Seminarski rad

MALA HIDROELEKTRANA S CROSS FLOW TURBINOM

Student: Mario Mlakar

JMBAG: 0069049742

Sveučilište u RijeciTehnički fakultetDiplomski studij elektrotehnike

Rijeka, srpanj 2013.

- biti će opisane male hidroelektrane te mogućnost priključka na EE mrežu

- pregled i opis turbina malih hidroelektrana

- određivanje osnovnih parametara stvarne mHE s Cross Flow turbinom (tipa Banki)

Općenito u hidroelektranama:

- pretvorba potencijalne energije vode u kinetičku energiju vode koja se dovodi turbini

kroz cjevovode

- kinetička energija vode u pokretu - > pretvorba u mehaničku en. rotacijom turbine

- mehanička energija rotirajuće turbine - > pretvorba u el. energiju u generatoru

1. Uvod

2. Male hidroelektrane

- smanjen utjecaj na okoliš nasprem velikih hidroelektrana

- obnovljivi izvor energije

- objekti instaliranje snage do 10 MW

2.1. Objekti malih hidroelektrana• građevinski objekti,

• hidromehanička oprema,

• elektrostrojarska oprema,

• priključni dalekovod s pripadajućom opremom.

2.1. Objekti malih hidroelektrana

Slika 1. Glavni građevinski objekti infrastrukture male hidroelektrane

2.2. Osnovni tipovi malih hidroelektrana

2 osnovna tipa s obzirom na lokaciju strojarnice u odnosu na branu:

• pribranska elektrana – strojarnica u samoj brani ili neposredno uz branu,

• derivacijska elektrana – strojarnica dislocirana od brane

2 osnovna tipa s obzirom na način korištenja vodnih resursa:

• protočne – istovremeno energetsko korištenje kompletnog dotoka vode,

• akumulacijske – moguće akumuliranje vode u akumulacijskim jezerima i

vremensko optimiranje proizvodnje el. energije s obzirom na promjene

dotoka i potrebe potrošnje el. energije

2.2. Osnovni tipovi malih hidroelektrana

2 osnovna režima rada s obzirom na režim rada:

• rad elektrane paralelno s mrežom – elektrana priključena na javnu

EE mrežu

• otočni rad – elektrana u samostalnom pogonu, bez spoja s javnom

EE mrežom, potrošači su priključeni direktno na elektranu

3. Priključenje malih hidroelektrana na EE mrežu

3.1. Elektroenergetska suglasnost - odnosi između ODS-a i vlasnika mHE te tehnički uvjeti priključenja mE na distribucijsku

mrežu - > Opći uvjeti za opskrbu el. energijom i Tehnički uvjeti za priključenje malih

elektrana na EES HEP-a

- elektroenergetska suglasnost - > isprava kojom ODS utvrđuje tehničke parametre

priključenja i korištenja mreže

- prethodna elektroenergetska suglasnost - > sagledavanje mogućnosti priključenja,

određivanje tehničkih i ekonomskih uvjeta priključenja građevine na mrežu i

izgradnje građevine, te određivanje uvjeta korištenja mreže

- uređuje se:

• način vođenja i pogon,

• razvoj i izgradnja,

• uspostavljanje priključaka na prijenosnu i distribucijsku mrežu u EES-u,

• mjerna pravila za OMM.

Svaka elektrana mora zadovoljiti minimalnim tehnički uvjetima kao što su odstupanje

frekvencije i napona, valni oblik i nesimetriju napona, pogonsko i zaštitno uzemljenje,

razinu KS-a i izolacije, zaštitu od kvarova i smetnji, te faktor snage.

3.2. Mrežna pravila EES-a

3.3. Paralelni pogon s mrežom

- osiguranje sigurnog paralelnog pogona mE na distribucijsku mrežu u svim očekivanim pogonskim stanjima - > izbjegavanje negativnih povratnih djelovanja

na distribucijsku mrežu koja mogu dovesti do rušenja integriteta i smanjenja

kvalitete opskrbe el. energijom ostalih potrošača u EES-u

Za paralelni pogon s mrežom elektrana obavezno treba imati:

• zaštitu koja osigurava uvjete paralelnog pogona,

• zaštitu od smetnji i kvarova u elektrani i

• zaštitu od smetnji i kvarova u mreži.

- može biti na NN razini (0,4 kV) i na SN razini (10, 20, 30, 35 kV) - > ovisno o

ukupnoj snazi mE, okolnostima u distribucijskoj mreži, nazivnoj snazi generatora,

osmišljenom režimu rada mE i dr.

Završna prosudba o mogućnosti i načinu priključka mE na distribucijsku mrežu donosi

se s obzirom na izgrađenost i stanje, te očekivani razvoj lokalne distribucijske mreže, uzimajući u obzir:

• vrstu i osobine pogona na lokaciji mE i snagu KS-a mreže u točki priključka,

• vršnu snagu i potrošnju na lokaciji mE,

• snagu i planiranu godišnju proizvodnju mE.

3.4. Priključak mE na distribucijsku mrežu

• turbine slobodnog pada (impulsne, akcijske): Cross Flow, Pelton, Turgo

• pretlačne turbine (reakcijske): propelerne, Francis, Kaplan

4. Turbine malih hidroelektrana

4.1. Radna područja različitih tipova turbina

- Cross Flow: 3 m < H < 200 m

- Pelton: 60 m < H < 2000 m

- Turgo: 50 m < H < 250 m

- Kaplan: 1 m < H < 70 m

- Francis: 15 m < H < 700 m

4.2. Cross Flow turbina

- 3 m < H < 200 m

- Q: 0,03 – 13 m3/s

- P: 5 kW – 3 MW

Slika 2. Horizontalni i vertikalni dotok

4.2. Cross Flow turbina

Slika 3. Konstrukcija dvokomorne protočne turbine

5. Određivanje parametara stvarne mHE sa Banki turbinom

Tablica 1. Ulazni podaci u proračunu cjevovoda i Banki turbine

5. Određivanje parametara stvarne mHE sa Banki turbinom

Tablica 2. Usporedba rezultata računatih u BANKI_RS.EXE sa rezultatima iz relacija

6. Zaključak

- povećanje loših posljedica i zagađenje planete - > povećanje trenda

korištenja obnovljivih izvora energije

- tehnologija vezana za hidroenergiju - > jedna od tehnički najpoznatijih i

najrazvijenijih na svjetskoj razini sa visokim stupnjem učinkovitosti

- hidrološke, meteorološke i topografske karakteristike, te standard i stupanj

tehnološkog razvoja zemalja - > raznolikost malih hidroelektrana u

različitim zemljama

HVALA NA PAŽNJI!