male hidroelektrane Male hidrocentrale podrazumevaju centrale do 10MW koje mogu biti jako ekološki podobne, da ne ugrožavaju ekosisteme, kretanje riba i da ne manjaju izgled predela. Pretpostavlja se efikasnost oko 80% za male hidroelektrane, a potencijal izgradnje malih hidroelektrana je oko 3% ukupne energije dobijene iz obnovljivih izvora. Osnovni koncept rada:

Voda se kroz cevovod vodi do turbine gde se kinetička energija kretanja vode pretvara u mehaničku energiju okretanja turbine. Osovina turbine je mehanički vezana sa rotoraom genreatora i na taj način turbina mehaničku energiju predaje generatoru, tačnije rotoru generatora. U generatoru se mehanička energija okretanja rotora pretvara u električnu energiju u namotajim statora. Elektromotorna sila dobijana na namotajima statora genertora se u transformatoru transformiše na željeni naponski nivo pogodan za prenos električne energije. Voda koja se kroz cevovod vodi do turbine dalje se vraća u reku. Tipovi malih hidroelektrana S obzirom na tip mreže male hidroelektrane se dele: -

Centralna elektroenergetska mreža

-

Izolovana ili „off-grid“ mreža

- Za vlastite potrebe ili tačno određenu namenu (npr. fabriku cementa) Prema tipu regulacije male hidroelektrane se dele: Protočna (one su manje snage i snaga varira sa protokom)

-

- Protočna s malim bazenom (bazen pokriva dnevnu vršnu potrošnju) Akumulaciona (veće snage, poplavljeno veće područje)

-

- Crpno akumulaciona (koristi energiju mreže, kada je mreža manje opterećena za pumpanje vode. Ona je ne tako ćesto i sa malim snagama.) Prednosti malih hidroelektrana - Obnovljivi izvor el. energije, nema emisije štetnih gasova u okolinu, smanjuje potrošnju fosilnih goriva -

Kontrola plavljenja i toka

- Sigurnije i pouzdanije snabdevanje električnom energijom, mali pogonski troškovi, prosečna stabilnost -

Pogodne za napajanje udaljenih izolovanih područja

-

Pozitivan uticaj na region (zapošljavanje ljudi i sl.)

Nedostaci malih hidroelektrana -

Povređivanje i migracije riba, uticaj na neposredni biosastav

-

Buka i vibracija, vizuelno narušavanje okoline

- Nestalan protok: varijacije toka i mala akumulacija – osnovni problemi pri radu u elektroenergetskom sistemu -

Visoki početni investicioni troškovi

Određivanje protoka i pada. Procena snage i energije male hidroelektrane.

Bitni pojmovi pri proceni snage i energije MHE su: -

Rečno područje, odnosno slivno područje

-

Protok (brzina protoka)

-

Pad

Osnovni hidrološki podaci potrebni za planiranje male hidroelektrane: - Srednji dnevni (ili sedmični, mesečni) protoci na zahvatu vode za duži period (oko 20, 30, 40 godina). Ovi podaci su retko kada dostupni. - Vrlo često se koriste indirektni postupci (Ovi postupci se sastoje od prebacivanja podataka dovoljno dugog perioda merenja (>=20 godina) iz drugog slivnog područja na kojem postoji merna stanica. Slivno područje potencijalne hidroelektrane i slivno područje s mernom stanicom protoka trebali bi biti locirani u istoj regiji, na sličnom području, sa sličnom geološkom konfiguracijom terena, sa sličnim ponašanjem hidrologije – ovde se misli na slične količine srednjih godišnjih padavina.)

Procena energije na primeru protočne hidroelektrane Potrebni podaci za ovu procenu su: -

Kriva trajanja protoka

-

Maksimalni i minimalni protok turbine (određen krivom turbine)

-

Biološki minimum

-

Gubici u cevovodu zbog pada

-

Krive efikasnosti turbine i električne opreme

Kriva trajanja protoka:

Određivanje pada:

Hb – bruto pad u metrima L – gubici u kanalu i cevovodu u metrima H=Hb-L - neto pad u metrima Q – brzina protoka u m2/s

Proračun snage hidroelektrane Pb=ρgQHb – bruto snaga u W ρ – gustina (1000kg/m3)

g – gravitacija (9,81m/s2) Q – brzina protoka Hb – bruto pad u metrima Pav=ρgQH – snaga na turbini u W H – neto pad u metrima Pt=ηtρgQH – izlazna snag aturbine u W Ƞt – stepen iskorišćenja turbine (0< Ƞt<1) Pe= ȠeȠtρgQH – izlazna električna snaga u W Ƞe - stepen iskorišćenja generatora i transformatora (0< Ƞe<1) Ako sa Ƞ obeležimo stepen iskorišćenja elektrane koji je jednak Ƞ= Ƞt x Ƞe onda se može napisati konačan izraz za snagu hidroelektrane u kW: P= ȠgQH Električna energija koju može proizvesti za godinu dana u je: E=Pxt E=Px24h/danx365dana/godini (kwh godišnje)