amenajari hidroenergetice

download amenajari hidroenergetice

of 319

Transcript of amenajari hidroenergetice

DAN STEMATIU

2008 2 Descrierea CIP a Bibliotecii Naionale aRomniei STEMATIU, DAN Amenajri hidroenergetice / Dan Stematiu Bucurereti: Conspress, 2008 Bibliogr. ISBN978-973-100-017-8 624.13 Colecia Carte universitara CONSPRESS B-dul Lacul Tei nr. 124, sector 2, Bucureti Tel: (021) 242 27 19 / 169; Fax: (021) 242 07 81 3PREFA Resurseledeenergiehidraulicreprezintoparteimportantdinresurselemondiale deenergieprimar.Energiahidraulicestedisponibilnnatursubformaenergiei asociatcurgeriiruriloriafluviilor,energiecunoscutsubdenumireahidro convenionalicaenergieavalurilor,acurenilormariniiaoscilaiilorperiodice ale mareelor, ultimile fiind ncadrate n categoria energiilor hidro neconvenionale. Hidroenergiaesteoformdeenergieregenerabil,ntrecaresemainscriuenergia solar, energia eolian i energia geotermal. Sursa primar a energiei hidraulice este radiaia solar i circuitul apei n natur. ntre diversele forme de energie regenerabil, hidroenergia este i va rmne pentru mult timp cea mai important surs utilizat.n prezent,energiageneratanualpecalehidroatinge2,1millioanedeGWh,ceeace reprezint ntre 16 i 18 % din consumul de electricitate mondial. Cele mai pesimiste estimriacceptcpotenialulexploatabilestedeaseorimaimare.Lanivel European,n2007,hidroenergiaproduceapeste85%dinenergiaregenerabil.n Romnia, la nivelul anului 2008, se produc anual, n medie, cca 18 TWh, adic 35 % din consum, dar potenialul amenajabil este de 38 TWh / an. Energiahidroelectricestenunumairegenerabil,daresteicurat.Eanuproduce deeuri(cenuisausubstaneradioactive),nuproducebioxiddecarboncare contribuie la efectul de ser, nu produce oxizi de sulf care stau la origina ploilor acide. Combustibiluleiesteapa,uncombustibilcuratcarenusuferdegradriprin turbinare. Ansamblul construciilor i instalaiilor care asigur transformarea energiei hidraulice nenergieelectricpoartdenumireadeamenajarehidroenergetic.Amenajrile hidroenergeticeconvenionalecuprindlacurideacumulare,createprinbararea cursurilordeap,precumicanale,conductesaugaleriidederivareaapeispre centralahidroelectric,undesuntamplasateturbineleigeneratoarele.Ocategorie specialoconstitueuzinelehidroelectricecuacumulareprinpompaj.Amenajrile hidroenergetice neconvenionale cuprind la rndul lor instalaii i mecanisme specifice de convertire a energiei valurilor i mareelor n energie mecanic i apoi electric. Lucrareadefatrateaznumaiopartedinansambluldenoiuni,bazeteoreticei lucrriinginereticaresuntcuprinsensintagmaamenajrihidroenergetice. Cuprinsul crii este definit de programa analitic a cursului cu denumire similar, pe careautorullpreddinanul1982laFacultateadeHidrotehnicaUniversitii TehnicedeConstruciiBucureti.Curiculaspecializriicuprindeuncursextins dedicat construciilor hidrotehnice, unde sunt predate barajele i construciile aferente barajelor, prizele de ap, derivaiile sub presiune, prin conducte i galerii hidrotehnice, precumiderivaiilecunivelliberprincanale.Astfeldeconstruciiintrin componena amenajrilor hidroenergetice, dar nu mai sunt tratate i n aceast lucrare. Carteadebuteazcuuncapitolintroductiv,ncareseprezintgenezai caracteristicileenergieihidrauliceiseprecizeazrolulenergieihidroelectricen sistemul energetic. 4Capitolul al doilea trateaz resursele hidroenergetice i schemele de amenajare. Pentru nceputseprezintmoduldeevaluareaapotenialuluihidroenergeticiestimrile privindpotenialulhidroenergeticalRomnieiipotenialulhidroenergeticmondial. Suntapoidetaliatesoluiiledeamenajareiprincipiiledealctuireaschemelor uzinelorhidroelectrice(UHE).Unparagrafspecialestededicatparametrilor energetici ai uzinelor hidroelectrice. Capitolul trei definete mai nti indicatorii tehnico economici ai UHE. Se prezint apoi condiiile de comparare a variantelor hidroenergetice i criteriile de selecie i de dimensionare.Uneleexempledeaplicareacriteriilorenergo-economicela dimensionarea uzinelor hidroenergeticeservesc aprofundrii noiunilor. Otrataresuccintaturbinelorhidraulicefaceobiectulcapitoluluipatru.Curicula restrnsaspecializriinumaicuprindeuncapitoldeturbinehidraulicencadrul cursuluidemainihidrauliceistaiidepomparei,caurmare,noiunilestrict necesare au fost incluse n lucrarea de fa. Sunt prezentate, n succesiune, tipurile de turbine hidraulice, turaia specific i principiile de similitudine, criteriile de selecie a tipului de turbin, fenomenul de cavitaie n turbine i randamentul turbinelor. Celmaiextinscapitoltrateazcentralelehidroelectricepederivaie.Suntdetaliate dispoziiilegeneralealecentralelorsupraisubteraneiconstruciilespecifice acestora: camere de ncrcare, castele de echilibru i case de vane. Uncapitoldeasemeneaextinstrateazcentralelehidroelectricedinfrontulbarat.Se prezint dispoziia general a centralelor baraj echipate cu turbine Kaplan i respectiv cuturbineBulb.Suntprezentateapoiuneleelementededimensionarehidraulic.n final sunt detaliate elementele constructive i calculele de rezisten aferente, precumi problema stabilitii la alunecare. Capitolulapteestededicatmicrohidrocentralelor.Suntprezentateschemele caracteristiceispecificulacestoramenajricare,npofidaaportuluilormodestca sursenergetic,suntnprezentintenspromovate,probabilconjuctural.Tocmaidin acestmotivcapitolulareungraddedetalierecepoatepreaneconcordantcu complexitatea mai redus a problemelor. Uzinelehidroelectricecuacumulareprinpompajsuntdincencemaiactuale,fiind singura formcuaplicareindustrialdenmagazinareaenergieinexces din sistem. Ele sunt i singura soluie de acumulare a energiei eoliene, care se produce intermitent idependentdefactoriiexteriori.Capitolulopttrateazcuprinztoracesteamenajri cu caracter special. Resurseleneconvenionaledeenergiehidraulicisistemeledeconversieaenergiei valurilor i mareelor n energie electric sunt prezentate n capitolul final. Lucrareaseadreseazcupredileciestudenilordelafacultiledeconstrucii,dar prin rigoarea tratrii i detalierile care exced programa cursului este util i inginerilor practicieni din domeniu. Autorul 5 CUPRINS 1. INTRODUCERE . 9 1.1.Geneza i caracteristicile energiei hidraulice.................. 91.2.Rolul energiei hidroelectrice n sistemul energetic........ Controlul unui sistem energetic ................................................. 13 181.3.Hidroenergia i mediul ...................................... 201.4.Scurt istoric .............................22Bibliografie 242. RESURSE HIDROENERGETICE I SCHEME DE AMENAJARE .................................................................... 25 2.1. Relaii de calcul i uniti de msur pentru putere i energie ......... 252.2. Potenialul hidroenergetic al cursurilor de ap .................. 27 2.3. Evaluareapotenialuluihidroenergetic liniar ......................... 28 2.4. Potenialul hidroenergetic al Romniei .. 322.5. Potenialul hidroenergetic mondial . 332.6. Scheme de amenajare ........................................................................... 372.6.1. Scheme de amenajare ale uzinelor hidroelectrice de tip baraj.....Uzina hidroelectric de la Itaipu ................................................ Uzina hidroelectric de la Three Gorge .................................... Uzina hidroelectric Hoover ..................................................... Amenajarea hidroenergetic a Dunrii ...................................... 40 43 45 44 502.6.2. Scheme de amenajare ale UHE de derivaie .................................562.6.3. Scheme de amenajare ale UHE mixte ...........................................592.6.4. Principii de alctuire a schemelor UHE ........................................66 2.7.Parametri energetici ai uzinelor hidroelectrice ................................. 672.7.1. Lacul de acumulare .......................................................................672.7.2. Debitul instalat ..............................................................................702.7.3. Cderea .........................................................................................702.7.4. Puterile caracteristice ale UHE .....................................................732.7.5. Energia livrat de UHE .................................................................75Bibliografie... 773.STABILIREA PARAMETRILOR ENERGETICI I DIMENSIONAREA UHE...................................... 793.1. Indicatorii tehnico economici ai UHE 793.2. Condiii pentru compararea variantelor ............................................. 80 3.2.1. Aducerea la echivalen a variantelor ...........................................816 3.2.2. Indicatori de comparaie ..............................................................823.3. Criterii de selecie i de dimensionare .................................................83 3.3.1. Criterii bazate pe durata de recuperare a investiiei.....................83 3.3.2. Criteriul cheltuielilor toatale actualizate minime .843.4. Exemple de aplicare a criteriilor energoeconomice la dimensionarea unei UHE .................................................................... 91 3.4.1. Determinarea puterii instalate ..91 3.4.2. Determinarea nlimii barajului ..94 3.4.3. Determinarea diametrelor derivaiei ............................................97 3.5. Evaluarea oportunitii de investire n UHE ...................................... 104 3.5.1. Criterii tradiionale 1053.5.2. Criterii bazate pe actualizare ........................................................105Bibliografie 107 4. TURBINE HIDRAULICE ............................................. .................. 109 4.1. Tipuri de turbine hidraulice .... 1094.1.1. Turbine cu impuls ................................1094.1.2. Turbine cu reaciune ......1134.2. Turaie specific i similitudine .......................118 4.2.1. Relaii de similitudine ..........................118 4.2.2. Turaia specific ...........................................................................1194.3. Dimensionarea preliminar .. 1214.3.1. Relaii pentru turbinele Pelton1214.3.2. Relaii pentru turbinele Francis .1224.3.3. Relaii pentru turbinele Kaplan .1224.4. Criterii de selecie a tipului de turbin .. 1234.4.1. Selecia n funcie de cdere ..........................1234.4.2. Selecia n funcie de cdere i debit .....1244.4.3. Selecia n funcie de turaia specific ...1244.5. Fenomenul de cavitaie n turbine ................... 124 4.6. Randamentul turbinelor.......................................... 126Bibliografie 128 5. CENTRALE HIDROELECTRICE PE DERIVAIE 129 5.1. Consideraii generale . 1295.2. Dispoziia general a centralelor supraterane .. 130 5.2.1. Centrale de joas cdere echipate cu turbine Kaplan ...................130Studiu de caz: Stabilitatea la alunecare a ansamblului casde vane, conduct forat i centrala hidroelectric Vaduri 133 5.2.2. Centrale echipate cu turbine Pelton ............................................136 5.2.3. Centrale echipate cu turbine Francis.............................................. 5.2.4. Elemente caracteristice pentru dispoziia general a centralelor 140 1435.3. Dispoziia general a centralelor subterane . 1475.3.1. Consideraii generale 1475.3.2. Centrale subterane echipate cu turbine Pelton ............................15475.3.3. Centrale subterane echipate cu turbine Francis 1555.3.4. Centrale n pu .158Centrale hidroelectrice aflate n exploatare n Romnia 1595.4. Construcii specifice centralelor pe derivaie .......... 1655.4.1. Camere de ncrcare ...................................................................1655.4.2. Castele de echilibru ....................................................................1755.4.3. Case de vane 199Bibliografie . 201 6. CENTRALE HIDROELECTRICE N FRONTUL BARAT 203 6.1. Elemente caracteristice . 203 6.2. Dispoziia general a centralelor baraj echipate cu turbine Kaplan .. 2046.2.1. Elemente componente i particulariti constructive ...................2046.2.2. Elemente caracteristice ale dispoziiei generale .........................2106.2.3. Centrale n pile ............................................................................214 6.3. Dispoziia general a centralelor baraj echipate cu turbine Bulb 2156.3.1. Elemente componente i particulariti constructive ...................2156.3.2. Comparaie ntre echiprile Bulb i Kaplan .................................220Centralele sistemului hidroenergetic Porile de Fier I i II........2216.4. Dimensionarea hidraulic ..................................................................... 2246.4.1. Calculul prizei . .......2246.4.2. Calculul camerei spirale ..2276.4.3. Calculul aspiratorului ...............................2286.4.4. Dimensiuni orientative ale circuitului hidraulic ..........................230 6.5. Alctuirea constructiv i calcule de rezisten .. 2316.5.1. Elemente constructive 2316.5.2. Calcule de rezisten . 2326.5.3. Stabilitatea la alunecare..............................233Bibliografie .................................................................................................... 237 7. MICROHIDROCENTRALE ..................... 239

7.1. Definiii i elemente caracteristice ....................................................... 2397.2. Scheme de amenajare ........................................................................... 2437.2.1. Microhidrocentrale de cdere medie sau mare ...........................2437.2.2. Microhidrocentrale de joas cdere ...........................................245 7.3. Dimensionare energetic i evaluare economic ................................ 248 7.3.1. Debitul i puterea instalat ........................................................248 7.3.2. Alegerea tipului de turbin ........................................................251 7.3.3. Evaluarea energiei produse n anul hidrologic mediu ...............252 7.3.4. Aspecte economice ....................................................................2537.4. Echipamentul hidromecanic i electric ................................................ 2547.5. Particulariti constructive ................................................................... 258 7.5.1. Consideraii generale ..................................................................258 7.5.2. Priza de ap ...............................................................................258 7.5.3. Conducta de derivaie ................................................................260 7.5.4. Cldirea centralei .....................................................................2628 Bibliografie ................................................................................................... 265 8. UZINE HIDROELECTRICE CU ACUMULARE PRIN POMPAJ ............................................................. 267 8.1. Consideraii preliminare. 267 8.2. Rolul i funciile UHEAP........................................................................ 2698.3. Clasificarea UHEAP ............................................................................. 2708.4. Tendine n domeniul grupurilor UHEAP ......................................... 2738.5. Scheme de amenajare ........................................................................... 275 Etanarea i drenarea rezervoarelor superioare. Studiu de caz.......2838.6. Randamentul ciclului pompare turbinare ....................................... 2878.6.1. Randamentul tehnic. 2878.6.2. Eficiena energetic ..2888.6.3. Corecii ale randamentului tehnic .289Bibliografie. 289 9. RESURSE NECONVENIONALE DE ENERGIE HIDRAULIC 291 9.1. Consideraii preliminare 291 9.1.1. Consideraii privind valurile marine ..2919.1.2. Consideraii privind mareele i curenii marini 2929.2. Hidroenergie din valuri marine .. 294 9.2.1. Puterea i energia valurilor marine ...294 9.2.2. Soluii de valorificare a energiei valurilor 296 9.2.3. Convertorul Pelamis 302Sistemul de captare a energiei valurilor de pe litoralul romnesc al Mrii Negre........................................... 3049.2.4. Impactul asupra mediului ..........................................................3079.3. Hidroenergie din maree ............................................ 3079.3.1. Soluii de recuperare a energiei asociate mareelor ....... 3079.3.2. Elice n cureni mareici ....3089.3.3. Centrale mareo-motrice ...........................................................311Studiu de caz:Estuarul Severn .................................................3159.3.4. Impactul asupra mediului .........................................................318Bibliografie ... 318 9

1 INTRODUCERE 1.1. GENEZA I CARACTERISTICILE ENERGIEI HIDRAULICE Resurseledeenergiehidraulicreprezintoparteimportantdinresurselemondiale deenergieprimar,acrorutilizareesteindispensabilpentruaseputcaasigura acoperirea consumului de energie n continu cretere n toate rile. Energia hidraulic este disponibil n natur sub mai multe forme : energia debitelor rurilor i a fluviilor; energia oscilaiilor periodice ale mareelor ; energia valurilor si a curenilor marini; Energiahidraulicconvenionalesteenergiaaferentrurilorifluviilor,curent numitenergiehidro.Diferenadenivelntrecotauneiseciunidelacarecade (curge) apa i cota seciunii la care ajunge apa, reprezint msura energiei poteniale. n natur acest energie se transform n energie cinetic, regsit sub forma curgerii apeintre cele dou cote. Resurselehidraulicedeenergieseregenereazcontinuu,printransformareai acumularea naturala a energiei solare. Sursa primar a energiei hidraulice este radiaia solar i circuitul apei n natur. Radiai solar produce evaporarea (n special de pe oceanulplanetar),noriincrcaicuvaporideapsedeplaseazctreuscat,n anumitecondiiicondenseaz,precipitaiilecadpesuprafaauscatuluiiopartedin volumul de ap formeaz scurgerea de suprafa (fig. 1.1). Figura 1.1. Circuitul apei n natur Pornind de la aceste considerente, rezult clar c energia hidro este regenerabil. Ct timpvorfiprecipitaiiapasevacolectaivacurgenalbiilecursurilordeapi Ape de suprafa PrecipitaiiApa subteranEvapotranspiraie Evaporare Nori care produc precipitaii 10energia hidro va fi prezent. Desigur, sunt n desfurare cercetri pentru dezvoltarea iaunoraltesursedeenergieregenerabil.ntreenergiileregenerabilecareaudeja aplicare la scar industrial sunt energia eolian i energia solar. Lor li se adaug la o scarmairedusenergiageotermal,energiaprovenitdinbiomasetc.Contribuia acestor alte surse de energie regenerabil este nc foartemodest. Hidroenergia este pedeparteceamaiimportantsursdeenergieregenerabilutilizatnprezent. Energia generat anual pe cale hidro atinge 2,1 millioane de GWh, ceea ce reprezint ntre16i18%dinconsumuldeelectricitatemondial.Celemaipesimisteestimri acceptcpotenialulexploatabilestedeaseorimaimare.LanivelEuropean,n 2007,hidroenergiaproduceapeste85%dinenergiaregenerabil,care,larndulei trebuiescreasccu8%peanpnn2010.nRomniaseproducannual,pecale hidro,cca18TWh,adic35%dinconsum,darpotenialulamenajabilestede38 TWh / an. O situaie edificatoare privind resursele energetice i contribuia energiilor regenerabile pe plan mondial este redat n figura 1.2. Figura 1.2. Sursele de energie electric la nivel mondial n 2007 Datoritrezervelorlimitatealeresurselortradiionale(crbune,petrol,gaz),a caracteruluidepiacontrolatgeopoliticpentruresurseletradiionaleiacreterii rapideaconsumuluideenergie,seimpuneextindereanviitorautilizriisurselor regenerabile. Un motiv n plus l constitue impactul asupra mediului (efectul de ser, ploile acide, nclzirea global) creat prin utilizarea resurselor tradiionale. Valorificareaenergieihidrauliceprimarecaenergiehidroelectricsefaceprin intermediulturbinelorhidrauliceiageneratoarelorelectrice.Apatreceprinpalele turbinei i o pune n micare de rotaie, energia hidraulic devenind energie mecanic. Turbinarotetelarnduleirotorulgeneratoruluincmpulmagneticalstatoruluii prinfenomenuldeinducieelectromagneticseconverteteenergiamecanicn energieelectric(fig.1.3).Transformareaenergieihidraulicenenergieelectricse facecurandamentefoartebune,ceeacecontribuielaeficienaeconomica fructificrii ei. a 11 Figura 1.3. Transformarea energiei hidraulice n energie electric ncelemaimultecazurienergiahidroseconcentreazntr-oanumitseciuneprin barare, sau prin derivarea curgerii fa de albia natural prin canale sau galerii. Soluii de principiu sunt prezentate n figurile 1.4 i 1.5. Figura 1.4. Concentrarea cderii prin bararea cursului de ap 12

Figura 1.5. Concentrarea cderii prin derivarea debitelor turbinate Energiahidroelectricestenunumairegenerabil,daresteicuratidisponibil atuncicndconsumatoriiocer.Eanuproducedeeuri(cenuisausubstane radioactive),nuproducebioxiddecarboncarecontribuielaefectuldeser,nu produce oxizi de sulf care stau la origina ploilor acide. Combustibilul ei esteapa, un combustibil curat care nu sufer degradri prin turbinare. Comparativ cu hidroenergia, care este nmagazinabil n lacuri de acumulare i poate rspunde prompt la cerine, celelalte surse de energie regenerabil sunt dependente de schimbrilesezoniere,zilnicesauchiarorarealevremii.Energiaeolianienergia solar depind de vnt i de soare. Sunt surse intermitente. Valorificarea lor n acord cu cerineleconsumatorilorsepoatefaceeficientnumaiprinconexarecuhidroenergia. Marilefermeeoliene,caresuntdincencemainumeroase,potsupliniopartedin energiahidro,iarcndenergiaprodusdeelenuaredebueulaconsumatorii tradiionali poate fi stocat n lacuri de acumulare, aa cum se va vedea n paragraful urmtor. Lacuriledeacumulareservesc,decelemaimulteori,nunumaipentrustocarea energieihidraulice,daripentruoseriedealtefolosine.Marilelacuriasociate amenajrilorhidroenergeticeprotejeazmpotrivainundaiilor,prinatenuarea viiturilor,suntimportantesursepentrualimentareacuapapopulaieiia industriilor,asigurdebitpentruirigaiinperioadelesecetoase,potfiimportante centrededezvoltareaturismului.ncazulamenajrilorfluviale,nivelulapeieste controlatprinbarareiarnavigaiaestemultfavorizat,desigurprinconstruciade ecluze n frontul barat. Ansamblul construciilor i instalaiilor care asigur transformarea energiei hidraulice nenergieelectricpoartdenumireadeuzinhidroelectric(UHE).Volumulmare delucrriicomplexitateaacestoraconduclacosturimarideinvestiie.Efortul financiarpentruinvestiiainiialestemare,darestecompensatdeduratamarede viaauneiuzinehidroelectrice.Cufoarterareexcepii,uzineleconstruitepnn prezentsunttoatenexploatare,estedreptcuuneleinterveniideretehnologizare. Priz Camer de ncrcare Conduct forat CHE 13Avantajulprincipalestepreuldecostextremderedusnraportcucelalsurselelor tradiionaledeenergieelectric.Ocomparaieconcludentesteredatnfigura1.6. Costulestereduspentruc,odatamortizatinvestiiainiial,sursadeenergieeste curgereaapeicarenuimpliccosturi,cieventualtaxebazinale.Chiarcosturilede operaresuntmultredusepentrucinstalaiileiconstruciilesuntsimpleirobuste, iar fiabilitatea este mare.

Figura 1.6. Structura preului de cost la principalele surse de energie electric Rezumnd, principalele caracteristici ale energiei hidroelectrice sunt: 9Sursa este regenerabil i nepoluant; 9Randamentul transformrii energiei hidraulice n energie electric este ridicat; 9Acumulrileamenajrilorhidroenergeticeasigurialtefolosine-atenuarea viiturilor, navigaie, alimentri cu ap etc.; 9Uzinele hidroelectrice au durat mare de via; 9Costuriledeinvestiiesuntmari,darcosturiledentreinereioperaresunt foarte reduse; 9Hidroenergia are un rol important n cadrul sistemului energetic. 1.2. ROLUL ENERGIEI HIDROELECTRICE N SISTEMUL ENERGETIC SistemulElectroenergetic(SE)reprezintansamblulinstalaiilorelectroenergetice interconectate,situatepeteritoriuluneiregiuni,auneiri,sauauneigrupride teritorii,princareserealizeazproducerea,transportul,distribuiaiutilizarea energieielectrice.SistemulElectroenergeticInterconectatesteunsistem electroenergeticformatprininterconectareaadousaumaimultesisteme electroenergetice care funcioneaz n paralel. Consumul de energie electric reprezint valoarea total a energiei electrice absorbite delareeadebeneficiari,ntr-untimpspecificat(consumzilnic,lunar,anualetc.). USD ceni pe kWh produs 5 4 3 2 1 0 14Puterea total care trebuie sa fie produs de centralele sistemului energetic este dictat infiecaremomentdenecesitiledeputerensumatealeconsumatorilor,careau variaii zilnice, sptmnale i sezoniere caracteristice. Reprezentarea grafic a puterii cerutedeconsumatorintimpsenumetegraficulsaucurbadesarcin.Variaian timp a puterii totale cerute de toi consumatorii n decurs de o zi reprezint graficul de sarcin zilnic P(t), iar energia zilnic consumat este (fig. 1.7): =240) ( dt t P Ez (1.1) Curbele de sarcin ale zilelor de lucru se mpart n trei zone caracteristice: zonadevrf,corespunzatoaresarcinilorvariabile,alevrfurilorde diminea si de sear, situate deasupra sarcinei minime dintre cele dou vrfuri (golul dezi),caresepoateacoperinumaidecentraleelectricecepotfuncionacusarcini variabile i pot fi pornite i oprite cel puin de dou ori n decursul unei zile; zona de semivrf, cuprins ntre sarcina la golul de zi i sarcina la golul de noapte,careseacopernmodnormaldecentralecarepotfioprite,saucroralise poate reduce sarcina n cursul nopii; zonadebaz,situatsubsarcinaminimdenoapte,careseacoperde centrale cu funcionare continu n tot cursul zilei. Figura 1.7. Graficul de sarcin zilnic pentru o zi lucrtoare nfigura1.7,dreapta,semaidistingcurbadedurataputerilor,carereprezint numruldeoredintr-ozincareoanumitputereestecerutdesistemicurba integral a energiei, definit de relaia (1.1). Pv = putere de vrf;Psv = putere de semivrf; Pb = putere de baz 15ncazulncarecantitateadeenergiecerutdeconsumatoriestemaimaresaumai micdectcantitateadeenergielivratdeproductori,nreeaaparperturbaiide tensiuneidefrecven,carepunnpericolfuncionareaconsumatorilor,ducndla avariigravealeacestora.Caurmare,cantitateadeputerelivrat(energieprodus) trebuiesfieegal,noricemoment,cucantitateadeputereconsumat(energie consumat). Curbele de sarcin prezint anumite aspecte caracteristice, care depind de structura i pondereadiferitelorcategorideconsumatori,devariaiacondiiilornaturalei climaticendecursulanului,deprogramuldelucruizilelederepaos,desituaia economiciobiceiuriledeviaalepopulaiei,detarifeledevnzarealeenergiei electriceetc.Ocaracterizareglobalavariaieiputeriicerutezilnicestedatde indiceledeaplatizare,saucoeficientuldeutilizareasarciniimaxime,reprezentnd raportul dintre sarcina medie i sarcina maxim: maxPPmed= (1.2) Inzileledelucrualeuneisptmnicurbeledesarcinsuntasemntoare,avnd variaiunilimitatede2...3%delaozilaalta,datoritnspecialmodificrii condiiilor meteorologice. n zilele de repaos, sarcina medie reprezint ntre 70 i 80% dinaceeaazilelordelucru,iarinziuadelucrucareurmeazdupaziuaderepaos circa93...94%,dincauzasarciniidenoaptemaisczute.nfigura1.8seprezint comparativcurbeledesarcinalezileloruneisptmnidintr-ozoncueconomie dezvoltat,iarnfigura1.9elementecomparativealegraficelordesarcinpentruzi de lucru i zi de repaos. Figura 1.8. Grafice de sarcin n decursul unei sptmni 16 Figura 1.9. Diferene ntre alura graficelor de sarcin pentru zi de lucru (cu dou vrfuri) i zi de repaus (cu un singur vrf). n condiiile din Romnia, diferenele dintre zona de vrf i golul de noapte (cea mai descrcat zon a curbei) variaz n funcie de sezon i se situeaz n jurul valorii de 25...30% din maximul zilnic. Sarcinile de vrf i consumul lunar de energie electric au valorile maxime n lunile decembrie i ianuarie si valorile minime n lunile iunie i iulie.Estedesemnalatfaptulc,nultimiiani,nverilefoarteclduroase,cu temperaturi extreme, se manifest modificri semnificative datorit instalaiilor de aer condiionat.Consumulmediulunardeenergieelectric,precumisarcinamedie lunar au n cursul anului o variaie sezonier, asemntoare cu aceea a sarcinilor de vrfmaximelunare.Pentrucaracterizarearegimuluianualdevariaieacurbelorde sarcin se utilizeaz indicele care reflect durata de utilizare a sarcinii maxime anuale: ananPETmax,=(1.3) exprimat ca raport dintre cantitatea de energie electric produs pentru consum intern anual i puterea (sarcina) de vrf maxim anual. nsistemulenergetic,contribuiacentralelorelectricetrebuiesasigureacoperirea curbelordesarcinncondiitehnicenormaleprivindcalitateaenergieilivrate (frecven,tensiune)precumifuncionareancondiiieconomiceoptimea productorilordeenergieelectric.Tipuriledecentraleelectricecareasigur acoperirea curbelor de sarcin depind evident de zonele caracteristicile ale acestora. Pentruacoperireazoneidebazsuntindicatecentralecuflexibilitatesczutn pornire/oprire,careaupredominantofuncionarecontinu,deobiceicuoputere constant : centraleledetermoficare,cuputerealivratdependentdeconsumulde caldur cerut pentru termoficare; 17centraleletermoelectricedecondensaie(CTE),echipatecugrupuride mare putere i parametri superiori; centralelenuclearo-electrice,cuoproduciemaredeenergiepractic constant pe toat durata de operare; UHE pe firul apei, sau cu acumulrimici, n perioadele cu debite afluente mari, pentru a evita pierderi de energie prin deversarea apei. Pentru acoperirea zonei de semivrf sunt indicate: centraleletermoelectricedecondensaie,carepotfuncionanorelede noapte cu sarcin redusasau pot fi oprite; UHEcuacumulripentruregularizarezilnic,nperioadededebite mijlocii; Pentruacoperireazoneidevrfpotfiutilizatenumaicentralelecareauelasticitate mare n funcionare, care au posibilitatea de a fi puse n funciune i de a fi oprite de mai multe ori pe zi fr inconveniente tehnice, care au timp foarte scurt de pornire i vitezdencrcaremarepnlaplinsarcin,careaurandamenteridicatelasarcini variabileiladuratedeutilizarereduse.Dintretoatetipuriledecentrale,cele hidroelectriceculacurideacumularemariaucaracteristicilecelemaipotrivite pentruoexploatarelavrfdesarcin.Acoperireavrfuluidesarcinomaipot asigura,darcucosturimultmaimari(vezifig.1.6),centralelecuturbinecugazi CTE cu turbine de construcie special. Repartiia sarcinii zilnice pe tipuri de centrale este prezentat n figura 1.10. Figura 1.10. Acoperirea curbei de sarcin zilnic de ctre diferitele tipuri de centrale electrice Dup cum se observ n figur, vrful de sarcin este preluat de uzinele hidroelectrice (UHE) dar i de uzinele hidroelectrice cu acumulare prin pompaj (UHEAP), a cror principiude funcionare se prezint n paginile urmtoare. 18Princalitilelortehniceieconomice(elasticitate,fiabilitate,predecostredus) centralelehidroelectricesuntamenajrideosebitdeadecvateipentrundeplinirea operativaserviciilortehnologicedesistemcumsunt:reglareafrecvenei,reglajul secundarfrecven-putere,rezervaturnant,rezervateriararapidireglajul tensiunii.Uneleexplicaiiprivindserviciiletehnologiceamintitesuntsumar prezentate n caset. CONTROLUL UNUI SISTEM ENERGETIC Controlulactivdetensiunefrecven sefacenvedereamenineriinlimite acceptabilealevaloriinominaleafrecvenei.Dispozitiveledecontrolncearcs echilibreze n timp real att producia ct i cererea de electricitate. Cel mai important estecontrolulprimar,careesteuncontrollocal,automatalvitezeigeneratorului, realizatderegulatoruldevitez,acionndasupravanelordecontrolcareregleaz debituldeapcareintrnturbin.Cndvitezageneratoruluicrete,vanadecontrol reduce debitul intrat n turbin diminund puterea mecanic. Un efect invers se obine cnd are loc o reducere a vitezei. Raportuldintredeviereadelavitezanominalicretereaenergieirezultateeste cunoscutsubnumelededroop,caracteristicintrinsecaregulatoruluidevitez. Aciuneaacestuiajoacunrolcheienmeninereafrecveneictmaiaproapede valoareasanominal,evitnddevierisemnificativedela aceasta.Caracteristica dinamic a acestui control se situeaz ntr-un interval de cteva secunde. Controlul tensiunii imanagementul puterii reactive seface n vedereameninerii unui profil adecvat al tensiunii n sistemul de transport, din punct de vedere al calitii furnizriiialsiguranei.Sistemeleenergeticesuntechipatecudispozitivede managementalputeriireactive/controlaltensiunii.Controlulprimaresteuncontrol automatlocalrealizatderegulatorulautomatdetensiunealgeneratorului,care regleaz nivelul tensiunii la bara colectoare a blocului, acionnd asupra sistemului de excitaiecarealimenteazfurnizareacucurentcontinuuarotorului.Seproduceo variaieinsensulcreterii/descreteriiputeriireactivecarepermitereaducerea nivelului de tensiune la valoarea prescris. Caracteristica dinamic a acestui control se situeaz ntr-un interval de cteva secunde. Pornirealarecenseamnrepornireasistemuluienergeticncazulncareareloco ntreruperecompletaacestuia.nvedereaporniriilarece, grupurilegeneratoare trebuie s realizeze pornirea sistemului energetic fr alimentri de energie de la reea. Funciaporniriilareceincludeipregtireadeinstruciunidetaliatepentrutoi participanii implicai n activitatea de furnizare de electricitate, care trebuie respectate n cazul unei opriri totale a sistemului. Funciile dinamice (reglajele) i rezerva de putere ca i funciile cinetice (urmrirea i acoperireasarciniiprogramate)nusuntindependentecisuntinteractiveise nlnuiesc.Astfel,urmrireacurbeidesarcinesteunprogramdeacoperirea sarcinilor ntr-un anumit interval de timp, corectat n timp real n funcie de ecarturile aleatoare de la starea de echilibru a sistemului prin acionarea diferitelor reglaje. 19nprezent,nRomnia,centralelehidrosuntprincipalelefurnizoaredeservicii tehnologicedesistem,acoperindaproximativ80%dinrezervaminutasistemului energetic. La acoperirea necesarului de putere de reglaj secundar particip opt centrale hidroelectricemari:PoriledeFierI,Stejarul,Corbeni,Ciunget,Glceag,ugag, Mrielu i Retezat. Puterea lor instalat nsumeaz 2845 MW, din care o band total de 400530 MW este prevzut pentru acest reglaj. Atuncicndcondiiilenaturalenuoferamplasamentefavorabilesaueconomic amenajabilepentruUHEclasice,acoperireavrfurilordesarciniaserviciilorde sistem se poate asigura prin uzine hidroelectrice cu acumulare prin pompaj (UHEAP). Acesteamenajrisuntalctuitedintr-unrezervorinferior,carepoatefiilaculde acumulare al unei UHE clasice,i un rezervor superior (aflat la o cot superioar),n careapaesteacumulatprinpompaj.Pompareasefaceatuncicndnsistemul energetic exist un surplus de putere disponibil, aa cum se ntmpl n cursul nopii saunzileledeweekend.Dinrezervorulsuperiorapaestedescrcatnrezervorul inferiorprinturbine,producndenergieelectric,nperioadeledevrfdesarcin (fig.1.11i1.12).LafelcancazulUHEclasice,grupurileturbingenerator pornescrapidiacopercerineledesarcinsaudeserviciidesistem.UHEAPsunt singurelenmagazinatoaredeenergiesemnificativedinsistem,contribuindla mbuntireafactoruluidesarcin.Aacums-amaiartat,prinUHEAPsepoate mbuntiiiaportulnsistemalenergieieoliene.Cndbatevntuliexist disponibil de energie acesta servete pomprii apei n rezervorul superior. Turbinarea se face la vrf de sarcin, asigurnd acoperirea cerinelor din sistem. Figura 1.11. Principiul uzinelor hidroelectrice cu acumulare prin pompaj (UHEAP) n multe dintre rile cu sisteme energetice dezvoltate, unde resursele de hidroenergie clasicaufostepuizatesaunupotfivalorificatedatoritrestriciilor,UHEAP reprezintsinguraalternativpentruechilibrareasistemuluienergetic.Unavantaj suplimentarconstnfaptulcamplasarealornuestedirectlegatdecondiiile hidrografice ale unui bazin i deci pot fi construite n centrul de grutate al consumului, cuavantajesemnificativeprivinddistibuia.Lanivelulanului2005,peste20%din turbinele cele mai mari din lume erau instalate n UHEAP. 20 Figura 1.12. Alternana pompare turbinare la UHEAP 1.3. HIDROENERGIA I MEDIUL Oameniiiaciunilelorfacpartedinmediulnatural.Materialeledeconstrucie, energia,hainele,alimenteleitoatecelelaltenecesarevieiiprovindinresurse naturale.Lumea n care trim este puternic afectat deinterveniile antropice pentru creareacondiiilordevia,acomfortului,asiguraneioamenilor.Pemsurce omenirea crete i se dezvolt, oamenii devin din ce n ce mai dependeni de resursele dinnatur.Pentrusatisfacereamultoradintrenevoilezilniceoameniiaunevoiede energieelectric.Celemaimultesursenusuntregenerabileisuntncantiti limitate. Sunt necesare noi foraje de sond, noi mine de crbune i de uraniu, imense depozite de gaze naturale. Exploatareaoricrorsursedeenergieareuncostdemediu.Folosirealorpentru producereadeenergiearedeasemeneaimpactasupraaerului,asoluluiiaapelor, deci noi costuri de mediu. Oamenii i doresc un mediu curat. n acelai timp oamenii idorescenergiepentrunclzireaiiluminatullocuineloripentruapunen micaretoatgamadeaparaturlegatdecomfort.Careestesoluia?Fiesereduce cerereadeenergieelectric,fiesegsescisedezvoltacelesursecaresunt acceptabiledinpunctuldevederealefectelorasupramediului.Conservareaenergiei pare a fio cale, dar creterea continu a populaiei i dorina de avea acces la comfort a populaiei din rile n curs de dezvoltare fac ca rezultanta s conduc totui la cereri sporitedeenergieelectric.nacestecondiii,trebuieexaminatetoatecategoriilede surse i promovate cele mai eficiente i acceptabile alternative. Hidroelectricitateaesteunadintresoluiilecarerspundeacestuideziderat. Hidroelectricitatea folosete o surs regenerabil, nu polueaz aerul apa i solul, este siguriarecosturireduse.nplus,arecaracteristicienergeticecareofac indispensabil n sistemul energetic. Aacums-aartat,amenajrilehidroenergeticeculacurideacumulareaducialte beneficii semnificative: atenueaz viiturile, asigur alimentarea cu ap a populaiei i economiei,furnizeazappentruirigaii.Unbeneficiucenutrebuieneglijateste 21creareadepeisajeifacilitipentrurecreere,condiiipentrupescuitulsportivi pentrusporturi nautice. Amenajrilepentruproducereadehidroelectricitateauiefectenegativeasupra mediuluinaturalsausocial.Prinbarareseinundsuprafeedeteren,esteafectat migraiapetilor,secolmateazzoneledeaccesnlac.Consecineleecologiceale acestor amenajri sunt favorabile sau nefavorabile, n funcie de climat i de condiiile naturale din amplasament. n ceea ce privete mediul social, amenajrile hidroenergetice au efecte pozitive dar i negative.Costurilesocialesuntdatedemodificareafolosiriiterenuriloriinundarea cuveteilacului,strmutareapopulaieidinamprentaamenajrii,discomfortul localnicilor pe perioada relativ lung a execuiei lucrrilor. n acelai timp dezvotarea hidroenergeticaducedupsinenoidrumuribune,dezvoltareaturismului,locuride muncpentruceiceodeservesc,dezvoltareorizontalaindustriilorlegatede ntreinerea instalaiilor i construciilor etc. O sintez a celor bune i a celor rele este prezentat n figura 1.13. Figura 1.13. Efecte favorabile (csue albe) i defavorabile (csue gri) ale unei amenajri hidroenergetice Celectevaconsideraiidemaisusnuconstitueoanaliz,nadevratulsensal cuvntului,aimpactuluiamenajrilorhidroenergeticeasupramediului.Existn prezentnumeroasepublicaii,iarlanivelulAsociaieiInternaionaleaHidroenergiei (IHA-InternationalHydropowerAssociation)suntdezvoltateprocedurispecificede analiz.Ceeacesepoatespunenfinalestechidroenergiaareoistorieio cazuisticcarepermitecunoatereandetaliuaproblemeloricbunelepracticide reducere a efectelor negative asupra mediului sunt cunoscute profesiei. 221.4. SCURT ISTORIC CeamaivecheutilizareaenergieiapeloresteatestatnChinainEgiptulantic, undeauaprutroiledeap.Vechiigreciiromaniiutilizaumorideap(curoi hidraulice)pentrumcinatulgrnelor.nfigura1.14esteprezentatomoardeap dup descrierea lui Vitruvius, care include transmisii cu roi dinate. Figura 1.14. Moar de ap roman Primele roi de ap, cu ax orizontal,erau puse n micare de apa care curgea printr-un canalspecialamenajat(fig.1.15,a).Maitrziurandamentulroilordeapafost mbuntit prin crearea de cderi artificiale folosind jghiaburi pentru aducerea apei la parteadesusaroii(fig.1.15,b).Roileeraupusenmicaredegreutateaapeicare umplea cupele de pe periferia roii. Se obineau randamente de pn la 85%. Figura 1.15. Roi hidraulice: a puse n micare de curent la baza roii; b- puse n micare de cderea apei la partea superioar n evul mediu roile de ap au fost frecvent utilizate de meteugari.Au aprut i noi mainihidraulice.nNorvegia,ceamaiutilizatmaineraKvernkallen,careerao roathidrauliccuaxvertical.Rotoruleraformatdinpaleradialelacareapaajungea printr-un jgheab nclinat. Dispunerea palelor era artizanal, iar randamentele rar depeau 50%. ab 23nperioadarevoluieiindustrialeenergiahidraulicajucatunrolimportantn dezvoltareaindustriilortextileiapielritului.Primeleoraeindustrialeaufost asociate energiei apelor. Au fost construite baraje i canale, iar ori de cte ori cderea depea5ms-auinstalatroihidraulice.Barajelemariilacuriledeacumulareau aprutmultmaitrziuicaurmareenergiaapeitrebuiadublatdemainicuabur pentruperoiadele cnd debitele erau mici.Renatereaenergieihidraulices-aprodusodatcudezvoltareaelectricitiiia generatoarelor.Primauzinhidroelectrics-arealizatn1880nCragside, Northumberland.Construciadehidrocentraleacptatapoiavnt,s-auperfecionat turbinele, au aprut lucrri hidrotehnice importante. La nivelul anului 1920, n Statele Unite ale Americii, 40% din energia electric se producea pe cale hidro. Principiilecarestaulabazauzinelorhidroelectriceaurmasaceleaiinprezent. Amenajrile hidroelectrice cuprind lacuri deacumularecreate prin barareacursurilor deap,canale,conductesaugaleriidederivareaapeisprecentralahidroelectric, undesuntamplasateturbineleigeneratoarele.Peplanmondialhidroelectricitatea reprezint cca un sfert din producia de energie electric i este n continu extindere. Sunt ri n care energia hidro este dominant n producia de energie electric. Lideri sunt Norvegia (99 %), Congo (97 %) iBrazilia (96 %). n figura 1.16 sunt prezentate rilecuceamaimareproducieanualdehidroenergie.Suntnregistraterecorduri privindputereainstalatnuzinelehidroelectric,dintrecaresereamintescItaipupe fluviulParana,pusnfunciunen1982lagraniadintreBraziliaiParaguay,cu 12600MW,ThreeGorgepusparialnfunciunepefluviulYangzenChina,cu 18200 MW. Figura 1.16. rile cu cea mai mare producie de hidroenergie nceeacepriveteperspectivadeviitor,cerinadesurseenergeticecuratei regenerabileconstitueprincipalulmotoralpromovriiamenajrilorhidro.Desigur suntnecesareoseriedecondiiipreliminareipreocupripentrundeplinirea acestora.Construciauneiamenajrihidroenergeticenecesitstudiindelungate privindregimulhidrologicalcursului/cursurilordeap,privindcondiiile morfologiceigeologicedinamplasamente,privindimpactulasupramediului.Pe baza acestor studii se pot alege cele mai bune amplasamente i se definete regimul de operarealamenajrii.Numruldeamplasamentecarepotfieconomicamenajate 24hidroenergeticestelimitat.nmulteriamplasamentelefavorabiles-auepuizatsau suntncursdeepuizare.Eforturilesuntmaimaridaricerineledeenergiesunt cresctoare i la fel i preteniile fa de calitatea surselor energetice. Hidroenergia are un viitor cert. BIBLIOGRAFIE Blank, J. (2008). Micro-Hydropower for Municipal Water and Wastewater Systems in Oregon. Oregon APWA Spring 2008 Portland Conference Boyle, G. (Ed.) (2004). Renewable Energy: Power for a Sustainable Future (Second Edition). Oxford University Press / Open University. Encarta Online Encyclopedia (2007). Hydro-Power.Microsoft Corporation. Jorde,K.,Sommer,F.(2008).LecturesinHydropowerSystems.UNESCOIHE, Delft. Kjlle, A. (2001). Hydropower in Norway. Mechanical Equipment. Trondheim. Krieger,G.(2007).Renewableenergyforthefuture.VDMA-PowerSystems. Frankfurt/Main,Germany.ConferenceonRenewableEnergiesforEmbassiesin Germany, Berlin. Lafitte,R.,Bartle,A.(2000).Theroleandbenefitsofhydroelectricpower. Hydropower and Dams World Atlas. Lejeune,A.,Topliceanu,I.(2002).EREC2002.Energiesrenouvelableset cogeneration pour le developpement durable en Afrique.Universite de Liege, Faculty of Science Applied. Pricu,R.(1974).ConstruciiHidrotehnice.EdituraDidacticiPedagogic, Bucureti. Pricu,R.,Bogdan,S.,Luca,Gh.,Stnuc,A.,Guja,V.(1970).Amenajri hidroenergetice. n Manualul inginerului hidrotehnician, Volumul II, Editura Tehnic, Bucureti. UPB. (2006). Hidroenergetica.www.hydrop.pub.ro / bcap4. USBR.PowerResourcesOffice(2005).HydroelecticPower.USDepartmentofthe Interior publications, Denver. Wikipedia (2008). Renewable energy. http:// Wikipedia.org. 25 2 RESURSE HIDROENERGETICE I SCHEME DE AMENAJARE 2.1 RELAII DE CALCUL I UNITI DE MSUR PENTRU PUTERE I ENERGIE Pentru a facilita urmrirea noiunilor legate de potenial, putere i energie este util de ase reaminti care sunt unitile de msur utilizate n energetic. Pentru putere, unitatea demsurnsistemulinternaionaldeunitidemsur(SI)esteWattul[W].n energetic se utilizeaz multiplii acestuia: 1kW = 103 W i respectiv1MW = 103 kW = 106 W Pentru energie, unitatea de msur n sistemul internaional de uniti de msur (SI) este Joule- ul [J]. n energetic se utilizeaz multiplii acestuia: 1kWh = 103 kW x 3600 s = 3,6 x 106 J i respectiv 1GWh = 106 kWh 1TWh = 109 kWh Dac un volum de ap V (m3) se afl la cota H1 respectiv la nlimea H(m) deasupra unui plan de referin de cot H2, atunci posed o energie potenial (fig. 2.1): Figura 2.1. Energia unui volum de ap aflat la cota H1 de un plan de referin | | ) 1 . 2 ( 81 , 9) ( ) ( / 81 , 93 3kJ H Vm H m V m kN H V g Ep== = =26DacvolumulVsescurgepealbiaunuicursdeapntimpult,atuncienergia potenialdevineenergiecinetic,iarcursuldeappesectoruldintreH1 iH2 areputerea P = E / t: (2.2) Energia pe care cursul de ap o poate livra ntr-un an, denumit potenial energetic al cursului de ap pe sectorul definit anterior, se obine nmulind puterea cu numrul de oredintr-unan.Datfiindfaptulcdebitulruluivariaznacestinterval,atunci energia livrabil se calculeaz cu debitul mediu multianual Qm : (2.3) Putereahidroelectricacursuluideapsepoatefructificanumaiprinamenajarea hidroenergeticasectoruluideru.Putereafructificabilestemaimicpentrucnumai o parte din debitul rului poate fi trecut prin turbine, pe circuitele hidraulice ale amenajriiaparpierderidesarcin,transformareaenergieihidraulicenenergie mecaniciaenergieimecanicenenergieelectricsefacecupierderi,intervenind randamentele transformrilor. Relaia de calcul a puterii devine: (2.4) unde apar notaiile: Hbr = cderea brut pe sector; = coeficientul de utilizare a debitului datorit deversrilor i prelevrilor pentru alte folosine t= randamentul hidraulic, exprimat sub forma: iar t este randamentul turbinei, g este randamentul generatorului, iar Geste randamentul global, cu valori uzuale ntre 75 % i 85%. | | kW H Q HtVtEP 81 , 9 81 , 9 = = =| | an kWh H Q P Em/ 8600 8760sector= =br m G br g t h mH Q H Q P 81 , 9 81 , 9 = =afluent mediu debitutilizabil mediu debit= =muQQhidraulic circuitul pe sarcina de pierderile;= =rbrr brbrhh cuHh HHH272.2. POTENIALUL HIDROENERGETIC AL CURSURILOR DE AP Prininventarierearesurselorhidroenergeticeseurmretedeterminareacantitiide energiecarepoatefiobinut,variaiaeintimpilocalizareaeigeografic. Inventarierearesurselorhidroenergeticeseefectueazprinstudiipefiecarecursde ap n parte, pe baza datelor fizico-geografice, tehnice i economice, innd seama de condiiile specifice ale regiunii sau rii respective. Potenialulhidroenergeticteoretic(saubrut)reprezintaportultuturorresurselor deenergiehidraulicnaturalaleunuibazin,frsinseamadeposibilitile tehnice i economice de amenajare. El corespunde unei utilizri integrale a cderii i a disponibiluluideapalbazinului,cuunrandamentidealde100%.Acestpotenial teoretic include att potenialul de suprafa, ct i potenialul liniar. Potenialulteoreticdesuprafasereferlaapeledelasuprafaapmntuluii anume la cele de precipitaii i la cele de scurgere. Potenialul teoretic de precipitaii Ep,reprezintechivalentulenergeticalntreguluivolumdeaprezultatdin precipitaiile ce cad pe o anumit suprafa: Ep = 2,725 h S H0 [kWh/an] (2.5) unde:h- reprezint nlimea medie a precipitaiilor, n mm/an;S- mrimea suprafeei, n km2;H0-altitudineamedieasuprafeei,fadenivelulmrii,saufadeunalt reper, n m. Potenialulteoreticliniaralcursurilordeapreprezintenergia(sauputerea) maxim care se poate obine de pe rul respectiv (sau de pe un anumit sector al su). Pentru un anumit sector al cursului de ap se obine cu relaiile ( 2.2) i (2.3). Potenialulteoretic(brut)esteomrimebineprecizatcarerezultdinanumite operaiidecalculcenupotfialtfelinterpretate.Dinacestpunctdevedereel reprezintomrimeinvariabilntimp(admindcmodificrileclimaticenusunt eseniale) i independent de condiiile tehnice sau economice. De aceea, dei prezint dezavantajuldeanufiomrimefizicreal,potenialulhidroenergeticteoreticeste folosit pentru studii comparative. Potenialul tehnic amenajabil reprezint puterea i energia electric care ar putea fi produsprinamenajareapotenialuluiteoreticalcursurilordeap,nmsurancare amenajarea este realizabil n condiiile tehnice actuale, i innd seama de pierderile careaparlatransformareaenergieihidraulicenenergieelectric(acesteareprezinta inmedie20...25%dinpotenialulnet).Dincauzaacestorinflueneilimitri, potenialultehnicamenajabilnusepoatedeterminadectnurmaelaborrii schemelor de amenajare hidroenergetice. Potentialuleconomicamenajabilcorespundeputeriiicapacitiideproducerede energie a acelor uzine prevzute in cadrul potenialului tehnic, care pot fi amenajate in condiii considerate economice la o anumit etap de dezvoltare. Valoarea sa variaza indecursultimpului,fiindpermanentinfluenatdeoseriedefactorienergo-28economiciidealttip.nultimiledeceniiaufostfluctuaiiimportante,generatede variaiapreuluicombustibililorfosili,demodificrileclimatice,demodulde apreciere a efectelor produse de amenajrile hidroenergetice asupra mediului etc.Din rezultateleobinutenrileeuropenesepoatededucecpotenialulcarepoatefi amenajatincondiiieconomicevariazntre18i22%dinvaloareapotenialului teoreticdescurgere,respectivntre50i75%dinvaloareapotenialuluitehnicame-najabil. 2.3. EVALUAREAPOTENIALULIHIDROENERGETIC LINIAR Potenialul hidroenergetic teoretic se calculeaz pe sectoare caracteristice ale fiecrui curs de ap. Pe cursurile de ap mici, sectorizarea se face lund drept limite punctele deconfluencuafluenii,zoneledeschimbareapanteirului,amplasamentele probabilealeuvrajeloramenajrii.Pentrucursuriledeapimportante,undeaportul diferiiloraflueniesteredus,potenialulteoreticsepoatecalculapesectoarede lungime egal, cuprins ntre 10 i 100 km.

Considernd un sector de lungime L, ntre cotele H1 i H2 cu debitul mediu Qm (fig. 2.2), potenialul energetic al sectorului este: (2.6) unde Qm ( m3/s) este debitul mediu multianual pe sector. Figura 2.2. Notaii pentru calculul potenialului liniar Deregul,ncalculsefolosescmaimultevaloricaracteristicealedebitelor:debitul mediumultianualQm,debitelecuasigurareade50%ide95%,debitelemediiale semestrelordeiarn,respectivdevar.Potenialulcalculatpebazadebituluimediu multianualindicvaloareamaximaproducieideenergiecarepoatefiobinutpe sectorulderurespectiv.Deoareceaceastvaloareesteinfluenatdevalorile extremealedebitelor,seconsidercdebitulcuasigurare50%permiteaprecierea funcionrii normale a uzinei hidroelectrice. Debitul cu asigurarea de 95% d indicaii asupraenergieigarantate,carepoatefiobinutprinamenajareasectoruluideru. | | kW H Q Pm = 81 , 929Potenialulcalculatpebazadebituluimediudeiarnsaudevarpermitesse aprecieze repartizarea n timpul anului a produciei de energie hidroelectric.

Potenialulspecificliniarexprimgraduldeconcentrarealpotenialuluiteoretic liniar.Acestasecalculeazprinraportareapotenialuluiliniarlalungimeasectorului de referin: (2.7) ) / ( sector pe cursului panta este unde Km m i . Dacpotenialulsereferlaenergiaprodus,lundnconsideraiedebitulmediu multianual rezult: (2.8) i deci potenialul specific energetic: (2.9) Pentruinventariereapotenialuluiliniarsuntnecesarestaiihidrometrice,nvederea cunoateriiregimuluihidrologicalcursurilordeap,iridicritopo,constndnnivelmente i profile n lung, pentru stabilirea pantelor i a cderilor. La inventarierea potenialuluihidroenergeticalRomnieis-austudiatcirca25000kmderuri.Pe aceastacales-aupusinevidensectoarelecelemaibogatedinpunctdevedere hidroenergetic,careofercelemaifavorabilecondiiideamenajare.Pentru determinareapotenialuluitehnicamenajabils-auelaboratschemedeamenajare pentru toate cursurile de ap mai importante, dotate cu un potenial liniar mai mare de 300kW/km.Lantocmireaacestorschemes-ainutseamadecondiiilenaturale locale i de restriciile de mediu. Potenialulhidroenergeticteoretic(brut)estereprezentatpehriiplanuriprin diverse sisteme de reprezentare grafic, care ncearc, fiecare, s fie ct mai sugestive. Ceamaidesfolositestereprezentareaprinbenzienergetice,careseobineprin trasareanlungulcursuluideapaunorbenzihauratesaunegrite,acrorlime esteproporional,laoanumitscar,cuvaloareapotenialuluiliniarspecificpe sectorul respectiv. n figurile 2.3 i 2.4 sunt redate benzile energetice ale principalelor cursuri de ap din Romnia. n figura 2.3 benzile corespund evalurii din anii 80 (Koglniceanu, 1986). nfigura2.4estereprodushartarealizatdeprofesorulDorinPavel(Pavel,1933) ntr-olucraredereferinprivindevaluareaforelorhidraulicedinRomnia.n aceeai lucrare se aprecia c teritoriul Romniei dispune de o putere brut de cca 6000 MW,cuoproduciedeenergiede36TWh/an.Cifrelesebazaupestudiulaunui numrde567deuzinehidroelectrice,conceputeconformperformanelortehniceale perioadei respective. | | km kW i QLHQLPpm m P/ 81 , 9 81 , 9sector /===| | an kWh H Q P Em/ 8600 8760sector = = | | an km kWh i QLEpm E, / 8600sector /==30 Figura 2.3. Potenialul tehnic liniar al cursurilor de ap din Romnia 31 Figura 2.4. Benzile energetice reprezentnd potenilaul tehnic amenajabil evaluat de profesorul Dorin Pavel 32Pentru reprezentarea potenilului liniar se mai pot folosi linii paralele cu sectoarele de ru,care,potrivituneilegendestabilite,indicvaloareapotenialuluihidroenergetic teoreticliniarspecific.Uneorisereprezintpotenialulbrutprinfigurigeometrice,a crorsuprafaesteproporionalcuvaloareapotenialului.Sefolosescfoartedes ptrate sau cercuri. Ceamaicomplexreprezentaregraficoformeaznsceafcutnaanumita caracteristiccadastral,saucadastrulhidroenergetic(UPB,2006).Aceast reprezentaregraficconineurmtoarelecurbe,carecaracterizeazxbazinulrului respectiv:- profilul n lung al rului z = z(L);- suprafaa bazinului funcie de lungimea rului S = S(L);- variaia debitului total n lungul rului Q = Q(L);- variaia debitului specific q = q(L);- variaia potenialului specific p = p(L).Deasemeneapegraficsemaiindiclungimeankilometri,pantamedieafiecrui sectoralruluii()icotelez(nmdM)alepunctelorcaredelimiteazfiecare sector.Printr-uncerc,hauratsaunegritpejumtate,seindicpunctelencarerul primete aflueni i de pe care parte a sa vin acetia (dreapta sau stnga). 2.4. POTENIALUL HIDROENERGETIC AL ROMNIEI

nRomniaresurseledeapdatoraterurilorinterioaresuntevaluatelaaproximativ 37miliardem3/an,darnregimneamenajatsepoatecontanumaipeaproximativ19 miliardedem3/an,dincauzafluctuaiilordedebitealerurilor.Aportulanualal Dunrii, la intrarea n ara noastr, este n medie de 170 miliarde m3/an (de peste 4 ori mai mult dect toate rurile interioare), dar Romnia poate beneficia numai de o cot parte din acest stoc. Resursele de ap din interiorul rii se caracterizeaz printr-o mare variabilitate, att n spaiu,ctintimp.Astfel,zonemariiimportante,cumarfiCmpiaRomn, podiul Moldovei i Dobrogea, sunt srace n ap. De asemenea, apar variaii mari n timpadebitelor,attncursulunuian,ctidelaanlaan.nluniledeprimvar (martie-iunie)sescurgepeste50%dinstoculanual,atingndu-sedebitemaximede sutedeorimaimaridectceleminime.Toateacesteaimpuncanecesarrealizarea compensrii debitelor cu ajutorul lacurilor de acumulare. n ceea ce privete potenialul hidroenergetic al Romniei se apreciaz c potenialul teoreticalprecipitaiilorestedecirca230TWh/an,potenialulteoreticalapelorde scurgere de aproximativ 90 TWh/an, iar potenialul teoretic liniar al cursurilor de ap estede70TWh/an.ntabelul1.1seindicvalorilepotenialuluihidroenergeticde scurgere,procentulreferitorlapotenialuldinprecipitaii%Ep,potenialulteoretic liniarconsideratladebitulmediuipotenialultehnicamenajabil,pentructevadin bazinele cursurilor de ap mai importante din Romnia. Seobservcpotenialulteoreticliniarmediualrurilorrii,inclusivparteace revine Romniei din potenialul Dunrii, se ridic la 70 TWh/an, dincare potenialul tehnicamenajabilreprezint36TWh/an(2/3datderurileinterioarei1/3de Dunre). 33Tabelul 1.1. Potenialul hdroenergetic al Romniei . Potenialul hidroenergeticDe scurgereTeoreticliniar TehnicamenajabilBazinul SuprafaaKm2TWh/an % Ep TWh/anTWh/an Some 18.7409,0039 4,202,20Criuri 13.0854.,5043 2,500,90Mure 27.84217,1042 9,504,30Jiu 10.5446,3048 3,150,90Olt 24.50713,3038 8,255,00Arge 12.4245,0040 3,101,60Ialomia 10.8173,3039 2,200,75Siret 44.99316,7037 11,105,50Total ruri interioare 237.50090,0039 51,5024,00Dunre -- - 18,5012,00Total Romnia 237.50090.00039 70,0036,00 Estimri mai recente, concordante de altfel cu evalurile din 1985, arat c potenialul hidroenergetic atinge circa 40 TWh/an i este astfel distribuit: - cursuri de ap interioare 25 TWh/an;- Dunrea, cota Romniei 11,5 TWh/an;- micropotenial 3,5 TWh/an. Valorilecaracteristicealediferitelorcategoridepotenialhidroenergeticaratco seriedebazinehidrografice,cumarfiSiretul(careincludeirulBistria),Oltul, Argeul,Mureul,prezintunpotenialnsemnat.Condiiifavorabiledeamenajare sunt pentru mai multe ruri, cum ar fi Bistria, Argeul, Lotru, Sebeul, Someul, Rul Mare, Oltul, Siretul, .a. La nivelul anului 2005 producia de energie a fost de cca 16 500 GWh/an, realizat n principal n 129 de centrale hidroelectrice. Puterea instalat n anul 2005 era de 6 335 MW. Ehergia hidroelectric reprezint n medie 1/3 din producia de energie electric a Romniei. 2.5. POTENIALUL HIDROENERGETIC MONDIAL Potenialulhidroenergeticmondial,exprimatnputere,estedepeste2milioanede MW, din care microhidro atinge 27 800 MW. Repartiia pe continente a potenialului amenajaticotaprocentualpecareoreprezintpotenialulamenajatraportatla potenialul evaluat la nivelul anului 2005 sunt prezentate n tabelul 2.2.Seconstatcntimpaexistatotendindecretereavaloriipotenialului hidroenergetic teoretic i amenajabil. Aceasta, pe de o parte, datorit creterii precizieidatelordebaz,hidrologiceitopografice,iar,pedealtparte,datoritprogreselor tehnicii n general i n domeniul amenajrii uzinelor hidroelectrice n special, ceea ce 34a creat condiii pentru folosirea unui potenial considerat nainte ca neeconomic sau de neutilizabil. Tabelul 2.2. Rerpartiia pe continente a potenialului exprimat n putere PotenialPotenial amenajatContinentul MWMW% din potenial Asia America de Sud Africa America de Nord Rusia Europa Australia 610 000431 900358 300356 400250 000245 50045 000222 637123 71221 644164 12745 700179 50213 47136,5 28,6 6,0 46,1 18,2 73,0 29,0 TOTAL GLOB2 200 000 778 138 35,3 nceeacepriveterepartiiateritorialseobservcAfrica,consideratmulttimp drept continentul cel mai bogat n resurse hidroenergetice, nu deine ntietatea, Asia avndunpotenialdeaproapedouorimaimare,iarnceeaceprivetepotenialul specific (kWh/km2) Africa prezint o valoare mai redus chiar dect media mondial. nceeaceprivetepotenialulmondialtehnicamenajabilexprimatnenergie, conform datelor IHA (Laffite i Bartle, 2000), acesta este de 14 370 TWh/an, din care 8080 TWh/an este economic amenajabil. La nivelul anului 2000 se produceau pe cale hidro 2070 TWh/an, adic cca 19% din consumul total de energie pe glob. La aceai dat, puterea instalat era de 674 GW, cu 108 GW n construcie, iar n 2005 puterea instalat a crescut la 778 GW. Repartiia pe continente a potenialului hidroenergetic, a energiei produse annual i a gradului de amenajare (procentual)exprimat n energie este redat n figururile2.5.i 2.6. Figura 2.5. Repartiia pe continente a potenialului hidroenergetic 35

Figura 2.6. Procente din potenialul hidroenergetic care au fost amenajate i contribuie la acoperirea consumului energetic mondial Pentruformareaunorrepere,ntabelul2.3suntprezentatecelemaimariuzine hidroelectrice aflate n prezent (2008) n exploatare. Tabelul 2.3. Cele mai mari uzine hidroelectrice din lume NumearaAnul Putere instalat Energie produs anual Three GorgesChina2009 18,200 MW ItaipBrazilia/Paraguay1983 12,600 MW 93.4 TWh GuriVenezuela1986 10,200 MW 46 TWh Grand CouleeStatele Unite1942/80 6,809 MW 22.6 TWh Sayano ShushenskayaRusia1983 6,400 MW Robert-BourassaCanada1981 5,616 MW Churchill FallsCanada1971 5,429 MW 35 TWh Porile de FierRomania/Serbia1970 2,280 MW 11.3 TWh n figura 2.7 este prezentat situaia amenajrii potenialului hidroenergetic european. ndreptulfiecreirisunttrecuteprocentuldinpotenialcareesteamenajati producia de energie n GWh/an. 36 Figura 2.7. Amenajarea potenialului hidroenergetic european 37Aceleaidateseregsescnfigura2.8,ntr-oreprezentaremaisugestiv.nabscis sunt poziionate rile n ordine alfabetic, iar n ordonat producia anual de energie. Figura 2.8. Energia electric produs i restul de potenial neamenajat al rilor europene 2.6. SCHEME DE AMENAJARE Energia hidraulic natural este distribuit destul de neuniform de-a lungul cursurilor de ap. Ea se consum n cea mai mare parte ca energie denvingere a rezistenelor pecareleopunecurgeriipatulneregulatalrurilor.Restulenergieiseconsumprin aciunea de erodare a albiei i a versanilor. Scopulamenajrilorhidroelectriceestereducereantr-omsurctmaimarea pierderilordeenergieiconcentrareacderilorpesectoarescurte,invederea producerii de energie electric. 38Creareauneicdericoncentratepeuncursdeapsepoaterealizapemaimulteci (fig. 2.9) : - prin construirea unui baraj care ridic nivelul apei i reduce viteza de curgere pe o anumit distan n amonte (fig. 2.9, a); - prin derivarea apei din albia cursului printr-o aduciune cu pant redus, care conduce apa cu pierderi de sarcin mici (fig. 2.9, b); - printr-o dispoziie mixt, de ridicare a nivelului i de derivare a apei (fig. 2.9, c i d). Figura 2.9. Scheme de amenajare standard 39 n figura 2.9 se remarc i construciile principale care intervin n cadrul unei scheme de amenajare. Astfel: Barajele de acumulare concentreaz cderea n seciunea de barare i formeaz lacuri de acumulareimportantepentruregularizareadebitelor,ntimpcebarajeledederivaie (stvilarele) ridic local nivelul apei pentru a putea fipreluat de aduciune. Prizele deap, dispuse n corpul barajului sau mai adesea n versani, preiau debitele ce merg ctre turbine i le dirijeaz n aduciuni, sau , dup caz,direct n conductele forate. Aduciunile, care pot fi canale cu nivel liber sau galerii sub presiune, transport debitul turbinat ctre camerele de echilibru camere de ncrcare n cazul canalelor de aduciune i respectiv castele de echilibru n cazul galeriilor de aduciune. Camerele de echilibru sunt dispuse ntre aduciuni i conductele sau galeriile forate. Ele auroluldealimitasuprapresiuniledinamiceprovocatedevariaiiledesarcindela central i de a furniza debit pentru pornirea centralei, respectiv de a nmagazina debit la oprirea acesteia. Conductele sau galeriile forate conduc apa de la camerele de ncrcare spre central, pe o diferen de nivel mare i cu viteze i presiuni mari. Centralelehidroelectricecuprindconstruciileiinstalaiilecareasigurcircuitul hidraulic ctre i de la turbine, gzduesc turbinelei generatorii, precum i mecanismele de reglare a sarcinii, instalaiile conexe, panourile electrice etc. Canalelesaugaleriiledefugconducapeleturbinatectrepunctelederestituien cursuriledeap.ncazuluzinelorhidroelectricecarefurnizeazenergiedevrfi lucreaz un numr limitat de ore pe zi, debitele turbinate sunt preluate de un bazin (lac) redresor,denumitnfigura2.9regularizare,dincaresedescarcnavalundebit cvasiconstant. nfunciedemoduldeconcentrareacderii,sedeosebesctreitipuriprincipalede amenjari hidroelectrice: amenajriuzin-baraj(fig.2.9,a),cndcentralaestedispusnimediata apropiere a barajuluiintreaga cdere este realizat numai prin intermediul barajului; amenjridederivaie(fig.2.9,b),cndcentralaestedispuslacaptulavalal uneiderivaiiifolosetecdereaobinutprinreducereapanteidecurgereprinaceast derivaie fa de panta rului; amenajri mixte, cu baraj i derivaie, cnd centrala folosete cderea obinut att prin construcia barajului cti prin aceeaa derivaiei; schema dinfigura 2.9,c reprezinto soluie cu centrala situat la zi, iar schema din figura 2.9, d reprezint o soluie tot mai des ntlnit, cu centrala situat n subteran. Se precizeazc prin denumirea deuzin hidroelectric (prescurtat UHE) se nelege totalitatealucrrilordeconstrucieiaechipamentelorcarealctuiescoamenajare hidroelectric,delacaptareipnlapunctulderestituieaapelorturbinate.Prin central hidroelectric (prescurtat CHE) se nelege numaiconstruciacare n principal 40adpostete circuitul hidraulic ctre i de la turbine, turbinele i generatoarele i instalaiile anexe. 2.6.1. Scheme de amenajare ale uzinelor hidroelectrice de tip baraj. LaacesttipdeamenajarentreagacderefolositdeUHEesterealizatprin construcia barajului. Cldirea centralei este aezat n acelai amplasament, n corpul barajuluisaulapiciorulbarajului,oriimediatnavaldebaraj,pemalurilesaun versaniicursuluideap.Uzinaareaduciunifoartescurtesaunumaiconductesau galerii forate. Cderile pentru care se construiesc aceste uzine sunt cuprinse ntre mai puin de 5 m pn la peste 200 m, limita maxim atins fiind de 300 m (UHE Nurek pe rul Vahs-Rusia).Volumullacurilordeacumularecreatedebarajeleacestoruzinevariazde asemeneanlimilefoartelargi,delavolumemici,carenupotasiguradecto compensareoraradebitelor,pnlavolumefoartemari,carepermitoregularizare multianual a debitelor. Cele mai mari acumulri din lume s-au realizat la amenajrile cu uzine baraj de pe marile fluvii (UHE Bratsk, cu179 miliarde m3 iUHE Kariba cu 160 miliarde m3 ). Uzine-baraj de cdere mijlocie sau mareLaacesttipdeamenajarecldireacentraleiesteamplasatlapiciorulbarajuluisau imediatnavaldebaraj,pemalulcursuluideapsaunsubteran,ntr-unuldin versani.Dispoziiageneraldepindedelimeaalbieiidetipuldebaraj.Aducerea apei la turbine se realizeaz prin conducte forate scurte, care traverseaza barajul, sau prin galerii forate care strbat versanii. Schema se utilizeaz pentru amenajarea fluviilor i a rurilor mari n zonele de munte, la trecerea lor prin defilee. Sunt de preferat amplasamente care nu afecteazlocaliti icidecomunicaieimportante.Pentruacreaocderemareseconstruescbaraje nalte,carelarndullorformeazlacurideacumularecuvolumefoartemari.Cele maimariUHEexistentesuntconstruitepemarilefluviicauzine-baraj,folosindn numeroasecazuribarajemainaltede100m.Lacuriledeacumularealeacestor amenajriservescmaimultortipuridefolosine,curentpentrualimentarecuapi pentru atenuarea viiturilor.Uneori acest tip de schem de amenajare se asociaz unor acumulri pe ruri cu resurs energetic mai redus, realizate preponderent pentru alte folosine. nastfel de situaii se fructific doar cderea creat, dar debitul uzinat este redusideciiputereacentralei.Acesteamenajrinusuntderegulimportante pentru sistemul energetic. Incazulbarajelordebeton,schemadeamenajareaUHEestemaisimpl,cldirea centraleifiindamplasatlapiciorulbarajului,saulngunuldinmaluri,pentrua permite descrcarea apelor mari peste cealalt parte a barajului. Aducerea apei se face princonducteforatescurtecaretraverseazbarajul,cteunapentrufiecareturbin, cu prize de ap pe paramentul amonte al barajului (fig. 2.10). Cnd valea este ngust, centrala se amplaseaz la mijlocul vii, iar evacuarea apelor marisefaceprintr-undeversorlateral,saupestecentralprintr-otrambulin.Oalt soluie este poziionarea centralei n aval de baraj, lng unul din maluri. n acest caz 41aducereaapeisefacepringaleriidederivaieprinversani,cuprizeledeapn versant sub forma unor turnuri de priz. Figura 2.10. Dispunrea clasic a unei UHE-baraj n cazul barajelor din beton Situaiacentralelorasociatecubarareavilorngusteesteilustratnfigura2.11,n care se prezint UHE Tarnia, de pe Some, singura uzin baraj din Romnia. UHE Tarnia constitue treapta a doua a amenajrii hidroelectrice a Someului Mic. Figura 2.11. AHE Tarnia pe Someul Mic Nivelul creat prin barare Patul ruluiNivelul vechi al rului BARAJVEDERE N PLAN SECIUNE PRIN CHE SECIUNE PRIN GOLIREA SECIUNE PRINDE SEMIADNCIMEDESCRCTOR CHBaraj Grtar Conduct fora Centrala hidroelectricGolire desemifundCHEVan segmentClapet 42Centralahidroelectricareoputerede45MW,laocderede80,50m.Debitul instalat este de 68 m3/s, iar producia de energie de 80 GWh/an. Barajulicentraladelapiciorulavals-auamplasatntr-ozondechei,cucondiii morfologice i geologice bune. Barajul are 97 m nlime, fiind foarte svelt. Centrala este separat structural de baraj printr-un rost permanent. Prizele i conductele forate alecelordougrupuricuturbineFrancisalecentraleihidroelectricesuntplasatendou ploturi centrale.Descrcarea debitelor maxime se face printr-un descrctor de suprafa amplasat la malul drept i prin dou goliri de semiadncime care au canale rapide ce bordeaz cldirea centralei. ncazulbarajelordinmaterialelocaleprizaiconducteleforatenumaipotfi amplasatencorpulbarajului.nplus,dincauzaamprizeimariabarajuluiia moduluideevacuareaapelormari,centralasedispunespreaval.Mairarinumai pentrubarajesub80ms-aurealizataduciunisubcorpulbarajului,subformde conductemetaliceplasatengaleriipurttoare,cuprizedeapdetipturn.Uzual amplasareacentraleisefacefiesuprateran,launuldinmaluri,saunsubteran,ntr-unul din versani. Cu titlu de exemplu, n fugura 2.12 este prezentat UHE Xiaolangdi dincadrulamenajriihidroelectriceaFluviuluiGalbendinChina.Laocderede 139micuundebitinstalatde1200m3/s,centralasubteranareoputerede1800 MW i produce anual 5100 GWh. Figura 2.12. Uzin-baraj, cu amplasarea centralei n subteran Baraj CHEPROFIL LONGITUDINAL PRIN CIRCUITUL HIDRAULIC Galerii foratePLAN DE SITUAIE Galerii de fugLacCHE subteran 43 n figura 2.13 este prezentat o uzin baraj de cdere medie la care blocul prizei este amplasatnfrontulbarat.Deaceastdatcldireacentraleiestesuprateran, poziionatlaunversant.Laocderede68mcentralaareoputerede1240MW. Conductele forate, scurte, sunt pozate pe versant. Figura 2.13. UHE baraj de cdere medie Pentruaevideniadimensiunilelacarepotajungeuzinelebarajrealizatepemarile fluvii, n caseta urmtoare se prezint, n ordinea intrrii lor n exploatare,cele dou uzinehidroelectricecaredeinrecordurilemondialenceeacepriveteproduciade energieirespectivdeputeredisponibil.Pentrucomparaieesteprezentati amenajarea hidroenergetic de la Boulder (Hoover), care la data intrrii n exploatare a deinut recordul mondial. Uzina hidroelectric de la Itaipu pe fluviul Parana (figura 2.A1), dat n exploatare n 1984,afostrealizatncomundeBraziliaiParaguay.Putereainstalatestede14 000MW,fiindmajoratnanul2004delavaloareainiialde12600MWprin adugarea a dou noi grupuri. n prezent dispune de 20 de grupuri de 700 MW fiecare. Producia record a anului 2000 a fost de 93,4 TWh. Din acest punct de vedere centrala delaItaipupstreazprimullocnlume,depindcaproduciedeenergieceamai mareuzinhidroelecticcaputereianumeThreeGorgescareproducenumai84 TWh/an. Centralaare o cdere de118,4m,este echipatcuturbine Francis,iar debitul uzinat de fiecare turbin atinge 700 m3/s. Barajul care realizeaz cderea este un baraj evidat, de 196 m nlime, cu o lungime la coronament de 1064 m. Descrctorul este echipat cu 14 stavile segment de 20 x 21,3 mfiecare. Debitulcapabilal descrctoruluieste de62200m3/s.Volumullaculuiestede29miliardedem3,iarvolumulutilde19 miliarde de m3. Esteinteresantdereinutcnanul1995uzinadelaItaipuafostinclusntrecele apteminunialelumiimodernedectreAmericanSocietyofCivilEngineers (ASCE). 68 m 44Cteva date care explic alegerea: volumul de beton utilizat pentru construcia uzinei arfiajunspentruconstruciaa210stadioanecucapacitatede80000locurifiecare, iar cu fierul utilizat se puteau construi 380 de turnuri Eifel. Figura 2.A1. Amenajarea hidroenergetic Itaipu, pe fluviul Parana VEDERE N PLAN SECIUNE PRIN CENTRAL VEDERE DIN AVAL de45UzinahidroelectricdelaThreeGorgedinChina(figura2.A2)deinerecordul mondialdinpunctdevederealputeriiinstalatecu18200MW.Energiaelectric produs n anul mediu hidrologic este de 84,7 TWh. Figura 2.A2. Amenajarea hidroenergetic Three Gorges pe fluviul Yangtze VEDERE IN PLAN SECTIUNE PRIN CENTRALA PROFIL LONGITUDINAL PRIN ECLUZE Descrctor46Centrala este echipat cu 26 de grupuri de 700 MW fiecare. Cderea maxim este de 113m, iarcdereaminimde70m. Cldirilecentralei, cte una la fiecaremal, sunt poziionatelapiciorulbarajelornedeversante.Construciacentralelorainclus3,45 milioane de m3 de beton i 124 de mii de tone de armtur. Barajulprincipalestedebetondegreutate,cunlimeade181milungimeala coronamentde2309m.Zonadeversantare483mlungime,estesituatnzona central i este echipat cu 22 de stavile i 23 goliri de fund, cu o capacitate maxim de descrcare de 102 500 m3/s. Volumul lacului este de 39,3 miliarde de m3, din care 22,15miliardedem3pentruatenuareaviiturilor.Asigurareampotrivainundaiilora zoneiavala crescutla 1%, iarlalimitavalulpoatetranzita viitura cuasigurarea de 0,1%. Lacul de acumulare are o suprafa de 632 km2 i a inundat 24 000 ha de teren cultivat i a impus strmutarea a cca 1 milion de persoane. Unelementdeinteresestemodulderezolvareanavigaieipesectorulamenajat. Capacitatea de trafic, de 10 milioane de tone dinainte de barare va fi crescut la 50 de miloane detone. Navigaia se face printr-o ecluz i un lift de vase. Ecluza are dou fire cu cinci trepte de ecluzare fiecare. Liftul cuprinde un container de 120 x 18 x 3,5 m ce poate acomoda vase de pn la 3000t. UzinahidroelectricHooverfigura2.A3-(vechiulnumeBoulder),construitpe fluviulColorado,nUSA,adeinutladatapuneriinfunciune,n1936,recorduln domeniu.Putereainstalatestenprezentde2080MW,iarnanul2005centralaa produs 3,25 TWh.Dup cum se poate urmri n figur, barajul de greutate n arc nchide o vale ngust, detipcanion.nlimeabarajuluiestede221m(unrecordmondialladata construciei)iardeschiderealacoronamentestedenumai379m.Volumullacului creat de baraj, de 38,54 miliarde de m3, constitue i astzi cel mai mare volum de lac deacumularedinUSA.Descrctoriibarajuluisuntnprincipalceledoucanale laterale echipate cu stavile, care pot evacua 11 300 m3/s. Datorit configuraiei vii, centrala este situat imediat n aval de baraj inu la baza barajuluiiestedivizatndouuniti,fiecarelabazaacteunuiversant. Dispunereasimetricantregiischemesedatoreazfaptuluicnseciuneabarat fluviulColoradoconstituegraniadintredoustateamericane,NevadaiArizona. Debitulestepreluatde4turnuridepriz,ctedoupefiecareparte.Doufirede conducteforatesuntamplasatenfostelegaleriidedeviere.Altedoufirede derivaie forat au fost special excavate n versant. Ctre cele 18 turbine Francis apa este condus de patru conducte forate, de la care pleacdistribuitorii. Amenajareadispunedeocderede178m,iardebitulinstalatestede780m3/s. Cldirile centralelor se ntind pe 217 m n lungul rului. AmenajareadelaHooverarenunumairolhidroenergetic,easervindipentru atenuarea viiturilor, pentru irigarea terenurilor cu deficit de ap din zona aval, pentru asigurarea alimentrii cu ap i pentru mbuntirea navigaiei. 47 Figura 2.A3. Amenajarea hidroenergetic Hoover pe fluviul Colorado PLAN DE SITUAIE SECIUNE TRANSVERSAL PRIN CENTRALE VEDERE AERIAN 48Uzine-baraj de cdere mic sau fluvialeLa acest tip de amenajri cladirea centralei este amplasat n albia cursului de ap, in prelungireabarajuluiipreiadirectpresiuneaapeidinamonte.Cderealacarese poateadoptaacestmoddeamplasareacentraleidepindedepantaiconfiguraia rului i de condiiile de fundare, variind ntre civa metri pn la 30 ... 35 m. Inregiunilededealsaucolinare,pentruaseevitainundareaunorlocaliti,aunor suprafeemari de teren sau acilor de comunicaie,se pot construi numaibaraje de inlime mic. Demulte ori lacul de acumulare este conturat pe un mal, sau chiar pe ambelemaluri,debarajelaterale,adeseanumiteimpropriudiguri.Prinaceast dispoziie n plan se menine n limite raionale inundarea terenurilor din albia major i se protejeaz aezrile (fig. 2.14).

Fugura 2.14. Planul de situaie al unei uzine-baraj de cdere mic Uzinele-barajdecderemiccuprindngeneralunbarajdeversordebetoncu stavile,pentruevacuareaapelormari,cldireacentraleicuechipamentul electromecanic,staiadeconexiunisitransformareibarajelelaterale(digurile)de protecieaterenurilorriverene.navalalbiaruluiesteregularizatiadncitpeo anumit distan, pentru mrirea cderii disponibile. Pentruexemplificare,nfigura2.15seprezintplanuldesituaieiseciuni caracteristicealeUHEHaeg,ultimatreaptaamenajriihidroenergeticeaRului Mare.Amenajareacuprindeunlacdeacumularede118ha,cuunvolumde11,5 milioanedem3,conturatdeunbarajlateral(dig)lamalulstng,unbarajdeversor pentru descrcarea apelor mari i centrala hidroelectric. Centralaare ocdere de20m, un debitinstalatde90m3/s i furnizeazo putere de 15,8 MW. Este echipat cu 2 turbine Kaplan. Barajul, de tip stvilar, are o nlime de 32 m, iar barajul lateral are o lungime de 4,88 km, cu o nlime maxim de 15 m. De lacentraldebiteleturbinatesuntevacuateprintr-uncanaldefugde210mctre albia natural. 49 Figura 2.15. UHE Haeg Incazulamenajrilorfluviale,cldireacentraleiesteuzualamplasatlngunul dintremaluri(fig.2.16).ncazulcursurilordeapdefrontier,dacconfiguraia morfologic o permite, se construiete cte o central lng fiecare mal. Figura 2.16. Dispoziia general a unei UHE fluviale PLAN DE SITUAIEfuga SECIUNE PRIN BARAJ SECIUNE PRIN CENTRAL Baraj de nchidere 50Centralele sunt echipate cu turbine Kaplan sau Bulb. Volumul lacurilor de acumulare ale acestui tip de amenajri, dei mari ca valori absolute, sunt mici n raport cu stocul ipermitnumaioregularizarezilnicsausptmnaladebitelor.icderilesunt mici n raport cu volumele. Prin barare se creaz remuuri lungi, care reduc din cdere, n special dac se impune o cot controlat n amonte. Uzinelefluvialecucderimaimicide6...8m,careauacumulrireduse, funcioneaz pe firul apei isunt utilizate numai ca uzine de baz, adic acoper baza graficuluide sarcin.

Pentru a realiza varietatea de dispoziii posibile pentru amenajrile hidroenergetice i denavigaieafluviilor,ncasetaurmtoareseprezintuzinelehidroelectricedepe Dunre,xtevadinamontedeRomniaiapoiceledousistemehidroenergetice Porile de Fier I i II. AmenajareahidroenergeticaDunriiaurmritfructificareaintegrala potenmialuluihidroenergeticalfluviului.nfigura2.A4seredaubenzileenergetice alefluviuluipezonaamenajat.Deasemeneasuntindicatecele3locaiialeunor UHE de pe teritoriul austriac, sau la grania Austria Germania, care sunt prezentate ncontinuare,precumiamplasamentuldelaPoriledeFier,cuceledoutrepte amenajate. Potenialul hidroenergetic natural al fluviului Dunrea a fost estimat la 52 TWh/an.Pesectorulromnosrbesc,de229km,deinteresestezonadefileului, cunoscuticasectorulcazane,cuunpotenialenergeticde12,6TWh/anicu pante locale de 120 cm/km. Debitul mediu multianual pe sector este de 5540 m3/s. La o cdere amenajabil de 34 m, potenialul specific este cel mai mare din Europa: 8100 kW/km. Figura 2.A4. Potenialul liniar specific al Dunrii 51Pentrunceputseprezintsuccintceletreiuzinehidroenergeticedinamontede PoriledeFierisefacunelecomentariiprivinddispoziiageneralaacestora. Alctuirea frontului barat (figura 2.A5) cuprinde centrala, un baraj deversor i ecluze. Laprimeleamenajri,cumesteiUHEYbbs-Persenbeug(P=203MW,E=1282 GWh/an),datnexploataren1957,centralaafostfragmentatndoucorpuri, considerndcoasemeneadispoziieprezintavantajulunorpierderidecderemai mici fa de o dispunere grupat. Dificultile de exploatare pe care le prezint aceast dispoziie au fcut ca la urmtoarele amenajri grupurile s fie dispuse ntr-o singur central.Aas-aformatfrontulbaratlaUHEAschach(P=287MW,E=1648 GWh/an),centralaocupndzonamedianntreecluzeibarajuldeversor.Este interesantderemarcatfaptulcodispoziiesimilars-aalesipentruUHE Jochenstein (P = 66 MW, E = 425 GWh/an), dei este o amenajare de grani, unde de regul se prefer dispoziii simetrice.

Figura 2.A5 a. UHE Ybbs-Persenbeug Figura 2.A5 b. UHE Aschach 52 Figura 2.A5 c. UHE Jochenstein Amenajarea hidroenergetic i de navigaie Porile de Fier I i II (SHEN) constitue cea mai important amenajare, ca parametrii energetici, din Europa. Poziia lor n plan i profilul sinoptic al sectorului amenajat sunt prezentate n figura 2.A6. Figura 2.A6. Localizare i profil sinoptic prin SHEN Porile de Fier 53UHEPoriledeFierI(fig.2.A7)areoputereinstalatde2x1050MWio produciedeenergienanulmediuhidrologicde2x5250GWh/an(sespecificde fiecaredatcaracteristicleenergeticedecaredispunRomniaiSerbia,cupri egale).Cdereamaximlacentralestede34,50m,iarcdereamediede27,17m. Debitul instalat este de 2 x 4350 m3/s. Dispoziia general este simetric, cu un baraj deversor plasat n mijlocul albiei i cte ocentral io ecluz de fiecare parte aacestuia. Fiecare dintrecele dou ri aren acest fel amplasat pe teritoriul propriu jumtate din frontul barat. Figura 2.A7. Sistemul hidroenergetic i de navigaie Porile de Fier I Centralaesteechipatcu2x6turbineKaplan,iniialde175MWfiecare.Dupun proces deretehnologizare, grupurileromnetiau ajunsla 190 MW pegrup. Barajul deversorareonlimeconstructivde60m,olungimede441mi14cmpuri deversantede24mdeschidere,echipatecustavileplanedubletipcrlig.Debitul capabilaldescrctoruluiestede15400m3/s.Laculdeacumularecreatprinbarare areunvolumde1,45miliardedem3,ceeacepermiteooarecareelasticitaten funcionare, centralele lucrnd la semivrf i contribuind i la reglajul de frecven. UHEPoriledeFierII(fig.2.A8)areoputereinstalatde2x270MWio produciedeenergienanulmediuhidrologicde2x1325GWh/an,dincare50... 55%esteenergiedevrfidesemivrfi50...45%energiedebaz.Cderea maxim la central este de 12,75 m, iar cderea medie de 7,45 m. Debitul instalat este de 2 x 4250 m3/s. Pe sectorul amenajat albia se situeaz ntr-o zon deluroas, iar cursul apei se ramificn dou brae, care cuprind ntre ele insula Ostrovul Mare. Limea insulei atinge 2 km ROMNIA SERBIA 54i este neinundabil. Pe braul principal au fost construite centrala echipat cu 2 x 10 turbinebulbde27MWfiecare,barajuldeversor,barajuldenchideredinmateriale localei ecluza srbeasc. De aceast dat obiectele frontului barat sunt comune celor dou ri. Figura 2.A8 a. SHEN Porile de Fier II, nodul principal Nodul principal 55 Figura 2.A8 b. SHEN Porile de Fier II, nodul de pe braul Gogou i seciune prin centrala de pe firul principal Pe braul secundar Gogou au fost construite un baraj deversor, o central i baraje de nchidere ctre cele dou maluri. Astfel, amenajarea are dou baraje deversoare, unulpebraulprincipal,pentruparteasrb,iunulpebraulGogou,pentrupartea romn. Prin cele 14 cmpuri deversoare i prin 50% din grupuri se pot evacua 16 350 m3/s. Volumul lacului de acumulare este de 600 milioane de m3. 562.6.2. Scheme de amenajare ale UHE de derivaie Laacesttipdeschemntreagacdereesterealizatcuajutorulunorlucraride derivare a apei (canale, galerii, conducte) de lungime mare. Prin lucrri de derivare se potamenajancondiiiraionalesectoarelecursurilordeappecare,dincauza condiiilor locale, nu se pot realiza baraje de retenie. Dincauzaregimuluidefuncionarepefirulapei,frposibilitideadaptarea producieilaconsumuldeenergieelectric,schemeledeamenajarelacareintreaga cdereesterealizatnumaiprinlucrridederivaiesuntutilizatenumain urmtoarelesituaii: -pecursuriledeapdinzonademunte,cupantridicat,pecarenusint amplasamente favorabile pentru acumulri; de obicei aceste amenajri hidroenergetice se ncadreaz n categoria microhidrocentrale (MHC), care fac obiectul capitolului 7; - pe cursurile de ap din zona de deal i cmpie, cu vi largi, pe care nu se pot realiza acumulri; -pesectoarelecursurilordeapcareaudebiteleregularizatedeacumulrileunor UHE din amonte. UHEdederivaiecuprindunbarajdemicnlime(deobiceiunstvilar)pentru derivareaapelor,prizadeap,canalelesauconducteledeaduciune,camerade echilibru(dencrcare),conductaforat,cldireacentraleicuechipamentul electromecanicicanaluldefug(fig.2.17).Infunciedecdereaamenajatide structura i tipul de construcie al elementelor componente, UHE de derivaie sempart n amenajri de cdere mic sau de cdere mijlocie sau mare. Figura 2.17. Elementele componente ale unei scheme de derivaie Priz Camer de ncrcare Conduct forat CHE Canal57Uzine hidroelectrice de derivaie de cdere micAcesttipdeuzinseamenajeazpentrucderirelativreduse,pecursulinferioral rurilormariinzonelededealunderurileauvilargi.Amenajareacuprinde derivaiicuscurgereliber,constnddincanaledeaduciuneidefug,alcror traseu se nscrie pe malurile i terasele din lungul cursurilor de ap. Cldireacentraleiesteamplasatlngcameradeap,fieformndcuaceastao singurconstruciedetipasemntorcuacentralelorbarajdejoasacdere,fieeste legatdecameradencrcareprinconducteforatescurte(fig.2.18).Centralelesunt echipate uzual cu turbine de tip Kaplan i pentru cderi mai mici i cu grupuri bulb. Figura 2.18. Dispoziia n plan a unei UHE de derivaie de mic cdere Derivarea apei se face prin baraje de mic nlime, de tip stvilar i se preia prin prize de ap care trebuie s asigure oprirea ptrunderii n canal a aluviunilor de fund. Pentru acreaposibilitateauneicompensriorareadebiteloriareduceriipierderilorprin deversare, canalele de aduciune se realizeaz adeseori cu berme orizontale (fig.2.19). Uzinele de derivaie de cdere mic se realizeaza pe cursuri de ap care au pantamai marede1...2%0ipotenialulliniardestulderidicatpentrucaamenajareasfie economic. Figura 2.19. Schem de principiu a unei UHE de derivaie cu canal de aduciune cu berme orizontale, n rambleu or 58n numeroase cazuri se amenajeaz mai multe uzine n cascad, folosindu-se un singur barajpentrumaimulteuzineaezatenseriepeuncanaldederivatie.nacestcaz canaluldefugaluzineidinamontedevinecanaldeaduciunealuzineidinaval (fig.2.20). Figura 2.20. Amplasarea centralelor din aval pe derivaia creat de canalul de fug al centralei amonte n cazul centralelor hidroelectrice de mic putere (CHEMP) derivaia se poate realiza iprinconductedeaduciunepozatepemal.Oasemeneaschems-autilizatla CHEMPulFrasin,peDmbovia(fig.2.21).Captareadebituluiinstalatde5,2m3/s se face cu o priz de mal iar ridicarea local a nivelului printr-unprag de fund de 4,1 m. La o cdere de 15 m centrala are o putere de 0,63 MW. Figura 2.21. CHEMP Frasin 59Uzinele de derivaie de mic cdere au avantajul simplitii, al costurilor specifice mai mici i n special al evitrii barajului de acumulare. n acelai timp aceste scheme au i o serie de dezavantaje: -pesectoarelencaredebitelecursurilordeapsuntderivatealbianaturalanecesit lucrri de regularizare; -canaleledederivaieseparifacmaidificilutilizareaterenurilordintrealbia natural i traseul canalelor; -canaleledeaduciunelungi,nrambleu,cudigurinalte,auunefectdefavorabil asupra peisajului; - uzinele de derivaie necesit cheltuieli de exploatare i ntreinere relativ mari. Uzine hidroelectrice de derivaie de cdere mijlocie i mare Pe cursurile de ap mijlocii i mici, din zonele colinare i de munte, avnd pante mai maride5...20/00,sepotamenajauzinehidroelectricecucderidela30mpnla peste 200 m, prin executarea unor lucrri de derivaie realizate pe versanii vilor, sub formdecanalesauconductedecoast.Pentruaduciuniledinconducteseadopt regimuldescurgeresubpresiune,pentruapermiteofuncionaremaielastica centralei. Centralele sunt amplasate la piciorul versantului. Datfiindfaptulcacesttipdescheme,frbarajilacdeacumulare,peruricu debitemediireduse,auputerimicisuntdenumitemicrohidrocentrale.Schemele specifice vor fi detaliate n capitolul 7. 2.6.3. Scheme de amenajare ale UHE mixte Aacums-aartat,denumireadeschemmixtprovinedinfaptulcalaformarea cderiicontribuieattbarajulctiderivaia.Acesteschemesuntcaracteristice uzinelorcomplexedemareputere,carefurnizeazenergiedevrf.Debitelemedii folositesuntcuprinsentre3i20m3/s,cuunregimdecurgerecumarivariaii sezoniere.Pentruregularizareadebitelorsuntnccesarelacurideacumularemari,al cror volum util este cuprins uzual ntre 30 i 300 de milioane de m3. Pentruschemeledeamenajareclasice,simple,aleuzinelorcubarajiderivaie, elementele componente principale sunt (vezi figura 2.9) un baraj cu lac de acumulare, prizadeap,aduciuneasubformdegaleriesubpresiune,uncasteldeechilibru, conducta sau conductele forate, centrala electric i canalul de fug. naceastcategoriesencadreazamenajareahidroenergeticaRuluiTrgului, prezentat n figura 2.22.Amenajarea utilizeaz o cdere total de 252 m, din care 86 m creat de barajul Ruor (H=121 m), iar restul prin derivare, pe un sector total de 11 km.Barajulformeazunlacdeacumularede52,4milioanedem3careasigur regularizarea multianual a stocului. Cdereaestefragmentatndoucentrale.namonteCHELeretiareocderede 181m,undebitinstalatde15m3/sioputerede19MW.Treaptaaval,CHE Voineti,areocderede71m,undebitinstalatde9m3/sioputerede5,2MW. PrizadeapacentraleiVoinetiestesituatnbazinulcompensatoralcentralei Lereti,cuunvolumde160000m3.Energialivratdeceledoucentralenanul mediu hidrologic este de 56,5 GWh/an. 60 Figura 2. 22. Amenajarea hidroenergetic a Rului Trgului Tot n categoria schemelor de amenajare simple intr i UHE Stejarul, de la Bicaz, a crei schem de amenajare este redat n figura 2.23. Figura 2.23. Amenajarea hidroenergetic a cursului superior al rului Bistria 61Uzina are o putere de 210 MW i o producie de energie n anul mediu de 490 GWh, obinutcu4turbineFrancisde27,5MWi2turbinede50MW.Cdereabrut maximde149mesterealizatdebaraj(94m)idederivaiasubpresiune(55m). Barajul,degreutatedinbeton,avndonlimemaximconstructivde127m, realizeazunlacdeacumularecuunvolumtotalde1.230milioanem3,iarvolumul de proteciecontra viiturilorestede100milioanem3. n aval de uzina dela Stejarul (Bicaz) sunt 12 centrale de joas cdere, dintre care primele trei au acumulri proprii. Debitele instalate sunt de 180 ... 200 m3/s. Pentruamenajareamaieconomicacursurilordeapconfluentesauapropiatei pentru concentrarea potenialului lor intr-un numar mai mic de centrale cu puteri mai mari, se folosesc scheme combinate sau conjugate de amenajare. Se prevd dou sau maimultebarajecuaduciunicareseunesc,saualimenteazgrupuricucderi diferite, n aceeai central. Un exemplu de concentrare n aceai central a debitelor captate de pe dou cursuri de ap este amenajarea hidroenergetic a cursului superior al rului Ialomia (fig. 2.24). Figura 2.24. Schema de amenajare a cursului superior al rului Ialomia 62UHEDobretiesteprima