Micro Hydropower Status And Prospects.docx

Micro-hydropower: status and prospects Abstrak : Hydropower dalam skala kecil , atau mikro - hidro , adalah salah satu energi yang paling hemat biaya teknologi untuk dipertimbangkan untuk pedesaan kasi listrik yang di negara-negara kurang berkembang . Hal ini juga utama prospek untuk pengembangan hidro masa depan di Eropa , di mana peluang skala besar baik telah dieksploitasi sudah atau akan sekarang dianggap tidak dapat diterima lingkungan . Sedangkan skema hidro besar sering melibatkan pembangunan bendungan utama dan banjir yang seluruh lembah , mikro hidro adalah salah satu teknologi energi yang paling lingkungan jinak yang tersedia . Teknologi ini sangat kuat dan sistem bisa bertahan selama 50 tahun atau lebih dengan sedikit perawatan .

1. PERKENALAN PLTA adalah bentuk lain dari energi surya . Dari Matahari radiasi yang memasuki atmosfer bumi , dikonversi menjadi panas langsung di permukaan bumi , adalah kembali ected kembali ke angkasa , Inilah energi matahari , diubah menjadi panas dan menjadi penguapan air , yang kekuatan siklus hidrologi. listrik biasanya berhubungan dengan gedung bendungan besar . Pada abad ke-20 , ratusan besar hambatan beton , batu dan bumi ditempatkan di seberang sungai lembah di seluruh dunia untuk membuat danau arti resmi besar . sementara mereka membuat besar , power supply yang dapat diandalkan , ditambah irigasi dan ts bene kontrol banjir , bendungan tentu daerah yang luas banjir dari tanah yang subur dan menggantikan ribuan penduduk setempat . Dalam banyak kasus , cepat pendangkalan hingga bendungan telah mengurangi Produktivitas

2.POTENSI GLOBAL Pembangkit listrik tenaga air, besar dan kecil, yang paling penting adalah 'energi terbarukan' untuk produksi listrik. Dunia Hydropower Atlas 2000, yang diterbitkan oleh International Jurnal PLTA dan Bendungan, melaporkan bahwa di dunia teknis layak potensi hidro diperkirakan 14 370TWh = tahun, yang setara dengan 100 persen dari hari ini kebutuhan listrik global. Proporsi layak secara ekonomi ini saat ini dianggap 8080TWh. Potensi tenaga air dimanfaatkan pada tahun 1999 adalah 2650TWh, memberikan 19 persen dari planet itu listrik dari kapasitas terpasang 674GW. Baru Kapasitas hidro, 135GW diharapkan akan ditugaskan di periode 2001 2010. Semua energi terbarukan lainnya digabungkan tersedia kurang dari 2 persen dari konsumsi global. Sebagai diilustrasikan pada Gambar. 1, Amerika Utara dan Eropa memiliki dikembangkan sebagian besar potensi ekonomi mereka, tetapi besar sumber daya tetap berada di Asia, Afrika dan Amerika Selatan. Air kecil (<10mW) saat ini memberikan kontribusi lebih 40GW kapasitas dunia. Global Potensi kecil hidro diyakini lebih dari 100GW. China sendiri memiliki mengembangkan lebih dari 15GW dan berencana untuk mengembangkan lebih lanjut 10GW dalam dekade berikutnya.

3. PRINSIP MICRO - HYDRO Hydro - turbin mengubah tekanan air menjadi poros mekanik listrik , yang dapat digunakan untuk menggerakkan generator listrik atau mesin lainnya . Daya yang tersedia sebanding dengan produk kepala tekanan dan volume owrate . umum rumus untuk output daya setiap sistem hidro adalah

Dimana

P adalah daya themechanical diproduksi di poros turbin ( watt ) , η adalah ef siensi hidrolik turbin , adalah kepadatan volume air ( kg = m3 ) ,

g adalah percepatan karena gravitasi ( m = s2 ) , Q adalah rate melewati turbin ( m3 = s ) dan

H adalah kepala tekanan efektif air di turbin ( m ) . Turbin terbaik dapat memiliki defisiensi ef hidrolik di berkisar dari 80 sampai lebih dari 90 persen ( lebih tinggi daripada kebanyakan lainnya penggerak utama ) . Sistem mikro hidro cenderung dalam kisaran 60-80 persen ef efisien .

4.TURBIN 4.1 kecepatan Turbin Pemilihan turbin terbaik untuk setiap situs hidro tertentu tergantung pada kepala dan tersedia . Seleksi juga tergantung pada kecepatan berjalan yang diinginkan dari generator atau perangkat lain memuat turbin . Setiap turbin memiliki numerik nilai yang terkait dengan itu disebut ' spesi k speed ' yang ciri kinerjanya . Kecepatan tertentu c menghubungkan output daya dari turbin dengan kecepatan berjalan dan kepala di atasnya :

di mana kecepatan nturbine ( r = min ) Daya Pshaft ( kW ) Hpressure kepala di turbin ( m ) Kecepatan yang spesifik tidak tergantung pada ukuran turbin .Turbin identik dengan ukuran yang berbeda memiliki spesifik yang sama kecepatan . Jika kepala dan daya output dikenal itu kemudian mungkin untuk menghitung nilai Ns yang akan memberikan sesuai n kecepatan turbin . Produsen turbin akan biasanya menyediakan c kecepatan tertentu dari masing-masing mereka mesin sebagai bagian dari informasi produk .

4.2 Klasifikasi Turbin dapat diklasifikasikan kepala sebagai tinggi, sedang kepala atau kepala rendah mesin , seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1. Namun , ini relatif terhadap ukuran mesin : apa yang kepala rendah untuk turbin besar dapat kepala tinggi untuk turbin kecil . untuk Misalnya , turbin Pelton dapat digunakan di kepala 50m dengan 10 sistem kW tetapi akan membutuhkan kepala minimal 150 mdipertimbangkan untuk sistem 1MW .

turbin juga dibagi dengan prinsip operasi mereka dan dapat turbin baik dorongan atau reaksi . Rotor dari turbin reaksi sepenuhnya tenggelam dalam air dan tertutup dalam casing tekanan . Pisau pelari yang pro dipimpin sehingga perbedaan tekanan di antara mereka memaksakan kekuatan angkat, mirip dengan yang di sayap pesawat , yang menyebabkan pelari untuk memutar . Sebaliknya , pelari turbin impuls beroperasi di udara , didorong oleh jet ( jet atau ) air , dan air tetap pada tekanan atmosfer sebelum dan setelah melakukan kontak dengan pisau pelari .

4.3 Turbin Impulse Ada tiga jenis utama dari turbin impuls digunakan: thePelton, yang Turgo dan salib (yang terakhir ini juga dikenal sebagai turbin Banki). Pelton turbin (Gambar. 4) terdiri dari roda dengan serangkaian ember split set di sekitar lingkaran tersebut; jet kecepatan tinggi air diarahkan tangensial pada roda. Hits jet setiap kotak dan terbelah dua, sehingga setiap setengah diaktifkan dan de ected kembali hampir 180. Hampir semua energi air masuk ke mendorong ember dan air tercermin de jatuh ke saluran pembuangan di bawah ini. The Turgo turbin (Gambar. 5) mirip dengan Pelton tapi jet dirancang untuk menyerang pesawat dari pelari pada sudut (Biasanya 20) sehingga air memasuki pelari di satu sisi dan keluar di sisi lain. Oleh karena itu ow-tingkat tidak terbatas oleh uid habis mengganggu jet masuk sebagai halnya dengan turbin Pelton). Sebagai akibatnya, Turgo turbin dapat memiliki pelari diameter lebih kecil dari Pelton untuk kekuatan setara. Salib turbin (Gambar. 6) memiliki rotor drum seperti dengan disk solid di setiap akhir dan selokan berbentuk 'bilah' bergabung dengan dua cakram. Sebuah jet air memasuki bagian atas rotor melalui pisau melengkung, muncul di sisi yang jauh dari rotor dengan melewati pisau untuk kedua kalinya. Bentuk pisau adalah sedemikian rupa sehingga pada setiap perjalanan melalui pinggiran

4.4 Turbin Reaksi Turbin reaksi memanfaatkan mendekat air untuk menghasilkan kekuatan angkat hidrodinamik untuk mendorong pelari pisau . Mereka dibedakan dari jenis impuls oleh memiliki pelari yang selalu berfungsi dalam sepenuhnya casing lled -air . Semua turbin reaksi memiliki diffuser dikenal sebagai ' draft tube ' di bawah pelari yang dilalui pembuangan air . Draft tube memperlambat air habis dan mengurangi tekanan statis di bawah pelari dan dengan demikian meningkatkan kepala yang efektif . Dua jenis utama dari reaksi turbin baling-baling ( dengan Kaplan varian ) dan Francis turbin .

Turbin Propeller tipe (Gambar. 7) mirip pada prinsipnya untuk baling-baling kapal, tetapi beroperasi dalam mode terbalik.Berbagai gurations con turbin baling-baling yang ada; kunci Fitur adalah bahwa untuk kebaikan ef siensi air harus diberikan beberapa pusaran sebelum memasuki runner turbin. Dengan desain yang baik pusaran yang diserap oleh pelari dan air yang muncul mengalir langsung ke draft tube dengan sedikit momentum sudut residual. Metode untuk menambahkan inlet swirl termasuk penggunaan satu set panduan baling-baling yang tetap dipasang hulu runner dengan air spiral ke pelari melalui mereka. Cara lain adalah dengan membentuk 'shell siput' perumahan bagi pelari di mana air masuk tangensial dan dipaksa untuk spiral ke pelari. Ketika panduan balingbaling yang digunakan, ini sering disesuaikan sehingga dapat memvariasikan mengaku pelari. Dalam beberapa kasus pisau dari pelari juga dapat disesuaikan, dalam hal turbin adalah disebut Kaplan. Mekanisme untuk menyesuaikan bilah turbin dan panduan baling-baling dapat mahal dan cenderung lebih terjangkau untuk sistem yang besar, tetapi dapat sangat meningkatkan ef siensi melalui berbagai mengalir. Francis turbin ( Gambar . 8 ) pada dasarnya adalah sebuah bentuk modifed turbin baling-baling di mana air mengalir ke dalam radial ke pelari dan dihidupkan muncul aksial . Pelari adalah paling sering dipasang dalam casing spiral dengan intern panduan disesuaikan baling-baling . Turbin reaksi membutuhkan fabrikasi yang lebih canggih dari turbin impuls karena melibatkan penggunaan lebih pisau dipimpin rumit pro bersama-sama dengan hati-hati . Oleh karena kendala fabrikasi membuat ini turbin kurang menarik untuk digunakan dalam mikro - hidro dalam mengembangkan negara . Namun demikian , karena situs head rendah jauh lebih banyak dan lebih dekat ke tempat daya yang diperlukan , pekerjaan yang dilakukan untuk mengembangkan mesin baling-baling yang sederhana untuk membangun

4 4,5 Defisiensi Relatif Faktor signifikan dalam perbandingan turbin yang berbeda jenis adalah ef relatif mereka defisiensi baik pada titik desain mereka

5 MENGEMBANGKAN INISIATIF NEGARA Mikro hidro menawarkan salah satu energi yang paling menjanjikan sumber daya untuk pembangunan berkelanjutan jangka panjang di daerah pedesaan daerah dari banyak negara-negara miskin di dunia. Akan Tetapi, dengan beberapa pengecualian, kemajuan sampai saat ini mengecewakan relatif baik potensi dan kebutuhan. Rendah biaya sistem mikro-hidro dikembangkan dan diuji di Nepal (lihat Gambar. 10) dari pertengahan 1970-an dan seterusnya, dengan pendanaan jangka panjang dari bantuan terutama Swiss dan Jerman program. Desain ed penyederhanaan cross dan Pelton turbin dipindahkan ke produsen lokal dan lokakarya dan teknologi itu segera juga diadopsi di Sri Lanka, Peru dan Indonesia pada khususnya. Secara paralel, ELCs dikembangkan di Inggris dan dipindahkan ke ini negara di awal 1980-an. ELCs adalah biaya-rendah berarti berjalan off-grid turbin pada kecepatan yang tetap sehingga untuk menjamin 50 generasi Hz terlepas dari kenaikan atau penurunan beban. ELCs sangat meningkatkan keandalan dan keberlanjutan proyek mikro hidro. Berikut keuntungan yang bisa di ambil : ( a) lebih toleran pasir dan partikel lainnya di dalam air ; ( b ) akses yang lebih baik ke bagian kerja; ( c ) tidak ada segel tekanan atau kelenjar di sekitar poros ; ( d ) lebih mudah untuk membuat dan memelihara ; ( e ) paruh lebih efisien .

6 Biaya Gambar 13 menggambarkan bahwa diinstal biaya mini- hydro listrik yang proyek kation cenderung dalam kisaran $ 2500-3000 = kW untuk skema yang lebih besar . Pada akhir lebih kecil dari spektrum ( < 500 kW ) , biaya dapat bervariasi tergantung pada situs dan negara yang terlibat dan dapat melebihi $ 10 000 = kW . Namun , biaya dapat diminimalkan dengan menggunakan adat keahlian dan teknologi , jika tersedia , sehingga biaya di bawah $ 1.000 = kW dapat dicapai

7 PERKEMBANGAN MASA DEPAN Meskipun produsen benar membanggakan diri dalam tinggi efsiensi dan kualitas turbin mereka, ini tidak relevan jika mesin yang terjangkau. Dalam analisis, itu adalah energi yang disampaikan versus biaya investasi yang adalah kunciparameter. Banyak upaya teknis untuk mengembangkan mikro hidro di Oleh karena itu, akhir-akhir ini telah difokuskan pada langkah-langkah untuk meningkatkan efektivitas biaya teknologi. Untuk tujuan ini,

perkembangan menjanjikan, yang hanya dapat diringkas: 1. Standardisasi. Ini melibatkan bergerak menjauh dari merancang sistem baru untuk setiap situs dengan menawarkan ukuran standar turbin, yang berbagi komponen sedapat mungkin 2. Penggunaan Inovatif pekerjaan sipil yang ada. Desain yang marak yang menghindari banyak konstruksi sipil biaya dengan cerdik memanfaatkan pekerjaan sipil sudah tempat di struktur sungai yang ada, misalnya turbin Siphonic desain. operasi 3.Variabel-kecepatan turbin kepala rendah. Baru-baru perkembangan elektronika daya memungkinkan turbin dan Generator untuk dijalankan pada kecepatan yang berbeda-beda (bukan kecepatan sinkron yang dibutuhkan untuk menghasilkan listrik standar 50 Hz a.c.). Hal ini memungkinkan baling-baling sederhana turbin yang akan digunakan sebagai pengganti Kaplans. 4. Kontrol Elektronik dan telemetri. Ini memungkinkan tanpa pengawasan operasi hidro-tanaman. 5. Submersible turbo-generator. Ini berjalan biasanya sebagai 'Bola' turbin propeller dengan generator terendam dan disegel di ow. Hal ini dapat menghilangkan kebutuhan untuk gardu listrik. 6. bahan baru. Plastik, bahan anti-korosi baru, dll, menawarkan kemungkinan biaya lebih efektif turbin, pipa penstock, bantalan, segel, dll Optimasi 7. Komputer sistem kecil. Izin ini lebih akurat dan ukuran rasional sistem untuk memaksimalkan laba keuangan dari sebuah situs (bukan memaksimalkan menangkap energi). 8. Dalam atableweirs.Water- diisi puncak rubberweir sedang digunakan untuk menaikkan kepala yang tersedia di situs head rendah; ta men dapat de makan untuk memungkinkan air banjir untuk melewatinya. 9. turbin Inovatif. Berbagai jenis novel turbin, atau modi kation untuk jenis yang ada, telah diuji coba, dan pekerjaan signifikan telah dilakukan menggunakan diproduksi secara massal pompa berjalan mundur sebagai turbin. 10 Simplikasi dan perbaikan trashracks. Inovasi seperti trashracks membersihkan diri atau ushing diri intake sedang dikembangkan untuk mengurangi masalah layar asupan menjadi tersumbat dengan puing-puing. 11. Peningkatan teknik untuk menghindari gangguan atau kerusakan. Mungkin keberatan paling umum untuk hydro baru sistem adalah bahwa mereka dapat membahayakan sh. Bentuk Novel sh tangga dan skrining fisik atau ultrasonik janji solusi yang lebih efektif biaya.

8 KESIMPULAN Singkatnya, keuntungan utama dari mikro-hidro adalah sebagai berikut: 1. Ini adalah sumber daya energi yang jauh lebih terkonsentrasi daripada baik angin atau tenaga surya. 2. Energi yang tersedia adalah mudah diprediksi. 3. Kekuatan biasanya terus menerus tersedia sesuai permintaan. 4. Tidak ada bahan bakar dan hanya pemeliharaan terbatas diperlukan. 5. Ini adalah teknologi tahan lama. 6. Hal ini hampir tidak ada dampak lingkungan. kekurangan utama adalah sebagai berikut: 1. Ini adalah situs-spesifik teknologi c; situs yang baik baik cocok untuk yang memanfaatkan tenaga air dan dekat dengan Lokasi di mana kekuasaan dapat dimanfaatkan tidak semua yang umum. 2. Selalu ada output daya yang berguna maksimum yang tersedia dari situs PLTA tertentu, yang membatasi tingkat ekspansi kegiatan yang memanfaatkan kekuasaan. 3. Sungai mengalir sering bervariasi dengan musim, terutama di mana ada hujan-jenis iklim, dan ini dapat membatasi output daya rm ke cukup kecil sebagian kecil dari output puncak mungkin. 4. Ada dapat TIK con dengan kepentingan perikanan pada skema kepala rendah dan dengan kebutuhan irigasi di kepala tinggi skema. 5. Kurangnya keakraban dengan teknologi dan bagaimana menerapkan menghambat eksploitasi sumber air dari dalam. Namun, di mana sumber daya tenaga air ada , pengalaman telah menunjukkan bahwa tidak ada lagi biaya - efektif , dapat diandalkan dan berarti ramah lingkungan berupa penyediaan tenaga dari sistem pembangkit listrik tenaga air . Ada banyak perbukitan atau pegunungan wilayah di dunia di mana grid mungkin akan pernah mencapai , tetapi yang memiliki sumber daya memadai suf hidro untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan industri rumahan dasar lokal populasi . Namun, potensi ini dapat diwujudkan akan memerlukan upaya signifikan dan sumber daya yang dialokasikan arah : ( a) transfer teknologi turbin yang tepat untuk lokal produsen ; ( b ) membiayai pinjaman untuk pemilik situs dan pengembang ; ( c ) dukungan teknis untuk para pengembang ; ( d ) pelatihan dalam operasi , pemeliharaan , perbaikan dan bisnis manajemen . Hal ini telah berhasil dicapai dalam beberapa dipilih negara . Kesempatan jauh lebih besar

REFERENCES 1 International Journal of Hydropower and Dams: World Atlas 2000, 2000 (Aquamedia Publications, Sutton). 2 Fraenkel, P., Paish, O., Bokalders, V., Harvey, A., Brown, A. and Edwards, R. Micro-Hydro Power: A Guide for Development Workers, 1999 (IT Publications, London). 3 Fulford, S., Mosley, P. and Gill, A. Recommendationson the use of micro-hydropower in rural development.J. Int. Dev., 2000, 12, 975–983. 4 The EU–China Small Hydro Industry Guide, 1999 (IT Power, Chineham). 5 Paish, O. Making micro-hydro pay: economic issues and international experience. In InternationalConference on Small Hydro Power Systems, New Delhi, India, March 1997 (British Council).