AHE C2 Scheme de amenajari hidroenergeticeEnergia hidraulicd naturalS este distribuitd neuniform de-a lungul cursurilor de ap6. Scopulamenajdrilor hidroelectice este concentrarea cdderilor pe sectoare scurte, in vederea producerii deenergie electricd.

Construcliile principale care compun schemele de amenajare sunt: (Fig. 1)Barajele de acumulure concentreazhcddereain secliunea de barare qi formeaz[ lacuri de acumulareimportante pentru regularizarea debitelor, in timp ce barajele de derivalie (stdvilarele) ridicdlocalnivelul apei pentru a putea fi preluat6 de aductiune.Prizele de apd, dispuse in corpul barajului sau mai adesea in versanli, preiau debitele ce merg cdtreturbine gi le dirijeazi in aduc{iuni, sau , dttpdcaz, direct in conductele fo4ate.Aducliunile, care pot fi canale cu nivel liber sau galerii sub presiune, transport6 debitul turbinat c6trecamerele de echilibru

- crrnere de incdrcare in cazul canalelor de aducliune qi respectiv castele de

echilibru in cazul galeriilor de aducfiune.Camerele de eehilibru sunt dispuse tntre aduc{iuni qi conductele sau galeriile fo4ate. Ele au rolul de alimita suprapresiunile dinamice provocate de variatiile de sarcin6 de la centrald gi de a furniza debitpentru pornirea centralei, respectiv de ainmagazina debit la oprirea acesteia.Conductele sau galeriiletortate conduc apa de la camerele de incdrcare spre central6, pe o diferen{Ede nivel mare qi cu viteze gi presiuni mari.

Centralele hidroelectrice cuprind constructiile gi instalaliile care asigur[ circuitul hidraulic cdtre qi dela turbine, gdzduesc turbinele qi generatorii, precum qi mecanismele de reglare a sarcinii, instala{iileconexe, panourile electrice etc.

Canalele sau galeriile defugd conduc apele turbinate citre punctele de restitu{ie in cursurile de api.in cazul uzinelor hidroelectrice care furnizeazd energie de virf qi lucreazl un numlr limitat de ore pezi, debitele turbinate sunt preluate de un bazn (lac) redresor, denumit in figura I regulaizare, din carese descarc6 in aval un debit cvasiconstant.(de exemplu la amenajarea Stanca Costesti de pe Prut)in func1ie de modul de concentrare ac6derii, se deosebesc trei tipuri principale de amenljarihidroelectrice:

amenaidri uzind-baraj (fig. 1, a), cdnd centrala este dispusd in imediata apropiere a barajului qiintreaga cddere este realizati numai prin intermediul barajului;amendjdi de defivalie (fig. 1, b), cdnd centrala este dispus6 la cap[tul aval al unei derivafii gifoloseqte cdderea ob{inut6 prin reducerea pantei de curgere prin aceastE deriva{ie fa{a de panta r6ului;amenajdri mixte, cu baraj qi derivalie, cdnd centrala folosegte clderea oblinutd at6t prin construcliabarajului cdt qi prin aceea a derivatiei; schema din figura l, c reprezinti o solutie cu centrala situat6 lazi, iar schema din figura l, d reprezintd o solu{ie tot mai des intAlnitii, cu centrala situatl in subteran.

homs

i-*ir-Hl'.--

L.\-.L\

"_..

d".\. I*'r'-"{=

- '..r

il--*''-.,I t* -.-t -r-'.

. -.-:jj

{:rs&.:rlr.v..Jrnu,tr,r*

f ,'Jec/r lirgd

Fig. Scheme generale de amenajari[Priscu]a) uzina baraj; b) uzina de derivatie; c) uzina mixta cu baraj si derivatie; d) uzina mixta subterana

Prin denumirea de uzind hidroelectricd (prescurtat UHE) se inlelege totalitatea lucrarilor deconstructie gi a echipamentelor care alc6tuiesc o amenajare hidroelectricS, de la captare qi p6n6lapunctul de restitulie a apelor turbinate. Prirn centrald hidroelectricd (prescurtat CHE) se in{elege numai

construclia care in principalnadEposteEte circuitul hidraulic c6tre qi de la turbine, turbinele qi

generatoarele qi instalatiile anexe.

Exemple de amenajaria)prin construirea unui baraj care ridic6 nivelul apei qi reduce vttezade curgere pe o anumitd distantiin amonte (fig. 2);b)prin derivarea apei din albia cursului print-o aducliune cu pantii rdus6, care conduce apa cupierderi de sarcini mici (fig. 3);c)printr-o dispozitie mixt5, de ridicare a nivelului qi de derivare a apei (fig. a).

Amenajarea Piatra Neam! - vedere fn plan /Development Piatra Neam! - overview

Fig. 2 Amenajare de tip a)

=T E!t:

Baraiul Reconstructia - sectiune transversatd /Fig. 3.1 Amenajare tip b) barajul Reconstructia piairaNeamt(pe Bistrita)

@CHE Roznav - sec{iune transversatd /

Fig. 3.2. centrala pe derivatie Roznov (a doua, prima este la savinesti)

4

89292LiJi;

Fig. 4.1. Vedere baraj Topoliceni

19.60

'{x--.. "-=.-

4,'.i{'.tI{1.

ffiFig. 4.2. Sectiune prin baraj Topoliceni

tl;I-Tl,i.ijll i

or!F*(?)

nYz---'*-z'

,* . 30'50

>rFig. 4.3 Sectiune prin centrala Poiana Teiului

1488.00+

f,(go(Udl'a$(fJo)

t:5.(6u16!0tllIo(fJo) g#lf"'no

.9JTUJ-o(vo

o.9=.E(s.ct(\Io)

coEoo,aloo$Jtt)E'6'(g.ot+O)

(!o(J(6Ir'6',(dood,

lueue$e ap elnsul Ftsg '6t

o

orualrgg lueg ;61;

erroceg feteg 9613o

n9i8 lH3 681

lvdiln tH3 g8l

!uaP.!e :IHC t6t

E^oc?H ]l{c 06}

ongceg Bteg s61 |(o

oF.

tce!fl leree Z6t r..'F

f

ocNoEulI()

Principii de alcltuire a schemelor UHE[Priscu, Stematiu]La proiectarea schemelor de amenajare hidroenergeticl a cursurilor de apd se au in vedere urm6toarele:- includerea in schema de amenaj are abaztnului hidrogrufrc aunor lacuri de acumulare, care sEpermit[ regularizarea debitelor at6t in scopuri energetice, cit gi pentru celelalte folosin]e ale apelor;- construclia de baraje inalte, cu mari lacuri de acumulare in zona superioard de munte, unde existdcondilii favorabile, pentru a se putea folosi apoi debitele regularizate gi in uzinele din aval;- valorificarea superioar6 a potenlialului hidroenergetic disponibil prin amenajarea de UHE de mareputer, cu func{ionare lavilrf;- concentrarea c6derilor qi a debitelor disponibile intr-un numlr redus de centrale, folosindu-se in acestscop galerii de aductiune mai lungi, amplasarea in subteran a centralelor gi colectarea debitelorcursurilor de apd mai mici din acelaqi bazinsau din bazine invecinate, prin aducJiuni secundare gi staliide pompare

auxiliare;

- amenajarea in aval de uzinele cu mari lacuri de acumulare, in zonele colinare qi de c6mpie, a unoruzine in cascadS, care sE foloseascl debitele regularizate de lacurile din amonte;- integrarea schemelor de amenajare hidroenergetice in planurile generale gi schemele de amenajarecomplexe ale bazinelor hidrografice qi urmlrirearealizdni de UFIE cu mari lacuri de acumulare,dimensionate pentru satisfacerea cerin{elor de ap[ a mai multor folosinle;- reducerea impachrlui negativ asupra mediului natural gi social gi fructificarea efectelor pozitivecolaterale.

Scheme de amenajare ale uzinelor hidroelectrice de tip baraj.La acest tip de amenajare intreaga cSdere folositd de UHE este realizatd prin construclia

barajului. Cl6direa centralei este aqezat6 in acelaqi amplasament, in corpul barajului sau la piciorulbarajului, ori imediat in aval de baraj, pe malurile sau in versanlii cursului de ap[- Uzina are aduc]iunifoarte scurte sau numai conducte sau galerii forfate.Ciderile pentru care se construiesc aceste uzine sunt cuprinse intre mai pulin de 5 m pdn6la peste 200m, limita maximd atinsd fiind de 300 m (UHE Nurek pe r6ul Vahs- Rusia). Volumul lacurilor deacumulare create de barajele acestor uzine vxiazd,de asemenea in limile foarte largi, de la volumemici, care nu pot asigura decdt o compensare orar[ a debitelor, p6nd la volume foarte mari, care permito regularizare

multianualS a debitelor. Cele mai mari acumuldri din lume s-au realizat la amenajdrile cu uzine barajde pe marile fluvii (UHE Bratsk, cu 179 miliarde m3 gi UHE Kariba cu 160 miliarde m3 ).Uzine-baraj de cddere mijlocie sau more

La acest tip de amenajare cl6direa cenfialei este amplasat6 la piciorul barajului sau imediat inaval de baraj, pe malul cursului de apd sau in subteran, intr-unul din versanfi. Dispozilia generalldepinde de lElimea albiei qi de tipul de baraj. Aducerea apei la turbine se realizeazii prin conducte

-fo4ate scurte, care traverseazabarajul, sau prin galerii forfate care stribat versan]ii. Schema seutilizeaz6 pentru amenajarea fluviilor qi a r6urilor mari in zonele de munte, la trecerea lor prin defilee.Sunt de preferat amplasamente care nu afecteazh,localit6ti qi cdi de comunicalie importante. Pentru a

crea o cldere rutre se construesc baraje inalte, care la rdndul lor fonneaz6lacuri de acumulare cuvolume foarte mari. Cele mai mari UHE existente sunt construite pe marile fluvii ca uzine-baraj,folosind in numeroase cazuri baraje mai inalte de 100 m. Lacurile de acumulare ale acestor amenajlriservesc mai multor tipuri de folosinle, curent pentru alimentare cu apI qi pentru atenuarea viiturilor.

Uneori acest tip de schemi de amenajare se asociazl unoracumul6ri pe rduri cu resurs[ energeticE mai redusE, realizate preponderent pentru alte folosinle. inastfel de situatii se ftuctificd doar c6derea creatS, dar debitul uzinat este redus gi deci gi puterea

centralei. Aceste amenaj[ri nu sunt de regu16 importante pentru sistemul energetic.In cazul barajelor de beton, schema de amenajare a UHE este mai simpl6, clddirea centralei

fiind amplasathlapiciorul barajului, sau 16ng5 unul din maluri, pentru a permite descdrcarea apelormari peste cealalti parte a barajului. Aducerea apei se face prin conducte for[ate scurte care traverseazibarajul, c0te una pentru fiecare turbind, cu prize de apd pe paramentul amonte al barajului (fig. 6).CAnd valea este ingust[, centrala se amplaseazdlamijlocul v6ii, iar evacl]area apelor mari se faceprintr-un deversor lateral, sau peste centralE printr-o trambulini. O alt6 solulie este pozitionarea

centralei in aval de baraj, l0ng6 unul din maluri. in acest caz aducerea apei se face prin galerii dederiva{ie prin versanli, cu prizele de apd in versant sub forma unor turnuri de pizd

Barajul Tarnila - secliuni transversaleprin axulturbinei (1)gi prin descdrcdtorulde ape maride semiadincime (2) /Tarnila dam - cross sectionsthrough turbine axis (1)and cross sectionthrough semi-depth outlet (2)

1428.00__L

F

Uzine-baraj de cddere micd sautluvialeLa acest tip de amenajiri cladirea centralei este amplasat[ tn albia cursului de apn, in prelungireabarajului gi preia direct presiunea apei din amonte. C[derea la care se poate adopta acest mod deamplasare a centralei depinde de panta qi configuralia rdului gi de condiliile de fundare, variind infec6liva metri p6n6 la 30 ... 35 m. In regiunile de deal sau colinare, pentru a se evita inundarea unorlocalitiifi, a unorsuprafele mari de teren sau a cdilor de comunicalie, se pot construi numai baraje de indltime mic6. Demulte ori lacul de acumulare este conturat pe un mal, sau chiar pe ambele maluri, de baraje laterale,adesea numite impropriu diguri. Pentru exemplificare se prezinta amenajarea de pe Dunare de laPortile de Fier I (frg. 7.1;7.2;).

Fig. 7.1 Plan de situatie Portile de Fier I

UHE Porlile de Fier lare o putere instalat6 de2x 1050 MW gi o productie de energie in anul mediuhidrologic de 2 x 5250 Gwh/an (se specificS de fiecare datd caracteristicle energetice de care dispunRomf,nia qi Serbi4 cu pirfi egale). Ciderea maximfl la central[ este de 34,50 m, iar c[dereamedie de27,17 m. Debitul instalat este de 2x4350 m3ls.

9

Dispozilia generali este simeticE, cu un baraj deversor plasat in mijlocul albiei gi cite o centrali qi oecluza de fiecare parte a acestuia. Fiecare dintre cele dou6 !6ri are in acest fel anrplasat pe teritoriul

propriu jum6tate din frontul barat.

Fig.7.2. Sectiuni prin deversor si prin centrala Portile de Fier I

ociN

84"2A

t0

Scheme de amenajare ale UHE de deriva{ieLa acest tip de schem6 inheaga cddere este realizatd cu ajutorul unor lucrari de derivare a apei

(canale, galerii, conducte) de lungime mare. Prin lucrlri de derivare se pot amenaja in conditiira{ionale sectoarele cwsurilor de apd pe care, din catzacondiliilor locale, nu se pot realiza baraje deretentie.

Dincauzaregimului de func{ionare pe firuIapei, ftr6posibilita{i de adaptare aproduc{iei la consumulde energie electricS, schemele de amenajare la care intreaga cddere este realizatl numai prin lucrdri dederiva{ie sunt utilizate numai in urmdtoarele situalii:- pe cursurile de ap6 din zona de munte, cu pantd ridicata pe care nu sint amplasamente favorabilepentru acumulSri; de obicei aceste amenajdri hidroenergetice se incadreazdin categoriamicrohidrocentrale

- pe cursurile de ap6 din zanade deal gi c6mpie, cu v[i largi, pe care nu se pot realizaacumul6ri;- pe sectoarele cursurilor de ap6 care au debitele regularizate de acumullrile unor UIIE din amonte.UHE de deriva{ie cuprind un baraj de micd in6lJime (de obicei un stavilar) pentru derivarea apelogpizade api, canalele sau conductele de aducliune, camera de echilibru (de inc6rcare), conductafo'l@;ta, clSdirea centralei cu echipamentul electromecanic qi canalul de fug[. In func{ie de c[dereaamenajati gi de structura gi tipul de construc{ie al elementelor componente, UHE de deriva}ie se impartin amenajrri de crdere micr sau de cddere mijlocie sau mare.

d.

\'j

Fig. 8. Amenajare hidroenergetica cu derivatie

Uzine hidroelectrice de deriva(ie de cddere micdAcest tip de uzilfld,se amenajeazi pentru cdderi relativ reduse, pe cursul inferior al r6urilor mari qi inzonele de deal unde riurile au v6i largi. Amenajarea cuprinde derivalii cu scurgere liber6, const6nd dincanale de aductiune qi de fuga, al c6ror traseu se inscrie pe malurile qi terasele din lungul cursurilor deap6. Cl[direa centralei este amplasatdl6ng6 camera de incarcare, fie formdnd cu aceasta o singur6

t1

constructie de tip asem5ndtor cu a centralelor baraj de joasa c6dere, fie este legat5 de camera deincdrcare prin conducte forfate scurte . Centralele sunt echipate uzual cu turbine de tip Kaplan(amenajarile de pe canalul de derivatie de la barajul Reconstructia de pe Bistrita: Vanatori, Roznov,Zanestt, Co sti sa, Buhisi)(Jzine hidroelectrice de deriva(ie de cddere miilocie qi marePe cursurile de apfl mijlocii gi mici, din zonele colinare qi de munte, av6nd pante mai mari de 0,5...2Yo, se pot amenaja uzine hidroelectrice cu clderi de la 30 m pdn6la peste 200 m, prin executarea unor

lucrlri de derivali e realbatn pe versanlii vEilor, sub forml de canale sau conducte de coastS. Pentru

aduclignile din conducte se adopti regimul de scurgere sub presiune, pentru a permite o func]ionaremai elasticfl a

centralei. Centralele sunt amplasate la piciorul versantului. Dat fiind faptul cd acest tip de scheme, ftrd

baraj qi lac de acumulare, pe r6uri cu debite medii reduse, au puteri mici sunt denumitmicrohidrocentrale.

Scheme de amenajare ale UIIf, mixteDenumirea de schema'omixt6" provine din faptul ca la formarea ciderii contribuie atdt barajul c6t qiderivalia. Aceste scheme sunt caracteristice uzinelor complexe de mare putere, care fumizeazdenetgie

de v6rf. Debitele medii folosite sunt cuprinse intre 3 qi 20 m3/s, cu un regim de curgere cu mari varia[iisezoniere. Pentru regularizarea debitelor sunt nccesare lacuri de acumulare mari, al cdror volum util

este cuprins uzual intre 30 qi 300 de milioane de m3. Penku schemele de amenajare clasice, simple, aleuzinelor cu baraj gi derivalie, elementele componente principale sunt: un baraj cu lac de acumulare,priza de apd, aducliunea sub formh de galerie sub presiune, un castel de echilibru, conducta sau

conductele fo4ate, centrala electrici qi canalul de fug[.Schema de amenajare complexa Nord Fagaras-Pecineagu-Clabucet-Satic-Rucar-Frasin-Dragoslavele(Fig a fost conceputa pentru suplimentarea debitelor pe Dambovita cu 6,8 mc/s necesar alimentarii cuapa a folosintelor din aval (in special Bucuresti). Aductiunile secundare Nord Fagaras au fost sistate in1992 si sunt reluate in prezent. Barajul Pecineagu are o inaltime de 107m. Aductiunea este subterana inlungime de 9750m si diametru de 3,60m. Centrala Clabucet este echipata cu doua turbine Francis

avand un debit instalat de 32 mc/s si o putere instalata de 64 MW

Barajul Satic asigura formarea unui polder necesat pentru compensarea diferentelor de exploataredintre CHE Clabucet si CIIE Rucar. Aductiunea Satic-Rucar are 4m diametru si poate transporta

43mc/s . Centrala Rucar are prevazute doua grupuri Francis din care s-arealizat numai unul. Al doilea

grup se justifica dupa realizar:e aductiunii Nord Fagaras in lacul de la Satic

12

CDo$3s)$)\)os)IDr

actog)

o$oco\,otrsos)

oo.oooB{(D

41GA;P'o8=B6-H=ES.(DxHJ6a),8. -GsD

=.aDsU*!0{B(D65?Q.='

n)IdHq)X-i5'E.

-.tr