MICROHIDROCENTRALEBucur LiviuFacultatea de Inginerie Electrica

Introducere

Utilizarea apei este cunoscut de mii de ani.De cel putin dou mii de ani apa a fost folosit n foarte multe prti ale lumii,n special pentru mcinarea cerealelor si pentru producerea energiei. n toat Europa si America de Nord au fost construite mori de ap, n primele decade ale revolutiei industriale, pentru a produce energie utilizat ntr-o varietate de scopuri, de la procesarea inului pn la tors si tesut, de la piu si pn la prelucrarea lemnului. Conversia energiei hidraulice n energie electric nu este poluant ,presupune cheltuieli relativ mici de ntretinere, nu exist probleme legate de combustibil si constituie o solutie de lung durat . Centralele hidroelectrice au cele mai reduse costuri de exploatare si cea mai mare durat de viat n comparatie cu alte tipuri de centrale electrice. Exist o experient de peste un secol n realizarea si exploatarea CHE, ceea ce face ca ele s ating niveluri de performant tehnic si economic foarte ridicate.

MHC

In decursul anului 1896 prima centrala combinata hidro si termo din Romania a fost data in exploatare pe valea raului Sadu, fiind denumita Sadu I. Vechea turbina cu ax vertical a fost inlocuita in 1905 cu o turbina Francis care a functionat pana in 1929.

Aspecte teoretice ale valorificarii energiei hidroEnergia de origine hidro face parte din categoria energiilor regenerabile.Prin potential hidroenergetic se intelege energia echivalenta corespunzatoare unui volum de apa intr-o perioada de timp fixata (1 an) de pe o suprafata (teritoriu) precizata.Potentialul hidroenergetic se poate clasifica in mai multe categorii:Potential hidroenergetic teoretic (brut):De suprafata;Din precipitatii;Din scurgere;Potential teoretic liniar (al cursurilor de apa);Tehnic amenajabil;Economic amenajabil;Exploatabil.

Aspecte teoretice ale valorificarii energiei hidro Potentialul hidroenergetic teoretic de suprafata din precipitatii reprezinta energia echivalenta volumului de apa provenita din precipitatii intr-un an pe o suprafata (in general se considera suprafata unui bazin hidrografic).Potentialul hidroenergetic de suprafata din scurgere reprezinta energia echivalenta corespunzatoare volumului de apa scurs pe o suprafata intr-un interval de un an.Potentialul hidroenergetic liniar reprezinta energia echivalenta a volumului de apa scurs pe un rau intr-un an. Potentialul hidroenergetic tehnic amenajabil reprezinta productia de energie electrica care s-ar obtine prin amenajarea unui curs de apa (integral sau pe un tronson) corespunzator unui anumit stadiu de dezvoltare al tehnologiilor asociate.

Aspecte teoretice ale valorificarii energiei hidroPotentialul hidroenergetic economic amenajabil reprezinta acea parte a potentialului tehnic amenajabil care poate fi valorificat prin amenajari eficiente economic. Potentialul hidroenergetic economic amenajabil este o marime supusa cel mai des modificarii, fiind influentata de progresul tehnic, tipul de centrale, dinamica acestora, amplasarea teritoriala a surselor de energie primara si in principal conditiilor economice ale tarii sau regiunii repsective.De aceea valoarea acestui potential trebuie raportata la o anumita data, iar evaluarea trebuie reluata periodic.Potentialul hidroenergetic exploatabil reprezinta partea din potentialul economic amenajabil care poate fi efectiv exploatata daca se tine cont si de restrictii de impact asupra mediului ambiant.

Schita unei amenajari hidroenergetice

Utilizarea potentialului unui sector de rau in vederea amenajarii acestuiaPotentialul teoretic (brut) lunar al unui sector de rau (1-2), reprezinta energia (sau puterea) maxima care se poate obtine pe sectorul respectiv, fara a se tine cont de pierderile care apar prin amenajarea acestuiaPotentialul teoretic lunar este o marime invariabila in timp si independenta de conditiile tehnice sau economice. De aceea, desi prezinta dezavantajul de a nu fi o marime fizica reala, potentialul hidroenergetic teoretic este folosit pentru studii comparative.Potentialul tehnic amenajabil reprezinta acea parte a potentialului teoretic care poate fi valorificat prin transformare energiei hidraulice a cursurilor de apa in energie electrica prin amenajarea hidroenergetica a sectorului de rau analizat.

Tehnologia de baza

Intr-o MHC energia potentiala disponibila sau caderea bruta este convertita in energie electrica prin intermediul principalelor componente ale sistemului hidroenergetic.Principalele componente unei MHC sunt urmatoarele:Acumularea: constituie o forma de stocare a energiei potentiale disponibile.Sistemul de transfer: include priza de apa (echipata cu gratar) si circuitul de transfer (canalul, conducta fortata, galeriile si evacuarea) unde o parte din energia disponibila este convertita in energie cinetica.

Tehnologia de baza

Turbina hidraulica: este componenta centralei unde energia apei este convertita in energie mecanica.Rotorul generatorului: energia mecanica transmisa prin intermediul arborelui catre rotor conduce la producerea de energie electrica, conform legilor electromagnetice.7Linia de legatura la retea: prin intermediul acesteia MHC este conectata la retea pentru a furniza energie electrica consumatorilor.

Schema unei hidrocentrale

Amenajarile pe firul apei

Amenajarile pe firul apei se refera la modul de operare in care hidrocentrala foloseste doar apa disponibila din curgerea naturala a raului. Amenajarile pe firul apei sugereaza k nu exista acumulari de apa sau inundari, iar puterea fluctueaza odata cu debitul raului.O centrala pe firul apei poate acoperi toate nevoile de electricitate ale unei comunitati izolate sau ale unei industrii daca debitul minim al raului este suficient pentru a intampina cerintele varfului necesar de energie electrica.Microhidrocentralele "pe firul apei" pot implica necesitatea devierii traseului rului. De regul, pentru a devia debitul ctre priza de ap este necesar un stvilar.

Amenajrile cu acumulare

Pentru microhidrocentrale nu este, n general, fezabil din punct de vedere economic crearea noilor lacuri de acumulare, poate doar cu excepia amplasamentelor izolate unde valoarea energiei este foarte mare. Stocarea,pentru o microhidrocentral este n general limitat la mici volume de ap dintr-un lac de acumulare nou sau ale unuia existent. Termenul folosit pentru a descrie acumulri cu volume mici de ap este bazin compensator. Acestea pot aduce beneficii microhidrocentralelor prin creterea produciei de energie i/sau creterea veniturilor.

Componentele principale

O microhidrocentral poate fi descris sub forma a dou mari categorii: lucrri civile (construcia propriu-zis) i echipamente mecanice i electrice.Principalele lucrri civile la o amenajare a unei microhidrocentrale sunt: barajul sau stvilarul, conductele pentru transportul apei i cldirea centralei electrice.Construcia poate fi din beton, din lemn, din crmizi, din materiale locale sau dintr-o combinaie a acestor materiale. n continuare se depun eforturi considerabile pentru a scdea costul barajelor i stvilarelor pentru proiectele microhidrocentralelor, deoarece deseori, costul acestuia poate face un proiect nerentabil.

Componentele pricipale

Principalele componente mecanice i electrice ale unei microhidrocentrale sunt turbina (turbinele) i generatorul (generatoarele).O turbin transform energia hidraulic a apei n energie mecanic.Turbinele sunt n general mprite n trei categorii: n funcie de cderea pe care o prelucreaz: de nalt cdere, de cdere medie i de cdere mic; dup presiunea pe palele turbinei: cu aciune i cu reaciune.

Componente principale

Alte componente mecanice i electrice ale microhidrocentralelor includ: regulator de turaie pentru a potrivi viteza de rotaie ideal a turbinei cu cea a generatorului (dac este nevoie);vane de nchidere a accesului apei la turbine;pori de control i de by-pass pentru ru (dac este nevoie);sistem de control hidraulic pentru turbine i valve;sistem de control i de protecie electric;comutator electric;surs de putere de rezerv;sistem de telecomunicaii;etc.

Concluzii

Aspecte asociate uzurii premature a echipamentelor care intr n contact cu apa, n prezena unei eroziuni mixte ale curgerii cu sedimente solide sau cauzate de ctre agresiuni chimice ale apei i aspecte corespunztoare unor activiti inadecvate de producie de energie, de ntreinere i reparaii. n ambele cazuri, randamentul i disponibilitatea echipamentului scad, iar producia de electricitate scade, avnd un impact major asupra venitului companiei.n cele de mai sus s-au evideniat cteva elemente principale care trebuie avute n vedere la promovarea unor noi obiective pentru a examina rentabilitatea proiectului respectiv, n condiiile apariiei unor schimbri n elementele de baz luate n considerare n evalurile iniiale. respectiv.

Concluzii

S-au examinat riscurile care pot interveni i modul cum ele pot interveni n modificarea indicatorilor tehnic-economici i a rentabilitii proiectului.n economia de pia, care treptat ncepe s-i impun principiile i n sistemul energetic, trebuie s se acorde o atenie deosebit calculelor energo-economice prin care diveri investitori i creditori s fie convini c i vor recupera banii investii cu profitul corespunztor.