““Energia verde, un viitor concret…”Energia verde, un viitor concret…”

Utilizarea potenUtilizarea potenţţialului ialului hidro la realizarea unei hidro la realizarea unei microhidrocentrale de microhidrocentrale de

putere 10 kWputere 10 kW

ObiectiveObiective

• CuprinsCuprins• 1. Resurse hidroenergetice1. Resurse hidroenergetice• 2. Caracteristicile energiei hidraulice şi ale instalaţiilor 2. Caracteristicile energiei hidraulice şi ale instalaţiilor

hidroenergeticehidroenergetice• 3. Schema microhidrocentralei şi echipamentele hidraulice aferente 3. Schema microhidrocentralei şi echipamentele hidraulice aferente • 4. Echipamentele hidromecanice anexe4. Echipamentele hidromecanice anexe• 5. Microhidrocentrala – desen de ansamblu5. Microhidrocentrala – desen de ansamblu• 6. Posibilitatea de racordare de sistemul naţional de transport si 6. Posibilitatea de racordare de sistemul naţional de transport si

distribuţie al energiei electricedistribuţie al energiei electrice• 7. Studii de fezabilitate, consultanta, proiectare7. Studii de fezabilitate, consultanta, proiectare• 8. Exemple de alte microhidrocentrale in RO si in lume8. Exemple de alte microhidrocentrale in RO si in lume• 9. Concluzii9. Concluzii

• Electricitate pentruElectricitate pentru Reţele centrale Reţele izolate Alimentări izolate cu energie

…dar şi…

Fiabilitate Costuri de exploatare scăzute Reducerea expunerii la variaţia

preţului energiei

Ce anume asigură Sistemele de Ce anume asigură Sistemele de Microhidro?Microhidro?

• ““Mici” nu este definit universalMici” nu este definit universal Dimensiunea proiectului se referă nu numai la capacitatea

(puterea) electrică ci şi dacă mărimea înălţimii de cădere

Proiecte de MicrohidroProiecte de Microhidro

> 0,8 m> 12,8 m3/sDe la 1 la 50 MWMică

De la 0,3 la 0,8 mDe la 0,4 la 12,8 m3/s

De la 100 la 1.000 kWMini

< 0,3 m< 0,4 m3/s< 100 kWMicro

Diametrul turbinei

DebitPutere tipică

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Descrierea Sistemului de Descrierea Sistemului de MicrohidroMicrohidro

Debit (m³/s)

Înălţime de Cădere (m)

Putere în kW ≈ 7 x Înălţime x Debit

Canal deverso

r şi baraj

Bazin

Grătar de reţinere

Conexiune la reţeaua electrică

Turbină

Generator

Conductă forţată (de admisie)

Centrală electrică

Canal de evacuare (fugă)

Conductă de evacuare

Comandă şisupraveghere Staţie

electrică

Turbine pentru inalţimi mari de Turbine pentru inalţimi mari de apă şi debite mici, turbinele de apă şi debite mici, turbinele de

impulsimpuls

Puterea produsă într-o turbină de impuls este dată integral de momentul de lovire a apei în paletele turbinei. Această apă creează o impingere directă sau de impuls a paletelor, de aici şi denumirea.

Turbinele pentru inălţimi mici de Turbinele pentru inălţimi mici de apă şi debite mari, turbinele de apă şi debite mari, turbinele de reacţiunereacţiune

TurbineTurbine

• Versiuni la scară redusă a turbinelor hidro Versiuni la scară redusă a turbinelor hidro marimari

• Randament posibil de 90%Randament posibil de 90%• Pe cursul râului, debitul este variabilPe cursul râului, debitul este variabil

Turbina ar trebui să funcţioneze bine într-o gamă de debite de curgere; sau ar trebui folosite mai multe turbine

• Cu reacţie: Francis, elice cu pas fix,KaplanCu reacţie: Francis, elice cu pas fix,Kaplan Pentru înălţimi la cădere reduse sau medii Turbinele scufundate utilizează presiunea apei şi

energia cinetică

• Cu impuls: Pelton, Turgo, cu impuls radialCu impuls: Pelton, Turgo, cu impuls radial Pentru înălţimi de cădere mari Utilizează energia cinetică a unui jet de apă de mare

viteză

Turbină Francis

Foto: PO Sjöman Hydrotech Consulting

Foto: PO Sjöman Hydrotech Consulting

Turbină Pelton

Componente:Componente:Echipamente electrice şi de altă Echipamente electrice şi de altă naturănatură

• GeneratorGenerator Asincron

Trebuie să fie legat la alte generatoare Utilizat pentru a transmite energia la reţele mai mari

Sincron Poate funcţiona izolat de alte generatoare Pentru aplicaţii autonome şi reţele izolate

• Alte echipamenteAlte echipamente Reductor de turaţie pentru a lega turbina la generator Valve, automatizări electronice, dispozitive de protecţie Transformator

Resurse hidroResurse hidro

• Specifice pentru teren: este necesar un râu exploatabil!Specifice pentru teren: este necesar un râu exploatabil! Modificări în altitudine pe o distanţă relativ mică (înălţime de

cădere) Variaţie acceptabilă a debitului în timp: curba debitului

Debitul rezidual reduce debitul disponibil pentru utilizareFlow-Duration Curve

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Percent Time Flow Equalled or Exceeded (%)

Flow

(m³/s

)

• Estimarea curbei de Estimarea curbei de debit pe bazadebit pe baza Măsurători ale debitului

în timp Mărimea bazinului

hidrografic, scurgerea specifică şi forma curbei clasate a debitului

Curba cumulată a debitului

Deb

it

(m³/s

)

Timp relativ (%)

Costurile unui Sistem de Costurile unui Sistem de MicrohidroMicrohidro

• 75% din costuri depind de specificul terenului75% din costuri depind de specificul terenului• Costuri iniţiale ridicateCosturi iniţiale ridicate

Dar lucrările civile şi echipamentele pot să aibă o durată de viaţă >50 ani

• Costuri scăzute pentru exploatare şi întreţinereCosturi scăzute pentru exploatare şi întreţinere Un operator cu jumătate de normă este suficient Întreţinerea periodică a echipamentelor majore necesită un

contractor exterior

• Proiectele cu înălţimi mari de cădere tind să necesite Proiectele cu înălţimi mari de cădere tind să necesite costuri redusecosturi reduse

• În mod normal: de la 1.200 $ la 6.000 $ pe kW instalatÎn mod normal: de la 1.200 $ la 6.000 $ pe kW instalat

Considerente asupra Considerente asupra Proiectelor de MicrohidroProiectelor de Microhidro

• Păstrează costurile reduse prin proiectare simplă şi structuri Păstrează costurile reduse prin proiectare simplă şi structuri civile practice, construite uşor civile practice, construite uşor

• Lucrările civile şi barajele existente pot fi utilizateLucrările civile şi barajele existente pot fi utilizate

• Timp de dezvoltare de la 2 la 5 aniTimp de dezvoltare de la 2 la 5 ani Studii de mediu şi resurse: aprobări

• Patru faze pentru lucrările de inginerie:Patru faze pentru lucrările de inginerie: Cercetări de recunoaştere / studii hidraulice Studii de prefezabilitate Studii de fezabilitate Planificarea sistemului şi ingineria proiectului

MicrohidroMicrohidroConsiderente referitoare la Considerente referitoare la mediumediu• Dezvoltarea microhidro poate schimbaDezvoltarea microhidro poate schimba

Habitatul peştilor Estetica terenului Utilizări recreative/pentru navigaţie

• Cerinţele referitoare la evaluarea mediului şi impactul Cerinţele referitoare la evaluarea mediului şi impactul asupra acestuia depind de tipul proiectului şi al terenului:asupra acestuia depind de tipul proiectului şi al terenului: Centrala pe cursul râului sau pe un baraj existent: impact minor Centrala pe cursul râului într-un loc neamenajat: baraj/dig/canal de fugă Bazin de acumulare a apei: un impact mai mare care creşte o dată cu

dimensiunea proiectului

Sisteme Microhidro cu reţele Sisteme Microhidro cu reţele centralecentrale

• Atunci când debitul este suficient, Atunci când debitul este suficient, centalele de pe cursul râului vor centalele de pe cursul râului vor alimenta reţeaua electricăalimenta reţeaua electrică

• Producător de energie Producător de energie independent sau proprietar de independent sau proprietar de utilităţi pe termen lungutilităţi pe termen lung

Sisteme de Microhidro cu reţea Sisteme de Microhidro cu reţea izolatăizolată

• Comunităţi izolateComunităţi izolate

• Industrii şi reşedinţe Industrii şi reşedinţe izolateizolate

• Un preţ mai mare plătit Un preţ mai mare plătit pentru electricitatepentru electricitate

• Proiectele pe cursul râului Proiectele pe cursul râului au nevoie în mod normal au nevoie în mod normal de o capacitate de o capacitate suplimentară şi pot avea suplimentară şi pot avea un debit în exces faţă de un debit în exces faţă de cererecerere

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Calcularea Energiei pentru alcularea Energiei pentru Proiectele de MicrohidroProiectele de Microhidro Curba cumulată

a debitului

Calculul curbei de eficienţă a

turbinei

Calculul capacităţii instalaţiei

Curba cumulată a

puterii

Calculul energiei regenerabile disponibile

Curba cumulată a

sarcinii

Calculul energiei regenerabile livrată

(reţea izolată şi fără reţea)

Calculul energiei regenerabile livrată (reţea

centrală)

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Proiectul hidro al comunitatii Tungu-Kabiri, Nairobi, Proiectul hidro al comunitatii Tungu-Kabiri, Nairobi, AfricaAfrica

Sursa de apaSursa de apa

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Captarea apeiCaptarea apei

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Canalul de aductiune Canalul de aductiune si csi conducta fortataonducta fortata

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Turbina si generatorul sincron (40 kW)Turbina si generatorul sincron (40 kW)

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Evacuarea apei turbinate si linia de transportEvacuarea apei turbinate si linia de transport

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Mici afaceriMici afaceri

ConcluziiConcluzii

• Proiectele de microhidro mici pot asigura electricitate pentru Proiectele de microhidro mici pot asigura electricitate pentru reţele centrale sau izolate şi pentru alimentări izolate cu reţele centrale sau izolate şi pentru alimentări izolate cu energieenergie

• Proiecte pe cursurile râurilor:Proiecte pe cursurile râurilor: Costuri reduse şi impact redus asupra mediului Este nevoie de energie de rezervă pentru reţele izolate

• Costuri iniţiale mari şi 75% sunt referitoare la terenCosturi iniţiale mari şi 75% sunt referitoare la teren• SeSe estimează puterea instalată, costurile pe baza estimează puterea instalată, costurile pe baza

caracteristicilor terenului, curbei cumulate a debitului şi caracteristicilor terenului, curbei cumulate a debitului şi înălţimii de cădereînălţimii de cădere

• AAsigură economii semnificative la nivel de costuri prin studii sigură economii semnificative la nivel de costuri prin studii preliminare de fezabilitatepreliminare de fezabilitate