Energija Vode i Njen Uticaj Na Okolinu

7/27/2019 Energija Vode i Njen Uticaj Na Okolinu

1/29

Energija vode - hidroenergija

Tuzla, 7.12.2011 Haimbegovi Amila

Gavri Bojan


2/29

UvodEnergija vode (hidroenergija) je najznaajniji

obnovljivi izvor energije, a ujedno i jedini koji jeekonomski konkurentan fosilnim gorivima inuklearnoj energiji.

U posljednjih 30-ak godina proizvodnja energijeu hidroelektranama je utrostruena, ali je timeudio hidroenergije povedanza samo 50%.


3/29

UvodKoritenje hidroenergije ima svoja ogranienja. Ne moe

se koristiti svugdje jer podrazumijeva obilje brzo tekudevode, a poeljnoje i da je ima dovoljno cijele godine, jer

se elektrinastruja ne moejeftino usklaititi.

Da bi se ponitio utjecaj oscilacija vodostaja grade se

brane i akumulacijska jezera. To znatno ie cijenu cijele

elektrane, a i ie se razina podzemnih voda u okolici

akumulacije.

Razina podzemnih voda ima dosta utjecaja na biljni iivotinjskisvijet, pa prema tome hidroenergija nije sasvim

bezopasna za okoli.


4/29

UvodSuneva enegija koja dopire do Zemljine povrine izaziva

isparavanje vode na povrinamaokena, rijeka i jezera, ali i sapovrine tla i iz biljaka. Ta se voda poie u obliku vodenepare na neku visinu i stvaraju se oblaci.

Od padavina koje padaju na kopno samo mali dio stie u

vodotoke, ostalo preuzimaju biljke ili odlazi u unutranjostzemlje. Za svaku takuvodotoka (profil vodotoka) mogude jena osnovu topografije zemljita odrediti povrinuzemljita ilitzv. oborinsko porujesa kojeg voda otieu vodotok.

Omjer koliine vode koja se tokom godine pojavljuje u

vodotoku (na posmatranom profilu) i koliine padavina naoborinskom poruju (na posmatranom profilu) zovemofaktor oticanja. On ovisi o klimi, topografskim i geolokimuticajima.


5/29

Znaaj proizvonje hiroenergije

Energija vodotoka (tj. rijeka ili hidroenergija) je obnovljivi

izvor energije koji ne zagaujeokolii ne isputatetneplinoveu atmosferu.

Nesrede, od kojih su najtee pucanje brane se uglavnom ne

eavaju i predstavljaju mali rizik zbog stalnih pregleda i

oravanja.

Glavni rizik uslijed izgradnje hidroelektrane je utjecaj na lokalni

ekoloki balans, posebno nizvono o brane. Taj rizik je

posebno prisutan kod velikih hidroelektrana, no strogi uvjeti

zatite okolia i te rizike pokuavaju svesti na najmanju mogudu

mjeru.


6/29


Uvaavajudirealnost da je nanajznaajnijienergetski resursugalj, limitiran koliinski i vremenski na nekoliko decenija,

znaaj proizvodnje hidroenergije, odnosno koritenja

vodenih resursa, sa svim svojim uticajima obijade jo

naglaenijiznaajiz sljeedihrazloga: Voda je obnovljivi resurs energije,toznaida se raspoloive

rezerve vode za proizvodnju energije ne iscrpljuju, te je to

jedan od bitnih elemenatatose vieangaujehidroenergija

za raunuvanjarezervi uglja


7/29

Znaaj proizvonje hiroenergijeVedinadrugih klasinihizvora energije postaje sve skuplja

Proizvodnja energije na bazi drugih izvora uglavnom zahtjevaobezbjeenje i hidroenergije obezbjeenjem vode za potrebehlaenja,gaenjai transportaljake

Nizak stepen iskoritenja uglja kod proizvodnje termoenergije,uvoenje novih metoda za transformaciju postojedih resursa(gasifikacija, likvefakcija uglja i dr) navode na potrebu da serezerve uglja toracionalnije troe,tonavodi na potrebe vedegvrednovanja hidroenergije

Uticaj akumulacija izgraenihza proizvodnju hidroenergije moeda ima i znaajne vienamjenske efekte, kako pozitivne tako inegativne


8/29


Tabela 1: Podaci o iskoristivim vodenim snagama


9/29


Slika 1: Prikaz iskoritenostisnage vode po kontinentima


10/29

Znaaj proizvonje hiroenergijeNajvede su snage u Americi (oko 36% ukupnih), zatim u

Aziji (oko 30%) i Africi (oko 16.3%)

Evropa ima tek oko 7% ukupnog iznosa. Procjenjuje se da

je iskoriteno oko 25% svjetskog hidroenergetskog

potencijala

Vedinaneiskoritenogpotencijala nalazi se u nerazvijenim

zemljama, to je povoljno jer se u njima oekuje znatanporast potronjeenergije


11/29

Hidroelektrane i okolina

Hidroelektrana ili hidro-

elektrinacentrala je

postrojenje u kojem se

potencijalna energijavode najprije pretvara u

kinetikuenergiju

njezinog strujanja

a potom u mehaniku

energiju vrtnje vratila

turbine te, konano u

elektrinuenergiju u el.

generatoru.


12/29


Iskoritavanje energije vodnog potencijala ekonomski je

konkurentno proizvodnji elektrine energije iz fosilnih i

nuklearnih goriva, zato je hidroenergija najznaajnijiobnovljivi

izvor energije. U zadnjih trideset godina proizvodnja u

hidroelektranama je utrostruena, a njen udio povedan je za

50 %, za to je vrijeme proizvodnja u nuklearnim elektranama

povedanaza 100 puta, a udio oko 80 puta.


13/29


Glavno ogranienje jest zahtjev za postojanjem obilnog izvora

vode kroz cijelu godinu, jer je sklaitenjeelektrine energije

skupo i vrlo tetno za okoli, osim toga na oreenim

lokacijama je za ponitavanje utjecaja oscilacija vodostaja

potrebno izgraditi brane i akumulacije.

Meutim, ne treba gubiti iz vida da izgradnja hidroelektrana

ima negativnih posljedica, kao to su: naruavanje prirode,

poremedaj ravnotee ivota u rijekama, iseljavanje ljudi iz

potopljenog poruja i problemi njihovog zapoljavanja,

mogudnost irenja bolesti, promjena klime, promjena

podzemnih tokova vode i pogoravanje vodosnabdijevanja

nekih porujai dr.

Hid l k i k li


14/29


Uticaji na okoli dijele se na: fizikefaktore:- koliinavode i kvaliteta povrinskih voda

- klimatski faktori

- kvaliteta zraka

- geologija i seizmologija

- erozija- promjena pejzaa

biolokefaktore:

- riblji fond

- biljni i ivotinjskisvijet

- vodni i ekosustavi. socioekonomske faktore:

- ljudske aktivnosti (vodoopskrba, poljoprivreda,kontrola poplava, transport-putevi)

- koritenjezemljita

- zdravstvo te arheolokii povijesni.

Hid l kt i k li


15/29

Hidroelektrane i okolinaHidroelektrane se koriste u proizvodnji elektrineenergije iz vierazloga:

Nema trokova goriva, voda je besplatna, pod uvjetom da je ima u dovoljnojkoliini. Putanje hidroelektrane u pogon vrlo je brzo, te se koristi za pokrivanje

dnevnih vrnihopteredenjaelektrinemree.

Moderne hidroelektrane mogu do 90% energije vode pretvoriti u elektrinu

energiju.

Ne postoji utjecaj povedanjacijene goriva

Neovisnost o uvozu goriva.

Hidroenergija je glavni izvor obnovljive energije i predstavlja 97% energije

proizvedene u svim obnovljivim izvorima elektrineenergije.

Hidroenergija je ista, nema otpada. Postoje doprinosi efektu staklenika(unitavanjevegetacije, truljenje), ali su u vedinisluajevazanemarivi u odnosu na

termoelektrane i sl.

Umjetna jezera nastala izgradnjom hidroelektrana lokalno doprinose ekonomiji i

omogudavajunavodnjavanje, vodoopskrbu, turizam i rekreaciju.


16/29

Osnovni elementi hidroelektrane


17/29

Tipovi hidroelektrana

Tri su osnovna tipa

hidroelektrane:protone,

akumulacijske,

reverzibilne.


18/29


Protonehidroelektrane su one ija se uzvodna akumulacija

moeisprazniti za manje od dva sata rada kod nazivne snage

ili takva akumulacija uopdene postoji.

Kinetika energija vode se skoro direktno koristi zapokretanje turbina.

Vrlo su jednostavne za izvoenje, nema dizanja razine

vodostaja, imaju vrlo mali utjecaj na okoli,ali su i vrlo ovisne

o trenutno raspoloivomvodenom toku.


19/29


Slika 2. HE "ALE" - protonahidroelektrana, ukupna snaga 40.8MW


20/29


Akumulacijske hidroelektrane mogu biti pribranske i

derivacijske.

Pribranske hidroelektrane smjetene su ispod same brane,

dok su derivacijske smjetene puno nie i spojene sucjevovodima s akumulacijom.

Nedostaci akumulacijskuh hidroelektrana su otean pogon

ili potpuni zastoji ljeti zbog smanjenih vodenih tokova.


21/29


Slika 3. Akumulacijska hidroelektrana Tri kanjona u Kini

(potopljeno je 118 gradova i iseljeno oko 1.000.000 ljudi)
http://powerlab.fsb.hr/enerpedia/index.php?title=Slika:Hydro06.jpg


22/29


Reverzibilnim turbinama voda se iz donjeg akumulacijskogjezera pumpa natrag u gornje akumulacijsko jezero

Donja akumulacija sluiza punjenje gornje akumulacije. Energetski su neefikasne, ali su praktinije od dodatne

izgradnje termoelektrana za pokrivanje picepotronje


23/29


Peltonove turbine

-za visoke padove(preko 200 m)

Francisove turbine

-za srednje padove(do 200 m)

Kaplanove turbine

-za niske padove

(do 40m)


24/29


Slika 4. Primjena razliitihtipova turbina


25/29

Osnovne komponente klasine hiroelektrane

Brana - Vedina hiroelektrana se opskrbljuje voom iz akumulacijskihjezera. Brana prestavlja graevinu kojoj je zaada osiguravati

akumulaciju voe. Akumulacijska jezera su esto urbanizacijski takorijeena a su ujeno i rekreacijska jezera.

Ulazni presjek - Otvor na brani se otvori i kroz kontrolna vrata vodacjevovoom (najede uslije gravitacije) olazi o turbine oreenimmasenim protokom.

Turbina - mlaz voe uara i okrede lopatice turbine koja je vratilomvezana na generator. Najedi tip turbina za hiroelektrane suFrancisove. Takve turbine tee o 172 tone i postiu brzinu vrtnje o90 okretaja u minuti.

Generator - Kako samo ime govori, generator generira elektrinu

energiju. U osnovi proces se sastoji od rotacije serija magneta unutarnamotaja ica. Ovime se ubrzavaju elektroni, koji proizvoe elektrininaboj. Broj generatora zavisi od elektrane do elektrane.


26/29


Generatori elektrineenergije u hidroelektrani:

Dijelovi hidroelektrane
http://powerlab.fsb.hr/enerpedia/index.php?title=Slika:Hydro3.jpg


27/29


Transformator - Na izlazu iz elektrane povedava napon

izmjenine struje (smanjujudi jakost struje) da bi se smanjili

gubici prijenosa energije.

Dalekovodi - Iz svake elektrane vode dalekovodi, koji osim

stupa dalekovoda redovito imaju i 4 voia. Tri nose struju

napona koja izlazi iz transformatora, istog iznosa i meusobno

pomaknutih u fazi za 120 stupnjeva, dok etvrta predstavlja

nul-voi.

Izlazni presjek - Iskoritenavoda se cjevovodima vradau donji

tok rijeke.


28/29


Hidroelektrane u principu

funkcioniraju na vrlo

jednostavnoj osnovi:

voda iz akumulacijskog

jezera prolazi kroz branu,

pokredeturbinu koja

onda pokrede

generator elektrineenergije.

Komponente hidroelektrane


29/29

Uticaj hidroelektrane na okolinuFizikalni aspekt:

Promjena reimaprotoka vode

Promjena kvaliteta vode

Kvalitativna i kvantitativna promjenapodzemnih voda

Erozija i uruavanje zemljita naobalama jezera

Taloenjenanosa

Erozija korita nezvodno od brane

Mogudnostseizmikihefekata

Zbog punjenja i pranjenjaakumulacijedolazi do izvjesne erozije obala, amogudeje i uruavanjezemljita.

Opaanja su pokazala da se javljaseizmika aktivnost kao posljedicaizgradnje brana i akumulacija. U zoniakumulacije plave se naselja, obradivazemljita,naruavase stabilnost obala,mijenja se nivo podzemnih voda i dr.

Socijalni i ekonomski aspekti:

Preseljavanje stanovitvaZapoljavanje

Proizvodnja energije

Potapanje zamljita

Uticaj na poljoprivredu

Kontrola poplava

Uticaj na vodosnabdijevanje

Turizam

Sigurnost i zdravlje ljudi:

Mogudeizvoriteiirenjebolesti

Opasnost od ruenjabrana

Kulturni aspekti: Uticaj na estetiku

Mogudnost potapanja kulturnihspomenika i arheolokihnalazita

Documents

Energija Vode i Njen Uticaj Na Okolinu