4 Luminita Georgeta Popescu

8/18/2019 4 Luminita Georgeta Popescu

http://slidepdf.com/reader/full/4-luminita-georgeta-popescu 1/15

Analele Universităţ ii “Constantin Brâncuşi” din Târgu Jiu, Seria Inginerie, Nr. 1/2011

Annals of the „Constantin Brâncuşi” University of Târgu Jiu, Engineering Series, Issue 1/2011

39

POSIBILITĂŢI DE PRODUCERE

A ENERGIEI DIN SURSEREGENERABILE ÎN CARIERA

ROŞIALuminiţa Georgeta Popescu,

Facultatea de Inginerie, Universitatea„Constantin Brâncu şi” din Tg - Jiu,Strada Geneva nr. 3, Tg-Jiu, Gorj,

România

REZUMAT: Aceast ă lucrare prezint ă posibilitatea dea produce energie din surse regenerabile în Cariera

Ro şia. Cariera Ro şia este cea mai mare şi cea mai

performant ă carier ă din bazinul minister al Olteniei. Înaceast ă carier ă , lunar sunt evacuate cantit ăţ i foarte mari deapă prin lucr ări şi echipamente specifice. Aceste cantit ăţ i auvalori aproximativ constante, în jur de 1.250.000 m3 /lună. Având în vedere aceste cantit ăţ i mari de apă evacuat ă problema ce trebuie rezolvat ă este ca prin amenajări specifice nu foarte complexe să putem produce energieelectrică verde. Un alt motiv îl constituie bonusurileacordate producătorilor de energie verde în conformitate cu Legea nr. 139/2010 pentru modificarea şi completarea Legiinr. 220/2008 pentru stabilirea sistemului de promovare a producerii de energie din surse regenerabile, în acord cucare, pentru fiecare 1 MWh produs şi livrat în centralehidroelectrice noi cu puterea instalat ă mai mică de 10 MWh

producătorul prime şte 3 certificate verzi.Un certificat verde este un document care atest ă cantitatea de 1 MWh de energie produsă din surseregenerabile (valoarea minimă a acestor certificate este de27 EUR, iar valoarea maximă este de 55 EUR).

CUVINTE CHEIE: energie regenerabil ă , bayin decolectare a apei, microhidrocentral ă , poten ţ ialhidroenergetic.

1.

INTRODUCEREEnergia este un factor crucial în ceea ce priveşte competitivitatea în orice economie pentru potenţialul său de creştere şi protecţiamediului [1]. Într-o economie din ce în ce maiglobalizată, strategia energetică a unei ţări nu

poate exclude contextul evoluţiilor care auloc în lumea de astăzi. În structura actuală a

piaţei mondiale a energiei, cererea totală esteestimată la nivelul de 2030, care urmează să fie aproape 50% mai mare decât în 2003, care

pune în pericol viitorul existenţial al omeniriiîn sine. Ne referim la epuizare sau scăderea

POSSIBILITIES OF PRODUCINGENERGY FROM RENEWABLESOURCES IN ROŞIA CAREER

Luminiţa Georgeta Popescu, Faculty of Engineering, “Constantin

Brâncu şi” University of Tg-Jiu, 3Street Geneva, Tg-Jiu, Gorj, Romania

ABSTRACT: This paper presents the possibility to produce energy from renewable sources in Rosiacareer. Rosia career is the biggest surface mining oflignite from the mining basin of Oltenia. In this careermonthly are evacuated very big quantities of waterthrough some specific works and equipments. Thosequantities have values approximately constant of about1.250.000 m3 /month. Considering those big quantitiesof water discharged, the problem is to use them,through not very complicated hydraulic improvements,in order to produce energy from renewable sources.

Another reason to responde to this challenge is the Law no. 139/2010 regarding to modify and completethe Law no. 220/2008 for the establishment the systemof promoting the production of energy from renewableenergy sources, according to that, for every 1 MWh

produced and delivered, in hydroelectric plant withinstalled powers of at most 10 MW new, the producerreceives 3 green certificates.

A green certificate is a document which shows a quantity of 1MWh of electricity produced byrenewable sources of energy (the minimum value of acertificate is 27 EUR, and the maximum value is 55

EUR).

KEY WORDS: renewable energy, water storagebasin, micro hydroelectric power plant, hydropower

potential.

1.

INTRODUCTIONEnergy is a crucial issue regarding thecompetitiveness of any economy, its potentialfor growth, and the environment protection[1].

In a more and more globalize economy,the energetic strategy of a country cannotexclude the context of evolutions occurring intoday’s world. In the current structure of theworld energy market, the total demand isestimated at the level of 2030, to be almost

50% higher than in 2003, which jeopardizes





40

drastică a resurselor exploatabile în domeniulresurselor neregenerabile: cererea de petroleste estimat să crească - bazat pe ritmurileactuale de consum - cu 46%, în condiţiile încare anumite rezerve de petrol pot susţine un

nivel actual de consum până în 2040, în cazulde gaze naturale, rezervele sunt suficientedoar până la 2070; în cazul rezervelor decărbune orizontul de timp este încurajator -200 de ani, chiar şi în condiţiile creşteriinivelului de exploatare.

Mai greu de suportat este “şoculviitorului” dacă luăm în considerare ritmul de

producere a energiei din resurse naturale,generate de ritmul accelerat de creştereeconomică [2].

Totalul rezervelor de cărbune dinRomânia sunt reprezentate de aproximativ 1gigatonnă de huilă şi 3 gigatone de cărbune

brun şi lignit şi sunt suficiente pentru aacoperi nevoile de generare de energieelectrică de 70 de ani [3].

the existential future of humankind itself. Weare referring to the exhaustion or drasticdecrease of exploitable resources in the fieldof non-renewable resources: the oil demand isestimated to grow – based on the current

consumption rhythms – by 46%, under thecircumstances in which the certain oilreserves can support a current level ofconsumption until 2040; in the case of naturalgases, reserves are enough only until 2070; inthe case of pitcoal reserves the time horizonis encouraging – 200 years, even in theconditions of exploitation level increase.More difficult to bear is the “shock of future”if we consider the increased calculations ofenergy producing natural resources,

generated by the accelerated rhythms ofeconomic growth [2].

The total coal reserves of Romania amountto aproximately 1 gigatonne of hard coal and3 gigatonnes of brown coal and lignite andare sufficient to cover power generationneeds for 70 years. More than the Romaniancoal reserves are in the Oltenia Region figure1 - and could be efficient exploited in open

pits [3].

Fig. 1. Localizarea regiunii Oltenia

2.

POTENŢIALUL HIDROLOGICÎN PERIMETRUL ROŞIA JIU

O parte din perimetrul Roşia Jiu estesituată în teritoriul administrative al comuneiFărcăşeşti iar restul se află pe teritoriuladministrativ al oraşului Rovinari, la 25 dekilometri sud de Târgu Jiu, judeţul Gorj,România.

Pentru exploatarea în condiţii desiguranţă a zăcămîntului de lignit din

Fig. 1. Location of Oltenia region

2. HYDROLOGICAL POTENTIALOF THE PERIMETER OF THE JIU The perimeter Rosia de Jiu is situated onthe administrative territory of villageFarcasesti and the rest of it is situated on theadministrative territory of the town Rovinari,at 25 kilometers south of Targu-Jiu, Gorjcounty, Romania.

In order to operate safely the lignitedeposits from the perimeter Rosia de Jiu, in





41

perimetrul Roşia de Jiu, în orizonturileacvifere superioare stratului VII de delignit s-a aplicat o metodă de asecare

preliminar ă printr-un sistem de 10 linii deforaje. Lucr ările de drenare a orizonturilor

acvifere din perimetrul Roşia de Jiu auînceput în anul 1969 cu foraje de drenare demare diametru amplasate pe conturul carierei,echipate cu pompe submersibile [4].

Apele provenite din procesul de eliberarea tensiunii orizontului acvifer arteziene şi dedrenare a celorlalte orizonturi acvifere suntcolectate în bazine de colectare - Fig. 2(jompuri) şi evacuate din carier ă prinintermediul a 18 staţii de mare pompare demare capacitate.

the superior aquifers horizons of the VIIlignite layer was applied a preliminarymethod of dewatering through a system of 10lines of drilling. The drainage works of theaquifer horizons in the perimeter Rosia de Jiu

started in 1969 with large diameter drainagedrillings placed on the career’s edge, equipped with submersible pumps [4].

The waters coming from the process oftension release of the artesian aquifer horizonand from the dewatering of the other aquiferhorizons are collected in storage basins – Fig.2 (sumps) and evacuated from the careerthrough 18 high capacity pump stations.

Fig. 2. Vedere general ă sitem colectare – sta ţ ie pompe

Pe baza factorilor naturali (morfologici,geologici, petrografici, stratigrafici,

structurali, geotehnici, hidrogeologici),zăcământul de lignit din perimetrul Roşia deJiu a fost încadrat în clasa a II-a decomplexitate geologică [5].

Drenarea orizonturilor acvifere

freatice din cariera Roşia de Jiu s-a realizat prin 10 linii de drenare paralele cu frontul deavansare în carier ă. Aceste linii de drenare aufost completate cu 20 de foraje care au drenatindividual numai orizontul acvifer freatic.

Având în vedere calculele hidrodinamice

privind dimensionarea schemei de asecare aorizontului acvifer freatic au fost

Fig.2. General view of catchments ofwater – pump station system

Based on natural factors (morphological,geological, petrographic, stratigraphic,

structural, geotechnical, hydrogeological) thelignite deposit of the perimeter Rosia de Jiuwas classified as class II of geologicalcomplexity [5].The drainage of groundwater aquifers fromthe career Rosia de Jiu was achieved with 10lines of drainage parallel to the front ofadvance in career. These drainage lines werecompleted with 20 drillings which drainedindividually only the groundwater aquifer.

Considering the hydrodynamic calculations

about the sizing of the irrigation scheme ofthe groundwater aquifer were dimensioned 10

Sump

Pumps





42

dimensionate 10 foraje de drenare amplasate pe conturul exterior al carierei pe unaliniament de cca 1000 m începând din zonanodului de distribuţie cu extindere până înalbia veche a râului Jiu. Lungimea medie a

acestor foraje este de 24 m situate la odistanţă de 100m.Evacuarea apelor din forajele de drenare a

orizontului acvifer freatic este prevăzută a serealiza printr-o conductă de colectare cătrecanalul betonat.

Din analiza condiţiilor geologice şihidrogeologice a zăcământului de lignit din

perimetrul carierei Roşia de Jiu a rezultat că exploatarea stratului V este condiţionată dedetensionarea orizontului acvifer artezian

sub limita presiunii admisibile suportată deecranul protector din culcuşul acestui strat.

Calculele hidrodinamice pentru stabilireaecuaţiilor de denivelare şi dimensionareaschemei de drenaj au stabilit necesitateaexecutării a 15 foraje de detensionareamplasate pe 3 aliniamente de drenare

paralele cu liniile tehnologice de excavare.Distanţa între aliniamente este de 140m,forajele fiind situate la o distanţă de 167 m pealiniament.

Pentru verificarea procesului dedetensionare a orizontului acvifer artezian aufost prevăzute două foraje amplasate petaluzele definitive Nord şi Sud la adâncimi de67,05m respectiv 83,93m.

Pentru drenarea orizontului acvifer dincomplexul productiv în urma calculelorefectuate a rezultat un număr de 31 de forajeamplasate pe două aliniamente.Din lucr ările de drenaj şi detensionare

prezentate mai sus, se evacuează cantităţiimportante de apă. Astfel, la nivelul anului2010, volumele de apă evacuate din CarieraRoşia au valorile prezentate în tabelul 1 [5].

drainage drillings located on the outercontour of the career on an alignment ofabout 1000 meters starting from thedistribution node zone and extending to theold riverbed of the river Jiu. The average

length of these drillings is 24 meters situatedat a distance of 100 meters.The evacuation of the water from the

draining drillings of the groundwater aquiferis expected to be realized through a gathering

pipeline to the concreted canal.The analysis of geological and hydro

geological conditions of the lignite depositfrom the perimeter of the career Rosia de Jiushowed that the exploitation of the V layer isconditioned by the tension release of the

artesian aquifer below the allowable pressuresupported by the protector screen from thefloor of the seam.

The hydrodynamic calculations done toestablish the oscillation of level and sizingequations have established the necessity toexecute 15 drillings for tension release,located on 3 drainage alignments parallel tothe excavation technological lines. Thedistance between the alignments is 140meters, the drillings being situated at adistance of 167 meters on the alignment.

In order to check the process of tensionrelease of the artesian aquifer were providedtwo drillings located on the final slopes Northand South at depths of 64.05 meters and83.93 meters [5].

For draining the aquifer from the productioncomplex, after making the calculationsresulted a number of 31 drillings located ontwo alignments.

From the tension release and drainageworks above important amounts of water aredischarged. So, at the level of the year 2010,the volumes of water evacuated from thecareer Rosia de Jiu have the values shown inTable 1 [5].





43

Tabelul 1. Volumele de apă evacuate în anul2010

Tabel 1. Quantities of water evacuated in2010

3. ASPECTE TEORETICE ALEVALORIFICĂRIIPOTENŢIALULUIHIDROENERGETIC [6]

Energia de origine hidro face parte din

categoria energiilor regenerabile. Prin potenţial hidroenergetic se înţelege energiaechivalentă corespunzătoare unui volum deapă într-o perioadă de timp fixată (1 an) de peo suprafaţă (teritoriu) precizată. Potenţialulhidroenergetic se poate clasifica în mai multecategorii:- potenţial hidroenergetic teoretic (brut):

o de suprafaţă,o de precipitaţii,o din scurgere.

- potenţial teoretic liniar (al cursurilor deapă),- tehnic amenajabil,- economic amenajabil,- exploatabil.

Potenţialul hidroenergetic teoretic se consider ă energia echivalentă volumuluide apă f ăr ă a se introduce pierderile deenergie asociate utilizării practice a acestui

potenţial, ca şi cum randamentul de

transformare în energie mecanică şi/sauelectrică ar fi 100 %.

3. THEORETICAL ASPECTSOF THE HYDROPOWERPOTENTIAL CAPITALIZATION[6]The energy of hydro origin is part of the

renewable energies category. Hydropower potential means the energy equivalentcorresponding to a volume of water in a fixedtime period (1 year) on a specified surface(area). Hydropower potential can beclassified into several categories:

- theoretical hydropower potential (gross): of surface of rainfalls of flows

- linear theoretical potential (of rivers)- technically arranged- economically arranged- exploitable.

The theoretical hydropower potential isconsidered to be the energy equivalent to thevolume of water without introducing thelosses of energy associated with the practicaluse of this potential, as the efficiency ofconversion into mechanical energy and/or

electrical would be 100%.The theoretical hydropower potential is

Volumes ofwater evacuatedin 2010

Artesian aquifer[m3] Superior artesianaquifers[m3]

Total

January 1.082.691 241.313 1.324.004February 1.142.400 238.495 1.380.895March 1.156.323 210.768 1.367.091April 1.094.741 166.213 1.260.954Mai 1.060.469 214.546 1.275.015June 1.076.533 207.281 1.283.814July 1.083.496 212.874 1.296.370August 1.066.895 220.607 1.287.502

September 1.062.076 206.792 1.268.868October 1.074.392 222.201 1.289.924

November 1.076.266 213.658 1.289.924December 1.065.556 210.625 1.276.181





44

Potenţialul hidroenergetic tehnicamenajabil reprezintă producţia de energieelectrică care s-ar obţine prin amenajareaunui curs de apă (integral sau pe un tronson)corespunzător unui anumit stadiu de

dezvoltare al tehnologiilor asociate.Potenţialul hidroenergetic economicamenajabil reprezintă acea parte a

potenţialului tehnic amenajabil care poate fivalorificat prin amenajări eficiente economic.Potenţialul hidroenergetic economicamenajabil este o mărime supusă cel mai desmodificării, fiind influenţată de progresultehnic, tipul de centrale, dinamica acestora,amplasarea teritorială a surselor de energie

primar ă şi în principal condiţiilor economice

ale ţării sau regiunii respective. De aceeavaloarea acestui potenţial trebuie raportată lao anumită dată, iar evaluarea trebuie reluată

periodic. Potenţialul hidroenergeticexploatabil reprezintă partea din potenţialuleconomic amenajabil care poate fi efectivexploatată dacă se ţine cont şi de restricţii deimpact asupra mediului ambiant.

Pentru a se putea utiliza potenţialulunui sector de râu pe un sector 1-2 estenevoie să se realizeze o concentrare deenergie în secţiunea 2 (figura 3).

considered to be the energy equivalent to thevolume of water without introducing thelosses of energy associated with the practicaluse of this potential, as the efficiency ofconversion into mechanical energy and/or

electrical would be 100%.The technically arranged hydropoerpotential represents the production of electricenergy that could be obtained by arranging awater course (in full or on a section)corresponding to a certain stage ofdevelopment of the associated technologiesThe economically arranged hidropower

potential represents that part of the arrangedtechnical potential that can be capitalized byefficient economically arrangements. The

exploitable hydropoer potential represents the part of economically arranged potentialwhich can be effectively exploited if onetakes into account the environmental impactrestrictions.To be able to use the potential of a sector ofthe river on a 1-2 sector is needed to achievea concentration of power in section 2 (Figure3).

Fig. 3. Schi ţ a unei amenajări hidroenergetice

Concentrarea se refer ă la factorul intensiv

Fig.3. Sketch of a hydropower harnessing

The concentration refers to the intensiv factor

The diversion ofater

Storage basin

Penstock

Plant’sbuilding

Leveldifference





45

(căderea).Potenţialul teoretic liniar se calculează în

general utilizându-se debitul mediumultianual al cursului de apă analizat. Înacest potenţialul calculate se determină

conform relaţiilor:

(fall).The linear theoretic potential is calculated

generally using the multi-annual awerageflow of the analysed river. In this potentialthe calculs are determined according to the

formulas:

P 9,81 Q (Z Z )[kW]m 1 2E 9,81 Q (Z Z ) n[kWh]m 1 2

= ⋅ ⋅ −

= ⋅ ⋅ − ⋅ (1)

unde:- Qm – debitul mediu anual al cursului

de apă analizat [ mc/s],- Z1 - cota din amonte a sectorului de

râu [ m],- Z2 - cota din aval a sectorului de râu,- n - numărul de ore de funcţionare.

Potenţialul tehnic amenajabilreprezintă acea parte a potenţialuluiteoretic care poate fi valorificat printransformarea energiei hidraulice acursurilor de apă în energie electrică prinamenajarea hidroenergetică a sectoruluide râu analizat.

Dacă se calculează potenţialul tehnical aceluiaşi sector de râu se obţinevaloarea energiei care ar putea fi produsă

utilizându-se un sector de râu astfel:

where:- Qm - the annual average flow of the

river analyzed [m3/s]- Z1 - share of the river upstream sector

[m]- Z2 - share of the river downstream

sector [m]- n – number of hours of function [h].The arranged technical potential is that

part of the theoretical potential can becapitalized transforming the hydraulic energyof the rivers into electricity by hydropowerarranging the sector of the river analyzed.

If it’s calculated the technical potential of the same sector of the river it will be obtained the value of the energy thatcould be produced using a sector of river as

follows:( )E 9,81 Q Z Z Ttotal m 1 2= ⋅ η ⋅ ⋅ − ⋅ (2)

unde:- Qm – debitul mediu multianual pe

sectorul respectiv [mc/s],- T – timpul de calcul (pentru energia

anuală se utilizează 8760 ore)- ηtotal – randamentul total pe centrală

format din:

where:- Qm – the multi-annual average flow

for that sector [m3/s]- T – time for calculating (for annual

energy it takes 8760 hours)- ηtotal – total efficiency per plant

consisting of:

total h t gη = η ⋅η ⋅ η , (3)

unde:- ηh – randamentul hidraulic,- ηt – randamentul turbinei sau

generatorului,- ηg – randamentul generatorului.

where:- ηh - hydraulic efficiency- ηt - the efficiency of the turbine or

generator- ηg - the efficiency of the generator





46

4. ASPECTE TEHNICE ŞIFUNCŢIONALE ALEVALORIFICĂRII ENERGIEIHIDRO

Într-o microhidrocentrală energia potenţială disponibilă sau căderea brută esteconvertită în energie electrică prinintermediul principalelor componente alesistemului hidroenergetic, sistem reprezentatschematic în figurile 3 şi 4.

Principalele componente uneimicrohidrocentrale sunt următoarele:

Acumularea: constituie o formă destocare a energiei potenţiale disponibile.

Sistemul de transfer: include priza de

apă (echipată cu gr ătar) şi circuitul detransfer (canalul, conducta for ţată, galeriileşi evacuarea) unde o parte din energiadisponibilă este convertită în energie cinetică.

Turbina hidraulică: este componentacentralei unde energia apei este convertită înenergie mecanică.

Rotorul generatorului: energiamecanică transmisă prin intermediul arboreluicătre rotor conduce la producerea de energieelectrică, conform legilor electromagnetice.

Linia de legătură la reţea: prinintermediul acesteia MHC este conectată lareţea pentru a furniza energie electrică consumatorilor.

4. TECHNICAL ANDFUNCTIONAL ASPECTS OFCAPITALIZING HYDROENERGY

In a microhidroelectric power plant (MHPP) available potential energy or thegross falling is converted into electric energythrough the main components of thehydropower system schematicallyrepresented in figures 2 and 3.

The main components of MHPP are:Storage: is a form of storage the

available potential energy.The transfer system: includes the water

intake (equipped with grill) and the transfer

circuit (channel, penstock, galleries anddisposal) where a part of the available energyis converted into kinetic energy.

Hydraulic turbine: is the component ofthe plant where hydro energy is convertedinto mechanical energy

Generator rotor: the mechanical energytransmitted through the transmission shaft tothe rotor leads to producing electric energy,according to electromagnetic laws.

Line of connection to the network :

through it MHPP is connected to the networkto provide electricity to consumers.

Figura 4. Schema unei microhidrocentrale

Puterea pe care o hidrocentrală o poate

Figure 4. Scheme of microhidroelectric power plant

The power that a hydro plant can produce

Grate Watersupply

Connection tothe electricalnetwork





47

produce depinde de cădere, de exempluînălţimea H[m] de la care vine apa (vezifigura 4) şi de debitul de apă turbinate Q[m3/s]. Căderea determină energia potenţială disponibilă a unui amplasament. Debitul

râului reprezintă volumul de apă [m3

] caretrece printr-o secţiune transversală a râuluiîntr-o secundă. Puterea brută teoretică (P[kW]) disponibilă poate fi apoi calculată folosind o relaţie simplificată:

depends on the fall, for example the heightH[m] water comes from (figure 4) and onwater flow Q [m3/s]. The fall determines theavailable potential energy of a location. Theriver flow represents the volume of water

[m3]

that crosses a transversal section of theriver in a second. The available grosstheoretical power (P[kW]) can be thencalculated using a simplified relation:

P 9,81 Q H[kW]= ⋅ ⋅ (4)Totuşi, întotdeauna se pierde energie

atunci când aceasta este convertită dintr-oformă în alta. Turbinele mici de apă aurareori randamente mai mari de 80%. Puterea

va fi, de asemenea, pierdută în conducta princare circulă apa către turbină din cauza

pierderilor prin frecare.Pentru ca o centrală hidraulică să

livreze la comandă, sau pentru a realiza oîncărcare variată, sau pentru a furniza puterela vârful graficului zilnic de sarcină, apatrebuie să poată fi stocată într-un rezervor.Dacă un lac natural nu poate fi închis,asigurarea spaţiului de depozitare implică construirea unui baraj sau a mai multor barajeşi crearea unor noi lacuri. Pentrumicrohidrocentrale nu este, în general,fezabilă din punct de vedere economiccrearea noilor lacuri de acumulare, poate doarcu excepţia amplasamentelor izolate undevaloarea energiei este foarte mare. Stocarea,

pentru o microhidrocentrală este în generallimitată la mici volume de apă dintr-un lac deacumulare nou sau ale unuia existent.Termenul folosit pentru a descrie acumulări

cu volume mici de apă este bazincompensator.În scheme de cădere mică, există două

configuraţii posibile. Una utilizează stăvilaredeşi canalul este, de regulă, scurt şi conductafor ţată mică sau inexistentă (figura 4.).Cealaltă configuraţie presupune un baraj cu o

priză de apă integrală şi clădirea centralei(figura 6).

However, energy is always lost when thisis converted from a form to another. Thesmall water turbines rarely have efficienciesgreater than 80%. The power will be lost also

in the pipeline through which the water goesto the turbine due to the friction losses.

The water must be stored in a reservoir inorder to a hydraulic central delivers at order,or to realize a load range, or to provide powerat the peak of the daily task graphic. If anatural lake can’t be closed, the providing ofthe storage space implies building a dam ordams and creating several new lakes. Formicrohidroelectric power plants isn’tgenerally speaking economically feasiblecreating new lake for accumulation, maybeonly excepting isolated locations where thevalue of energy is very high. Storage, for amicrohidroelectric power plant is generallylimited at small amounts of water from a newlake for accumulation or from an existingone. The term used to describe accumulationsof small volumes of water is compensationtank.

In schemes of small falling, there are two

possible configurations. One uses weirs,although the channel is, most of the time,short and the penstock short or nonexistent(figure 5). The other configuration requires adam with an integral water intake and the

plant’s building (figure 6).





48

Figura 5. Schemă cu baraj de deriva ţ ie şiconduct ă for ţ at ă scurt ă

Figure 5. Scheme with derivation damand penstock short

Figura 6. Schemă cu un baraj cu priză deapă integral ă şi cl ădirea centralei

5.CONCLUZIIProiectarea microhidrocentralelor necesită

studii tehnice şi financiare pentru a determinadacă un amplasament este fezabil din punctde vedere tehnic şi economic. Aceste studiisunt legate de:

• Topografia şi geomorfologiaamplasamentului• Evaluarea resurselor de apă şi

potenţialului acestora• Alegerea amplasamentului şi

aranjamente de bază • Dimensionare/alegere.proiectare pentru

turbinele şi generatoarele hidraulice şiechipamentele de control asociate

• Măsuri legate de protecţia mediului şide micşorare a impactului

• Evaluare economică a proiectului şi a potenţialului financiar

Figure 6. Scheme with integral water intake plant’s building

5. CONCLUSIONSMicrohidroelectric power plants

design needs technical and financial studiesin order to determine if a location istechnically and economically feasible. Thesestudies are related on:

Topography and geomorphology ofthe location, Assessment of water resources and

their potential Choosing the location and basic

arrangements, Dimensions, choices, projects for the

turbines and the hydraulic generatorsand also associated controlequipment,

Measures for environmental

protection and reduction of theimpact,

Water intake

Penstock

Grate





49

• Cadrul instituţional şi procedurileadministrative pentru a obţine autorizaţiilenecesare.

Pentru a decide dacă o schemă este

viabilă este necesar să se înceapă evaluarearesurselor de apă existente în amplasament.Potenţialul energetic al schemei este

propor ţional cu produsul debitului şi alcăderii. Căderea brută poate fi considerată îngeneral constantă, dar debitul variază încursul anului.

Scopul acestei lucrari este acela de a ar ătacă există posibilitatea valorificării apelor dedin cariera Roşia, care, asa cum rezultă dintabelul 1 au valori considerabile. Avantajul

acestei abordări este acela că în calculdebitului nu intervine componenta

precipitaţii, întrucât apa colectată din carier ă provine din forajele executate în orizonturileacvifere şi intr-o măsur ă foarte mică din

precipitaţii.În ceea ce priveste construcţiile civile

care trebuie executate, consider ăm că suntnecesare:

- devierea conductelor de evacuare aapei dinspre canalul de fugă (caredeverseasă în râul Jiu) spre bazinul deacumulare. Din bazinul de colectareapa uzinată poate fi deversată tot încanalul de fugă sau chiar în Jiu,

construcţia bazinului de acumulare, (poate fiamplasat pe halda exterioar ă a carierei Roşia,figura 7)

Economic evaluation of the projectand of the financial potential,

The institutional and administrative procedures in order to obtain thenecessary permits.

In order to decide if a scheme is viable itis necessary to begin the evaluation of thewater resources existing in the location. Theenergetic potential of the scheme is

proportional to the multiplication of the flawand fall. The grass fall can be consideredgenerally constant, but the flaw varies duringthe year.

The purpose of this work is to show thatthere is the possibility of capitalizing thewaters from Rosia de Jiu, which, as it is

shown in table 1, have considerable values.The advantage of this approach is

that, during flow calculation, are not takeninto account the precipitations, because thewater collected from the career comes fromthe drillings made in the aquifers horizonsand, in a very small measure, from

precipitations.Regarding to the civil constructions that

must be done, we consider that are necessary:- the diversion of delivery pipes from

the running channel (which dischargein the river Jiu) to the storage pool.From the storage basin the used watercan be discharged also into therunning channel or in Jiu

- the construction of the storage basin(can be located on the outside dumpof the career Rosia de Jiu, figure 7).

Figura 7. O loca ţ ie posibil ă pentrubazinul de acumulare

La o primă evaluare, grosier ă, se poate

Figure 7. A possible location for the storage basin

At first, rough evaluation the theoretical





50

estima potenţialul hidroenergetic teoreticastfel:- considerând volumul mediu de apă

evacuat lunar de aproximativ1.250.000 m3 şi diferenţa de nivel de

minim 60 m calculăm potenţialulhidroenergetic teoretic:

hydropower potential can be estimated asfollows:

- considering the medium volume ofwater evacuated in a month ofapproximately 1.250.000 m3 and the

lever difference of minimum 60meters we calculate the theoreticalhydropower potential:

P 9,81 Q H19,81 0,483 60 284,29[kW]

= ⋅ ⋅ =

⋅ ⋅ = (5)

unde:- Q1 – debitul mediu la funcţionare

continuă, [m3/s]- H – diferenţa de nivel [m].

Valoarea dată de relaţia (4) este valabilă

în condiţiile în care se estimează o producţiecontinuă.

MCH sunt însă construite în special pentru a susţine vârful de sarcină, cândconsumul energetic este mare şi preţulenergiei este mult mai mare.

În acest caz, considerând funcţionareaMCH prepondenderent la orele de vârf, adică:dimineaţa între 6-10 şi seara între 18-20,

potenţialul hidroenergetic teoretic devine:

where:- Q1 - the average continuous flow

[m3/s]- H - level difference [m]

The value given by relation (4) applies in

circumstances where production is expectedto be continued.

A microhidroelectric power plant are builtespecially to support peak load, when theenergy consumption is high and energy pricesare much higher. In this case, consideringmainly microhidroelectric power plantfunctioning at peak hours: in the morning

between 6 and 10, in the evening between1800-2000, the theoretical hydropower

potential becomes:

P 9,81 Q H29,81 1,44 60 847,575[kW]

= ⋅ ⋅ =

= ⋅ ⋅ = (6)

unde:- Q2 – debitul de apă la orele de vârf,

[m3/s]- H – diferenţa de nivel, [m] Dacă luăm în calcul numărul aproximativ

de ore de funcţionare la vârf dintr-o lună, de240 h, rezultă că utilizând aceste ape din

carier ă se poate produce, la vârful de sarcină,într-o lună o cantitate de energie electrică calculată conform relaţiei:

where:- Q2 - water flow at rush hours [m3/s]- H - level difference [m].If it is considered the approximate

number of functioning at peak hours in amonth to be 240h, results that using thesewaters from the career can be produced at

peak load, in a month a quantity of electricenergy according tot the relation:

W 9,81 Q H h29,81 1,44 60 240 0,8 162,736MWh

= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ η =

= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = (7)

unde:- Q2 – debitul de apă la orele de vârf,

[m3/s]- H – diferenţa de nivel, [m]- h - numărul de ore de funcţionare

dintr-o lună, [h]

where:- Q2 - the water flow at peak hours

[m3/s]- H – level difference [m]- h – number of functioning hours in a

month





51

- η – randamentul centralei

Ca beneficii ale valorificării potenţialului energetic al apelor de carier ă semenţioneză şi instrumentele de promovare a

producerii de energie din surse regenerabile, promovate prin Legea 139/2010 privind

modificarea şi completarea Legii nr.

220/2008 pentru stabilirea sistemului de

promovare a producerii energiei din surse

regenerabile de energie. În conformitate cuaceastă lege, pentru energia electrică dincentrale hidroelectrice cu puteri instalate decel mult 10 MW, se acordă trei certificateverzi pentru fiecare 1 MWh produs si livrat,daca centralele hidroelectrice sunt noi [8].

Un Certificat Verde este un document careatestă o cantitate de 1 MWh de energieelectrică produs din surse regenerabile deenergie.

În conformitate cu Legea nr.139/2010 privind modificarea şi completareaLegii nr. 220/2008 pentru stabilireasistemului de promovare a producerii deenergie din surse regenerabile [7],

producătorii de energie din surse regenerabile beneficiază de un număr de certificate verzi pentru energia produsă şi livrată incluzând şicantitatea de energie produsă în timpulfuncţionării de probă, astfel:a) pentru energia electrică din centralehidroelectrice cu puteri instalate de cel mult10 MW:

(i) 3 certificate verzi pentru fiecare 1 MWh produs şi livrat, dacă centralele hidroelectricesunt noi;

(ii) două certificate verzi pentru fiecare 1

MWh produs şi livrat, dacă centralelehidroelectrice sunt retehnologizate;b) un certificat verde pentru fiecare 2 MWhdin centrale hidroelectrice cu o putereinstalată de cel mult 10 MW, care nu seîncadrează în condiţiile prevăzute la lit. a);c) două certificate verzi, până în anul 2017, şiun certificat verde, începând cu anul 2018,

pentru fiecare 1 MWh produs şi livrat de producătorii de energie electrică din energieeoliană;

d) 3 certificate verzi pentru fiecare 1 MWh produs şi livrat de producătorii de energie

- η - plant’s efficiency

As the benefits of capitalizing the energy potential of career waters are mentioned theinstruments to promote energy production

from renewable sources, which are promote by the Law no. 139/2010 regarding to modifyand complete the Law no. 220/2008 for theestablishment the system of promoting the

production of energy from renewable energysources.

According to this law, for the electricityfrom hydroelectric plants with installed

powers of maximum 10 MW are given treegreen certificates for each 1 MWh producedand delivered, if the hydroelectric plants are

new [8].A green certificate is a document which

shows a quantity of 1MWh of electricity produced by renewable sources of energy.

According to Law no. 139/2010regarding to modify and complete the Lawno. 220/2008 for the establishment the systemof promoting the production of energy fromrenewable energy sources [7], the producersof energy from renewable sources benefit of anumber of green certificates for electricenergy produced and delivered according to

paragraph (1), including the quantity ofelectric energy produced during probation thefunctioning of the electric groups/ plants asfollows:

a) for electric energy from hydropower plants with installed powers up to 10 MW:

(i) 3 green certificates for each 1 MWh produced and delivered, if the hydropower plants are new

(ii) 2 green certificates for each1MWhproduced and delivered if thehydropower plants are refurbished ;

b) a green certificate for every 2 MWhfrom hydropower plants with an installed

power up to 10 MW, which don’t fit in theconditions from paragraph a)

c) two green certificates, until 2017 andone certificate starting with 2018, for every 1MWh produced and delivered by the electricenergy producers from wind energy;

d) 3 green certificates for every 1 MWh produced and delivered by the electric energy





52

electrică din sursele prevăzute la art. 3 alin.(1) lit. d) - i);e) 6 certificate verzi pentru fiecare 1 MWh

produs şi livrat de producătorii de energieelectrică din energie solar ă.

Pentru perioada 2008-2025 valoareaacestor certificate verzi este între minim 27EUR/certificat şi maxim 55 EUR/certificat[7,8].

Aşadar, în Cariera Roşia există un potenţial hidroenergetic foarte ridicat caretrebuie exploatat. Producerea de energieelectrică din surse regenerabile esteîncurajată şi prin Raportul ComisieiEuropene privind Strategia Europa 2000, înacord cu care ponderea energiei din surse

regenerabile în consumul final brut deenergie trebuie să ajungă la 24% în România

până în 2020 [9].

6. BIBLIOGRAFIE[1] Jose Antonio Porfirio, Biofuls, the black

swan of the renewable energies’ policy in Portugal, 6 th IASME/WSEAS InternationalConference in the University on Energy &Environment, Published by WSEAS PressISSN: 1790-5095, Cambridge, February 23-25, 2011[2] Gorun, A., Popescu, L.G., Gorun, H.T.,Cruceru M., Sustainable Energetic

Development Strategy of Gorj, County, 2ndINEEE Conference: ENERGY,ENVIRONMENT, DEVICES, SYSTEMS,COMMUNICATIONS, COMPUTERS,Venice, February, 8-10 2011,[3] Cruceru M., Diaconu, B., Popescu L. G.,Self oxidation of romanian lignite during

storage, 6 th

IASME/WSEAS InternationalConference in the University on Energy &Environment, Published by WSEAS PressISSN: 1790-5095, Cambridge, February 23-25, 2011, [4] Huidu, E., Monografia mineritului dinOltenia. Vol. I , Bazinul Rovinari 1950-2000,Editura Fundaţiei „Constantin Brâncuşi”Târgu Jiu 2000, ISBN 973-8162-01-7,[5] Baican, G. Contribuţii la dezvoltareatehnologiilor de exploatare a stratelor de

lignit situate în condiţii hidrogeologice grele,Teza de doctorat, Petroşani, 1998

producers from the sources: geothermalenergy, biomass, bioliquids, biogas, the gasresulting from waste processing, fermentationgas of the sludge from the installations ofwastewater treatment

e)6 green certificates for every 1 MWh produced and delivered by the producers ofelectric energy from solar energy.For the period 2008 – 2025 the trading valueof green certificates is between:

a) a minimum trading value of 27euro/certificate; and

b) a maximum trading value of 55euro/certificate [7,8].

Therefore, in Rosia career there is ahydropower potential high enough which

must be exploited. Producing energy fromrenewable sources is encouraged also by theReport of the European Commissionregarding to Strategy Europe 2020, accordingto that, the share of energy from renewablesources in final gross energy consumptionmust reach 24% in Romania until 2020 [9].

6. REFERENCES[1], Jose Antonio Porfirio, Biofuls, the

black swan of the renewable energies’ policyin Portugal, 6 th IASME/WSEAS InternationalConference in the University on Energy &Environment, Published by WSEAS PressISSN: 1790-5095, Cambridge, February 23-25, 2011

[2] Gorun, A., Popescu, L.G., Gorun, H.T.,Cruceru M., Sustainable Energetic

Development Strategy of Gorj, County, 2ndINEEE Conference: ENERGY,ENVIRONMENT, DEVICES, SYSTEMS,

COMMUNICATIONS, COMPUTERS,Venice, February, 8-10 2011,[3] Cruceru M., Diaconu, B., Popescu L. G.,Self oxidation of romanian lignite during

storage, 6 th IASME/WSEAS InternationalConference in the University on Energy &Environment, Published by WSEAS PressISSN: 1790-5095, Cambridge, February 23-25, 2011, [4] Huidu, E., Monografia mineritului dinOltenia. Vol. I , Bazinul Rovinari 1950-2000,

Editura Fundaţiei „Constantin Brâncuşi”





53

[6] Bogdan Popa, Hidroenergetica, cursuriuniversitare, www.hidrop.pub.ro/bpcap6.pdf [7] Legea 139/2010 privind modificarea şi

completarea Legii nr. 220/2008 pentru

stabilirea sistemului de promovare a

producerii energiei din surse regenerabilede energie.[8] www.opcom.ro [9]http://ec.europa.eu/romania/news/strategie_ economica_europa_ro.ht

Târgu Jiu 2000, ISBN 973-8162-01-7,[5] Baican, G. Contribuţii la dezvoltareatehnologiilor de exploatare a stratelor de lignitsituate în condiţii hidrogeologice grele, Tezade doctorat, Petroşani, 1998

[6] Bogdan Popa, Hidroenergetica, cursuriuniversitare, www.hidrop.pub.ro/bpcap6.pdf [7] Legea 139/2010 privind modificarea şicompletarea Legii nr. 220/2008 pentru

stabilirea sistemului de promovare a producerii energiei din surse regenerabile deenergie.[8] www.opcom.ro [9]http://ec.europa.eu/romania/news/strategie_ economica_europa_ro.ht

4 Luminita Georgeta Popescu

Documents

Transcript of 4 Luminita Georgeta Popescu