UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO,

RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO

Rok Sušek

IZRAČUN INVESTICIJE V PREMIČNO

HIDROELEKTRARNO Z BANKIJEVO

TURBINO NA STARI STRUGI REKE DRAVE

Projektno delo

Maribor, Januar 2017

IZRAČUN INVESTICIJE V PREMIČNO

HIDROELEKTRARNO Z BANKIJEVO

TURBINO NA STARI STRUGI REKE DRAVE

Projekto delo

Študent: Rok Sušek

Študijski program: Univerzitetni študijski program Elektrotehnika

Smer: Močnostna elektotehnika

Mentor: red. prof. dr. Jože Pihler

KAZALO

1 UVOD ............................................................................................................................................. 1

2 CILJ ................................................................................................................................................. 1

3 PREDSTAVITEV PO POGLAVJIH: ........................................................................................ 2

4 PREDSTAVITEV REKE DRAVE IN NJENIH HIDROELEKTRAREN ..................................... 3

4.1 Hidroelektrarne na reki Dravi .................................................................................................. 3

5 ENERGETSKA BILANCA V REPUBLIKI SLOVENIJI IN PROIZVODNJA ELEKTRIČNE

ENERGIJE ......................................................................................................................................... 5

6 NATURA 2000 ............................................................................................................................... 7

7 VODNE TURBINE ZA HIDROELEKTRARNE ......................................................................... 9

7.1 Delitev vodnih turbin ............................................................................................................... 9

7.2 Osnovne značilnosti vodnih turbin ........................................................................................... 9

7.3 Bankijeva turbina ................................................................................................................... 10

8 MALA MODULARNA HIDROELEKTRARNA (EASY MPP) ................................................. 11

8.1 Ideja postavitve modularne hidroelektrarne (MPP) na stari strugi reke Drave ...................... 14

9 TEHNIČNI DEL IZRAČUNA HIDROELEKTRARNE .............................................................. 15

9.1 Izbira turbine za hidroelektrarno na stari strugi reke Drave ................................................... 17

10 FINANČNI DEL IZRAČUNA HIDROELEKTRARNE ............................................................ 18

11 PRIKAZ REZULTATOV TEHNIČNEGA IN FINANČNEGA DELA S PROGRAMOM

RETSCREEN ZA PREMIČNO ELEKTRARNO Z BANKIJEVO TURBINO (MPP) NA STARI

STRUGI REKE DRAVE ................................................................................................................. 20

11.1 Rezultati tehničnega dela ..................................................................................................... 20

11.2 Rezultati finančnega dela ..................................................................................................... 23

12 SKLEP......................................................................................................................................... 27

13 LITERATURA ............................................................................................................................ 28

14 PRILOGE .................................................................................................................................... 29

KAZALO SLIK

Slika 1: Prerez stare strojnice in pretočnega polja iz leta 1918, hidroelektrarna Fala ........................ 4

Slika 2: Struktura končne porabe energije po virih v letu 2016 v Sloveniji ....................................... 5

Slika 3: Struktura končne porabe električne energije v letu 2016 v Sloveniji ................................... 6

Slika 4: Območja Natura 2000 v SV Sloveniji................................................................................... 8

Slika 5: Območja Natura 2000 vzdolž reke Drave ............................................................................. 8

Slika 6: Bankijeva turbina ................................................................................................................ 11

Slika 7: Easy MPP, postavitev modulov vzporedno čez reko, ter paralelno vzdolž reke ................ 12

Slika 8: Easy MPP s kanalom .......................................................................................................... 12

Slika 9: Modul MPP z Bankijevo turbino ........................................................................................ 13

Slika 10: Instalacija Easy MPP ........................................................................................................ 14

Slika 11: Ideja postavitve hidroelektrarne z MPP moduli na stari strugi reke Drave ...................... 14

Slika 12: Diagram povprečnih pretokov in urejeni diagram povprečnih pretokov v stari strugi reke

Drave ................................................................................................................................................ 18

Slika 13: Rezultati izračuna moči in proizvedene električne energije za elektrarno v programu

Retscreen .......................................................................................................................................... 21

Slika 14: Krivulja moči v odvisnosti od letnega časa ...................................................................... 21

Slika 15: Prikaz uporabljenega pretoka stare struge reke Drave za proizvodnjo električne energije

za idejno hidroelektrarno MPP ......................................................................................................... 22

Slika 16: Prikaz izkoristka inštaliranih dveh Bankijevih turbin ....................................................... 22

Slika 17: Finančna struktura ............................................................................................................. 25

Slika 18: Krivulja denarnega toka .................................................................................................... 26

KAZALO TABEL

Tabela 1: Vhodni podatki tehničnega dela hidroelektrarne na stari strugi reke Drave .................... 20

Tabela 2: Preglednica vseh upoštevanih stroškov za premično hidroelektrarno na stari strugi ....... 24

SEZNAM UPORABLJENIH SIMBOLOV:

P - bruto moč elektrarne (kW),

H - padec vode (m),

Q - pretok vode (m3/s),

v - srednja hitrost vode (m/s),

S - ploščina preseka vodnega toka (m2),

k - koeficient k za računanje srednje hitrosti vode,

vg - izmerjena hitrost vode na gladini (m/s),

s - dolžina merilnega odseka (m),

t - čas (s).

Pd – dejanska oz. neto moč elektrarne (kW),

ηe - izkoristek elektrarne,

pkWh – število proizvedenih kWh v enem letu (kWh),

Pp - povprečna moč elektrarne čez celo leto (kW),

h - letni obratovalni čas (h).

1

1 UVOD

Danes poznamo veliko različnih vrst energij. Tako obnovljivih, kot neobnovljivih. Danes

celotna Evropa, kot tudi svet vedno bolj strmi k različnim energijam, ki so okolju prijazni,

npr. energija sonca, energija vode, energija vetra... Hidroenergija (energija, ki se pridobi s

pomočjo vode) predstavlja eno izmed najbolj zanesljivih, varnih, ter okolju prijaznih energij.

Hidroelektrarne bi lahko postavili na skoraj vsaki reki, vendar je vprašanje ali bi bila

investicija upravičena ali ne. Pri ekonomičnosti za investicijo v hidroelektrarno največ

vpliva pretok reke in padec, kjer bi se hidroelektrarna gradila. Zato moramo biti pri gradnji

pozorni na to, da imamo velik pretok reke ali velik padec. Da se nam investicija izplača ima

veliko vlogo tudi cena električne energije na trgu. Pri gradnji pa ne smemo pozabiti tudi na

okolje v katero v bomo hidroelektrarno umestili.

V tem projektu bom prikazal predvsem izračune za izgradnjo hidroelektrarne na stari strugi

reke Drave, kjer pretok v strugo uravnava človek. Tako je pretok skozi vse leto poleti vsaj

20 m3/s, pozimi pa 10 m3/s. S programom RETSCREEN bom izračunal ali se bi investicija

v elektrarno na stari strugi reke Drave izplačala.

Gradnja hidroelektrarne na stari strugi bi bila zelo težka že iz naravovarstvenega stališča,

kajti to območje je del Nature 2000, ki prepoveduje večje posege v naravo oz. morajo biti

umeščeni tako, da vplivajo čim manj na okolje. Največji problem pri dejanski izgradnji

hidroelektrarne bi predstavljali večji nalivi, zaradi katerih bi se posledično pretok reke

ekstremno povečal. Zato sem se odločil, da vključim v objekt dvigalo, katero bi, v primeru

prevelikih voda, iz vode dvignilo celotno hidroelektrarno in s tem omogočilo nemoteni

pretok reke. Zraven elektrarne bi se zgradila tudi ribja steza, s čimer bi zelo izboljšali

življenje tam živečih rib, saj jih ne bi prikrajšali na zgolj en ekosistem.

2 CILJ

Cilj projektne naloge je pregledati razmere na stari strugi reke Drave in ugotoviti čim boljšo

možnost za gradnjo hidroelektrarne, glede na to kaj tržišče trenutno ponuja. Nato izračunati

tehnični in finančni del te hidroelektrarne in ugotoviti ali bi bila investicija v to

hidroelektrarno na stari strugi reke Drave upravičena.

2

3 PREDSTAVITEV PO POGLAVJIH:

1. Predstavitev osnovnih značilnosti reke Drave. Zgodovina hidroelektraren na reki

Dravi.

2. Energetska bilanca republike Slovenije. Katere vrste energije se v Sloveniji porabi

največ in katerih manj, koliko električne energije proizvedemo v Sloveniji in kje to

električno energijo porabimo.

3. Predstavitev Nature 2000. Kaj sploh je natura 2000 in kaj predstavlja. Območja

Nature 2000 v Sloveniji.

4. Delitev vodnih turbin, značilnosti najbolj uporabljenih vodnih turbin. Predstavitev

Bankijeve turbine.

5. Predstavitev modularne hidroelektrarne Easy MPP. Kaj sploh je Easy MPP, kdaj je

primerna za uporabo, prednosti za gradnjo MPP na stari strugi reke Drave, inštalacija

Easy MPP v samo strugo.

6. Tehnični del izračuna za gradnjo hidroelektrarne (izračun energetskega potenciala

vode, izračun dejanske moči vode...), izbira turbine.

7. Finančni del izračuna za gradnjo hidroelektrarne (izračun proizvedenih letnih kWh

električne energije, izračun povračilne dobe investicije v hidroelektrarno...)

8. Prikaz in opis vseh rezultatov izračuna v premično hidroelektrarno z Bankijevo

turbino na stari strugi reke Drave v programu Retscreen, vključno z opisom

razporeditve investicije.

9. Sklepne besede projekta, ali bi bila investicija upravičena ali ne.

3

4 PREDSTAVITEV REKE DRAVE IN NJENIH

HIDROELEKTRAREN

Reka Drava je najbolj vodnata slovenska reka, kar je omogočilo izgradnjo mnogo

hidroelektrarn (23, od tega 8 v Sloveniji, 12 v Avstriji in 3 na Hrvaškem) in s tem tako visoko

proizvodnjo električne energije. Lahko bi rekli, da je reka Drava darilo narave za nas vse.

Reka drava je vse do 60. let prejšnjega stoletja tekla svobodno. Z velikimi količinami

sedimentov in z lastnimi nanosi si je utrla današnjo pot. To pot reke Drave imenujemo Loka.

Reka je bila skozi zgodovino zelo pomembna prometna, transportna in komunikacijska os.

Ljudje so v tistih časih s splavi prevažali »koroški« les vse do Črnega morja. V okolici reke

bi naj ljudje celo izpirali zlato.

Reka Drava danes meri 719 km, od tega v Sloveniji 142 km. Porečje reke pa 40.087 km2, od

tega v Sloveniji 3.259 km2. Izvira v Italiji na Toblaškem polju v Južni Tirolski, izliva pa se

v Donavo. Največja mesta skozi katera teče reka Drava so Maribor, Osijek na Hrvaškem, ter

Beljak v Avstriji. Največji protoki Drave so Zilja v Avstriji, Krka, Meža, Dravinja, Pesnica,

Mura, ter Bednja na Hrvaškem. Največji pretok ima reka junija, kadar se topi sneg v Alpah,

ter novembra zaradi jesenskih deževij v alpskem zaledju. Najmanjši pretok pa je po novem

letu januarja in februarja. Povprečni pretok reke Drave znaša 541 m3/s, vendar v Sloveniji

zgolj 297 m3/s. Na stari strugi reke Drave pa je v strugi zagotovljen le t.i. ekološko

sprejemljiv pretok, ki je le 20 m3/s poleti in 10 m3/s pozimi.

Slovenija je znana po ohranjeni naravi, vendar pa naravoslovni turizem pri nas še ni dovolj

razvit. To si prizadevamo popraviti tudi z zavarovanjem naravovarstvenih območij, zato je

večji del celotne reke Drave, kot tudi stare struge že uvrščen v območje pod Naturo 2000,

katere namen je, da zavaruje najpomembnejšo naravno okolje za žive organizme. Reka

Drava, predvsem pa stara struga reke, je še danes območje kjer lahko najdemo zelo veliko

raznolikost naravnih vrst, tako živalskih, kot tudi rastlinskih. Veliko vrst ima prav tukaj

najštevilčnejšo populacijo v državi, kot tudi širše. Naravoslovni in ekološki turizem bi lahko

postali zelo pomembni panogi Podravja v Sloveniji. Slovenija je sicer že sedaj ena najbolj

zaželjenih naravoslovnih turističnih destinacij. [1]

4.1 Hidroelektrarne na reki Dravi

Energetsko izkoriščanje reke Drave na slovenskem se je pričelo po prvi svetovni vojni, ko

je začela obratovati prva hidroelektrarna - Fala, ki so jo sicer začeli graditi že leta 1913.

Veriga slovenskih hidroelektrarn pa se je zaključila leta 1978 z izgradnjo zadnjih dveh

elektrarn, Zlatoličje in Formin. Vse hidroelektrarne na reki Dravi v Sloveniji, ki jih s

pomočjo posebnega teleinformacijskega in računalniškega sistema vodi podjetje Dravske

4

elektrarne, ki je hčerinsko podjetje HSE, izkoriščajo njen celostni razpoložljivi potencial,

tako obratujejo s pretočno akumulacijo, ob višjih pretokih pa pretočno.

Pred začetkom gradenj hidroelektrarn na reki Dravi so naredili obsežne hidrološke študije,

na podlagi katerih so ugotovili, da je pretok najmanjše nizke vode 70 m3/s, povprečni srednji

pretok je 290 m3/s, pretok dvajset-letne voda je 2100 m3/s, sto-letne voda pa 2900 m3/s.

Omenimo še, da je bil največji pretok celo 5200 m3/s in sicer leta 1851. Iz teh podatkov je

razvidno, da je bilo za reko Dravo značilno veliko nihanje pretoka vode. Na podlagi teh

študij so ugotovili bogato hidroenergetsko sposobnost Drave, kajti v večjem delu leta ima

zadostne količine vode.

Za lokacijo prve hidroelektrarne naj bi določili najugodnejše mesto na odseku med

Dravogradom in Mariborom. Za to mesto so se pokazale brzice pri izhodu iz Bezenske

soteske, malo višje od falskega gradu, predvsem zaradi posebej ugodnih geoloških razmer,

širine struge in možnosti ureditve gradbišča. Nato je StEG pričela z gradbenimi deli za

hidroelektrarno Fala pri pretoku vode 300 m3/s.

Kasneje so ugotovili, da je takšna količina vode razpoložljiva kar 9,5 meseca na leto. Za tisti

čas je bila gradnja hidroelektrarne tehnično zelo zahtevna, zato so uporabili najsodobnejšo

tehnično opremljenost. Delavci, ki so gradili hidroelektrarno so bili tako domači, kot

priseljeni delavci, ki so bili za čas gradnje nastanjeni v barakah ob gradbišču. Vojna, ki se je

začela leta 1914 je zelo zapletla gradnjo elektrarne in zavlekla njeno dokončanje. Zato

začetek obratovanja elektrarne sega šele v maj 1918 s prvimi tremi agregati, v naslednjih

dneh pa sta bila nato pripravljena še 4. in 5. agregat. Moč turbin je bila 6.000 KM, ter

požiralnostjo 45 m3/s vode (slika 1). [2]

Slika 1: Prerez stare strojnice in pretočnega polja iz leta 1918, hidroelektrarna Fala

5

Danes imamo na slovenskem delu reke Drave osem hidroelektrarn. Prvo stopnico dravskega

hidroenergetskega sistema predstavlja hidroelektrarna Dravograd, sledi hidroelektrarna

Vuzenica, nato Vuhred, Ožbalt, Fala, hidroelektrarna Mariborski otok, ter dve največji

Zlatoličje, ki danes omogoča letno proizvodnjo 577 GWh električne energije, ter ima

inštaliran pretok 530 m3/s in hidroelektrarna Formin z letno proizvodnjo 548 GWh električne

energije, ter inštaliranim pretokom 500 m3/s. [3]

5 ENERGETSKA BILANCA V REPUBLIKI SLOVENIJI IN

PROIZVODNJA ELEKTRIČNE ENERGIJE

Energija nam danes predstavlja nekaj povsem samoumevna, kot nam to predstavlja voda ali

zrak. Vendar včasih to ni bilo povsem tako. Dandanes poznamo vedno več načinov

pridobivanja energije. Bodisi iz naftnih proizvodov, zemeljskega plina, trdnih goriv,

jedrskih, termo, hidro, sončnih elektraren... Svet potrebuje čedalje več energije za svojo

industrijo in življenje, zato je danes energija pridobljena iz obnovljivih virov čedalje bolj

pomembna in iskana.

Slika 2: Struktura končne porabe energije po virih v letu 2016 v Sloveniji

Iz zgornje slike opazimo, da pri nas še vedno predvsem prevladuje poraba energije iz naftnih

proizvodov, čemur sledi poraba električne energije z 22,5 %, nato obnovljivi viri energije z

6

13,8 %, zemeljski plin z 12,1 %, toplota s 3,7 %, - trdna goriva z 0,7 % in industrijski

odpadki neobnovljivi z 0,8 %.

Slabo četrtino porabljene energije torej predstavlja elektrika. Skupaj so vse elektrarne v

Sloveniji leta 2015 proizvedle 14187 GWh električne energije. Od tega največ jedrska

elektrarna Krško 5372 GWh. Jedrski elektrarni sledijo termoelektrarne s 4503 GWh,

hidroelektrarne s 4032 GWh, sončne elektrarne z 274 GWh in vetrne s 6 GWh proizvedene

električne energije.

Slika 3: Struktura končne porabe električne energije v letu 2016 v Sloveniji

Opazimo, da zgolj za predelovalne dejavnosti in gradbeništvo porabimo v državi slabo

polovico električne energije. Sledijo sektor ostala poraba, gospodinjstvo, promet in

energetski sektor. [4]

7

6 NATURA 2000

Narava bi morala biti naša najpomembnejša skrb, saj če uničimo naravo, bomo uničli kasneje

tudi živa bitja in na koncu še samega sebe. Prvi program za ohranitev narave na Slovenskem

je nastal že leta 1920. To so bili prvi začetki k uzakonjenemu ohranjanju narave. Ena od teh

zakonodaj je tudi zakonodaja Evropske unije Natura 2000. Za Naturo 2000 je v Evropski

uniji povprečno slišalo le 27 % ljudi, v Sloveniji pa je ta odstotek kar 62 %. Prav tako smo

Slovenci na prvem mestu po prizadevanjih za ohranitev narave. Takšnih Slovencev je kar 92

%. Danes območja ki so pod Naturo 2000 predstavljajo več kot 18 % ozemlja Evropske unije

in ta odstotek se zgolj veča, saj mora vsaka država članica EU povečevati zaščitena območja.

V Sloveniji je ta odstotek že leta 2004 z vstopom v EU predstavljal 35,5 % ter se je v

naslednjih letih le še malenkost povečal. To so območja kjer so veliki posegi v naravo težje

izvedljivi oz. so izvedljivi pod dodatnimi pogoji. Predvsem mora biti zagotovljeno, da posegi

čim manj oz. sploh ne vplivajo na tam živeče živalske in rastlinske vrste.

Natura 2000 ne predstavlja absolutno zavarovano območje ali, da na teh območjih posegi

niso možni. To nikakor ne drži, ampak so to zgolj miti, za katere misli veliko ljudi, da držijo.

Natura 2000 predstavlja v Sloveniji več kot tretjino ozemlja in da na tem celotnem ozemlju

ne bi bilo mogoče opravljati nobenih niti najmanjših posegov si težko predstavljamo, zato

ima vsako območje pod Naturo 2000 drugačne konkretne varstvene cilje. Določena območja

so zaščitena pod Naturo 2000 zgolj za ohranitev ene določene vrste, drugo območje za

ohranitev gozda, spet tretje območje za ohranitev večino tam živečih rastlinskih in živalskih

vrst. Ker za večino območij ni vnaprej predpisanih točnih omejitev ali prepovedi se morajo

pred vsakim načrtovanim posegom v območjih z Naturo 2000 presoditi možni vplivi

določenega projekta na naravne habitate oz. na ogrožene živalske oz. rastlinske vrste.

Nekatere države članice EU pa so določena območja Natura 2000 razglasila kot zavarovana

območja, vključno z režimom in upravljalcem. [5]

Glavna »vloga« Nature 2000 je, da se obrne trend izumiranja predvsem ogroženih rastlinskih

in živalskih vrst, saj je človek v zadnjih desetletjih zelo skrčil bivališča tem ogroženim

vrstam in s tem že povzročil izumrtja. Zato je Evropska unija že leta 1979 najprej sprejela

Evropsko Direktivo o pticah. »Cilj Direktive je zaščititi prostoživeče ptice in njihova

najpomembnejša življenjska okolja. Varuje tudi ptice selivke – ne le njihovih gnezdišč,

temveč tudi njihova prezimovališča in preletne poti.«

To je bil prvi korak k ohranjanju naravnih habitatov in s tem ohranjanju živalskih vrst,

predvsem ptic. Direktivi o pticah je nato sledila nova evropska direktiva, ki varuje vse

rastlinske in živalske vrste. Evropska Direktiva o habitatih je nastala leta 1992.

»Določa merila za varstvo redkih, ogroženih ali endemičnih vrst prostoživečih živali in

rastlin ter habitatnih tipov.« [6]

8

Slika 4: Območja Natura 2000 v SV Sloveniji

Slika 5: Območja Natura 2000 vzdolž reke Drave

Na sliki 4 vidimo kje v severovzhodni Sloveniji imamo območja Natura 2000, na sliki 5 pa

vidimo samo območja Natura 2000 za porečje reke Drave. Na slednji sliki opazimo, da je

večina območja stare struge reke Drave zavarovano po direktivi o habitatih in po direktivi o

pticah, medtem, ko je območje reke Drave od Dravograda do Fale zavarovano samo po

direktivi o habitatih, območje okoli Mariborskega otoka pa po direktivi o pticah. Reka Drava

se pred Malečnikom razcepi na dva dela, na staro strugo reke Drave (severno) in na umetno

zgrajen kanal (južno), ki teče skozi hidroelektrarno Zlatoličje. Oba dela se nato ponovno

združita malo pred Ptujem.

9

7 VODNE TURBINE ZA HIDROELEKTRARNE

Vodne turbine so pogonski stroji, ki pretvarjajo potencialno in kinetično energijo vode v

mehansko delo.

Med najpomembnejše vodne turbine prištevamo Francisovo, Kaplanovo, Peltonovo in

Bankijevo turbino.

7.1 Delitev vodnih turbin

Vodne turbine delimo po različnih lastnostih:

1. Po pretvarjanju energije:

a) Akcijske ali enakotlačne vodne turbine. Za njih je značilno, da se vsa potencialna

energija pretvarja v kinetično v vodilniku (Peltonova in Bankijeva).

b) Reakcijske ali nadtlačne vodne turbine. Pri njih se pa le del energije spremeni v

kinetično v gonilniku (Francisova in Kaplanova).

2. Po smeri pretoka vode:

a) Radialne vodne turbine (Francisova).

b) Aksialne vodne turbine (Kaplanova). Smer pretoka vode je vzporedna z osjo

stroja.

c) Tangencialne vodne turbine (Peltonova). Smer pretoka vode je tangentna na obod

gonilnika.

3. Po natoku vode:

a) Poln natok. Voda priteka na celotnem obodu gonilnika (Francisova in

Kaplanova).

b) Delen natok. Voda priteka le na enem delu oboda gonilnika (Peltonova in

Bankijeva). [7]

7.2 Osnovne značilnosti vodnih turbin

7.2.1 Francisova turbina:

Spada med najbolj uporabljene turbine, uporabljamo jo za srednje padce in za srednje velike

pretoke. Število vrtljajev ima med 40 in 240 vrt/min. Izkoristki so dobri, največji izkoristek

ima pri 80 % pretoku, kjer je izkoristek nad 90 %, pri 40 % pretoku je izkoristek počasne

Francisove turbine še vedno 80 %.

10

7.2.2 Kaplanova turbina:

Uporablja se za najmanjše padce in velike količine vode, število vrtljajev je večje od 160

vrt/min. Kaplanova turbina ima prav tako vrtljive gonilne lopatice. Izkoristek kaplanove

turbine je velik. Pri pretoku med 50 % in 90 % inštaliranega pretoka je izkoristek okrog 90

%. Pri 10 % pretoku je izkoristek že 50 %, pri 30 % pretoku pa že 80 %.

7.2.3 Peltonova turbina:

Uporablja se za majhne vrtilne hitrosti (10-40 vrt/min), pri majhnih količinah vode in pri

velikih padcih. Izkoristek je med 85 % in 92 %. Že pri 20 % pretoku pa je izkoristek 80 %.

Gonilne lopatice so izdelane v obliki korcev, ki so nameščeni na obodu gonilnika. Iz šobe

brizga vodo na lopatice, ki poganjajo generator. Lopatice pri manjših turbinah se izdelujejo

iz sive litine ali brona, pri večjih pa iz jeklene litine.

7.3 Bankijeva turbina

Vedno bolj nam je dragocena vsaka kWh električne energije, ki jo pridobimo z obnovljivimi

viri, zato se vse bolj uveljavljajo tudi male hidroelektrarne. Kadar imamo mali padec in mali

pretok govorimo o malih hidroelektrarnah, za katere se v vse večji meri uporablja Bankijeva

turbina, ki nadomešča Francisove in Peltonove turbine.

Bankijeva tubina je dobila ime po Madžarskemu profesorju Donatu Bankiju, ki je že leta

1917 izboljšal že od prej poznano vrsto akcijske turbine na dvojni pretok.

Posebnost te turbine je, da voda dvakrat teče skozi venec lopatic in prvič odda okoli 80 %

svoje energije, nato voda teče z zmanjšano hitrostjo in povečanim presekom skozi prazen

prostor gonilnika in nato ponovno vstopi v venec lopatic, tokrat iz notranje strani in odda še

dodatnih 20 % energije, kar lepo prikazuje slika 6. To, da voda teče dvakrat skozi venec

lopatic je značilno samo za Bankijevo turbino, zato bi jo lahko imenovali kar dvakratna

turbina.

11

Slika 6: Bankijeva turbina

Bankijeva turbina se lahko uporablja za padce od 2 do 100 m. Včasih jih niso toliko

uporabljali zaradi njihove kratke življenjske dobe, vendar temu primerna je bila tudi cena,

ki je bila hitro dostopna. Te turbine so včasih dobro služile v izjemnih pogojih, kot zasilne

turbine. Zaradi njihove enostavnosti ponavadi stopijo v ozadje vse njihove pomanjkljivosti,

kot npr. da je gonilnik vedno postavljen nad spodnjo vodo. [7]

8 MALA MODULARNA HIDROELEKTRARNA (EASY MPP)

Easy MPP je mala modularna hidroelektrarna, ki je sestavljena iz enega ali več modulov z

enakimi ali različnimi močmi. (Angleško: Modular Hydroelectric Power Plant)

Easy MPP je namenjena tako za oddajo električne energije v obstoječe energetsko omrežje,

kot tudi direktni oskrbi z električno energijo malih naselij. MPP omogoča proizvodnjo

energije na okolju prijazen, učinkovit in trajnosten način.

Najpomembnejše prednosti Easy MPP so: modularna izvedba, zelo malo potrebne dodatne

infrastrukture, nizki stroški izvedbe projekta, enostavna in hitra montaža, zelo mali poseg v

okolje, enostavno vzdrževanje. Easy MPP omogoča direktno izvedbo ali izvedbo s kanalom.

V primeru direktne izvedbe, se bi lahko moduli postavili vzporedno čez reko ali v seriji

vzdolž reke.

12

Slika 7: Easy MPP, postavitev modulov vzporedno čez reko, ter paralelno vzdolž reke

Slika 8: Easy MPP s kanalom

Easy MPP je hidroelektrarna z Bankijevo turbino, ki bi bila zelo verjetno najprimernejša

izbira za hidroelektrarno na stari strugi reke Drave. Modularna hidroelektrarna je odlična

izbira v primeru, da imamo mali padec in mali pretok. Poleg vsega naštetega je celotno

hidroelektrarno oz. vse module mogoče enostavno dvigniti iz reke z dvigalom. Lahko bi se

celotna hidroelektrarna enostavno potopila v primeru prevelikih voda, vendar na stari strugi

reke Drave zaradi Nature 2000 to ne bi bilo sprejemljivo, zato bi se gradnja izvedla skoraj

zagotovo s pomočjo dvigala. Zato takšen tudi naslov projektne naloge: Izračun investicije v

PREMIČNO hidroelektrarno z Bankijevo turbino. Pri mojem izračunu hidroelektrarne s

premično Bankijevo turbino na stari strugi reke Drave sem upošteval 2 m padec, kar bi bilo

glede Nature 2000 sprejemljivo.

13

Slika 9: Modul MPP z Bankijevo turbino

Na sliki 6 in tudi na sliki 9 vidimo kako curek teče skozi venec lopatic in prvič odda 80 %

svoje energije in nato iz notranje strani odda še preostalih 20 % svoje energije.

Modul MPP podjetja ArthosGroup vključuje ohišje s finimi rešetkami na vstopu v turbino

1. Turbina je pogonski stroj, kateri pretvarja potencialno energijo vode v mehansko energijo.

Modul vsebuje nato gonilnik 2, na gonilnik je pritrjen multiplikator 3, kateri je odgovoren

za spreminjanje vrtljajev iz nazivnih turbine na nazivne generatorja. Multiplikator je z gredjo

povezan z generatorjem 4, kateri pretvarja mehansko energijo pridobljeno iz potencialne

energije vode v električno energijo. Dotok vode na turbino se bi reguliral z regulacijsko

loputo polkrožne oblike. Za premikanje regulacijske lopute pa bi skrbel elektromotor. V

modul so vgrajene še fine rešetke.

14

Slika 10: Instalacija Easy MPP

Na sliki 10 je prikazana inštalacija male modularne hidroelektrarne MPP. Easy MPP

omogoča enostavno in hitro izvedbo projekta. Ko imamo zagotovljen želen padec in

postavljene nosilce za Easy MPP je lahko elektrarna inštalirana že v treh dneh odkar bi bili

moduli pripeljani na kraj izvedbe. [8]

8.1 Ideja postavitve modularne hidroelektrarne (MPP) na stari strugi reke Drave

Slika 11: Ideja postavitve hidroelektrarne z MPP moduli na stari strugi reke Drave

15

Na stari strugi reke Drave bi se zajezitev naredila podobno kot prikazuje slika 10. Imeli bi 2

metrski padec. Nosilci za modul bi bili sicer veliko močnejši in betonski, saj bi na stari strugi

reke imeli večjo moč vode, kot na sliki 10. Ob strani reke bi bila zgrajena tudi ribja steza,

kot vidimo na sliki 11, da bi ribe lahko šle naprej po reki in ne bi bile omejene zgolj na en

ekosistem. S tem bi zelo veliko postorili za tam živeče živali. Vsemu temu pa bi z ribjo stezo

veliko pripomogli tudi k ugoditvi Nature 2000. Elektrarna bi na strani poleg dveh 143 kW

MPP modulov imela še zapornico, katera bi se dvigovala, ko bi bil pretok vode večji od

inštaliranega pretoka obeh modulov MPP (20 m3/s) in pretoka, ki bi se porabljal za ribjo

stezo. Poleg zapornice bi elektrarna imela tudi dvigalo za dvig celotne hidroelektrarne, ki bi

se uporabilo zgolj za nujne primere, ko bi bil pretok več kot 5 ali 10 kratnik inštalirane moči

hidroelektrarne. Kljub finim rešetkam, ki so že namontirane v vsak modul MPP bi pred

hidroelektrarno bile namontirane še grobe rešetke, ki bi zadržale vse kar bi lahko

poškodovalo module oz. celotno hidroelektrarno. Kakšna je možna postavitev modulov,

zapornice, ribje steze na stari strugi reke Drave podrobneje prikazuje slika 11.

9 TEHNIČNI DEL IZRAČUNA HIDROELEKTRARNE

Kadar se lotimo izračuna oz. gradnje hidroelektrarne se moramo najprej prepričati, da imamo

pravo mesto izgradnje. Za ekonomičnost celotne gradnje sta pomembna predvsem dva

dejavnika. Pretok reke, ter padec vode na lopatice turbine. V primeru, da nimamo ne pretoka

in ne padca dovolj velikega, se nam elektrarne ekonomično gledano ne bo izplačalo graditi,

zato moramo imeti čim večji padec ali pretok. Če je le mogoče oboje. Ekonomičnost gradnje

hidroelektrarne pa je odvisna tudi od izkoristkov turbin, zato je pomembno, da izberemo

pravo turbino. V tehničnem izračunu bom prikazal kako izračunamo potencial vode in koliko

kWh električne energije lahko s tem proizvedemo.

S pomočjo povprečnega večletnega pretoka (Q) in padca vode (H) je mogoče izračunati

bruto moč elektrarne.

P = 9,81 x Q x H (1)

Pri čemer je:

P - moč elektrarne (kW),

H - padec vode (m),

Q - pretok vode (m3/s).

16

V primeri hidroelektrarne na stari strugi reke Drave za zgornjo idejo z moduli MPP bi v

zgornjo enačbo vstavili 2 m padec in inštaliran pretok 20 m3/s, dobili bi bruto moč

elektrarne 392 kW.

V primeru, da nimamo znanega povprečnega pretoka, ga moramo preden računamo bruto

moč elektrarne še izračunati. Za to potrebujemo večletne povprečne pretoke skozi celo leto.

V primeru, da bi hoteli računati bruto moč elektrarne na reki oz. potoku za katerega nimamo

podatkov o povprečnem pretoku lahko trenutni pretok izračunamo. Seveda dobimo v tem

primeru samo trenutni pretok. Za natančnejši izračun bruto moči elektrarne pa bi morali

trenutni pretok računati večkrat, dlje časa in pri tem tudi vsakič znova meriti hitrost na

gladini vode s katero nato izračunamo povprečno hitrost vode. Trenutni pretok se izračuna

po formuli:

Q = v x S (2)

Pri čemer je:

Q - pretok vode (m3/s),

v - srednja hitrost vode (m/s),

S - ploščina preseka vodnega toka (m2).

Hitrost vode na gladini reke ni enaka srednji hitrosti reke, ampak je hitrejša, zato moramo

izračunati srednjo hitrost vode.

v = k x vg (3)

Pri čemer je :

vg - srednja hitrost vode (m/s),

k - koeficient k za računanje srednje hitrosti vode,

vg - izmerjena hitrost vode na gladini (m/s).

Pri čemer smo hitrost na gladini izračunali po formuli :

vg = s/t (4)

17

pri čemer je :

s - dolžina merilnega odseka (m),

t - čas, ki je bil potreben za merilni odsek (s).

Izračun dejanske moči elektrarne (neto moč) se izračuna s pomočjo bruto moči elektrarne,

ki smo jo izračunali zgoraj in z izkoristkom elektrarne. [9]

Pd = P x ηe (5)

Pri čemer je:

Pd - dejanska moč elektrarne (kW)

P – bruto moč elektrarne (kW)

ηe - izkoristek elektrarne

Za zgornji primer modularne elektrarne na stari strugi reke Drave bi bruto moč elektrarne

pomnožili z izkoristkom 0,74 (izkoriščenost elektrarne 0,8, izkoristek generatorja 0,92 in

upoštevane 1 % parazitne izgube, kar bi nam prineslo neto moč elektrarne 286 kW. Ostale

izgube sem zanemaril.

9.1 Izbira turbine za hidroelektrarno na stari strugi reke Drave

Turbino izberemo glede na padec in pretok. Za primer hidroelektrarne na stari strugi reke

Drave bi bila najprimernejša Bankijeva turbina, saj gre za malo hidroelektrarno. Pretok na

stari strugi reke Drave je vedno vsaj 10 m3/s pozimi in 20 m3/s poleti, zato tudi ne bi smeli

imeti večjega problema z izbiro moči turbine. V tem primeru je najboljša izbira izbrati dve

turbini z inštalirano močjo za pretok 10 m3/s. V zimskem času, ko bi bil pretok minimalen

bi delovala ena turbina, v poletnem času pa bi delovali obe turbini.

18

Slika 12: Diagram povprečnih pretokov in urejeni diagram povprečnih pretokov v stari strugi reke

Drave

Slika 12 prikazuje povprečen pretok stare struge reke Drave med letom 1996 in 2007. Na

sliki urejenega pretoka je razvidno, da imamo skoraj ¾ leta pretok vode v stari strugi največ

dobrih 20 m3/s oz. 10 m3/s. Voda, ki je je več kot 20 m3/s bi se stekalo za ribjo stezo, v

primeru večjih voda pa kot že omenjeno v točki 8.1 bi se dodatno odprla še zapornica, ki bi

naprej po reki spustila odvečno vodo. Več kot 5 x povečan pretok vidimo, da imamo zgolj v

povprečju 20 dni na leto. V teh primerih bi se lahko elektrarna dvignila v celoti iz struge.

10 FINANČNI DEL IZRAČUNA HIDROELEKTRARNE

Izračun proizvedenih kWh:

pkWh = Pp x h (6)

Pri čemer je:

pkWh – število proizvedenih kWh v enem letu,

Pp - povprečna moč elektrarne čez celo leto (kW),

h - letni obratovalni čas v urah (24 x 365 x 0,93).

Letni obratovalni čas ponavadi pomnožimo z 0.95 ali celo z 0.9, saj obratovalni čas nikoli

ne bo 365 dni v leto, ampak bo vedno kakšen dan ali teden manj predvsem zaradi različnih

popravil elektrarne, previsokega pretoka ali drugega izpada. V primeru, da bi imeli čez celo

leto konstanten pretok in s tem tudi inštalirano moč elektrarne za takšen pretok, bi lahko za

19

povprečno moč čez celo leto uporabili kar dejansko moč elektrarne, vendar to v naravi ne

obstaja, zato je treba povprečno moč čez celo leto izračunati.

Za primer modularne hidroelektrarne na stari strugi reke Drave imamo povprečno moč

hidroelektrarne 247 kW, saj imamo približno 25 % časa (po zimi) pretok zgolj 10 m3/s. Če

bi čez celo leto bil pretok vsaj 20 m3/s, kot imamo inštaliran pretok bi bila povprečna moč

elektrarne enaka dejanski oz. neto moči elektrarne. Če pomnožimo povprečno moč

elektrarne čez celo leto z letnim obratovalnim časom bi za hidroelektrarno na stari strugi

reke Drave dobili 2009 MWh proizvedene električne energije v enem letu.

Prihodek od prodaje električne energije:

Prihodek = pkWh x prodajna cena (7)

Prodajna cena na BORZEN za električno energijo je bila meseca marca 2016 105,47

€/MWh. Idejna elektrarna na stari strugi reke Drave z inštalirano močjo 20 m3/s bi z

proizvodnjo 2009 MWh električne energije imela 211.890 € letnih prihodkov od prodaje

električne energije.

Vračilna doba investicije:

Vračilna doba investicije = Celotna investicija v elektrarno / Prihodek (8)

Ta enačba velja zgolj ob neupoštevanju kreditnega vložka v investicijo, ob neupoštevanju

letnih izdatkov za razna popravila in obratovalnih stroškov, ob neupoštevanju inflacije ipd.

Tehnični in finančni del izračuna hidroelektrarne prikazuje formule in podatke, ki so

potrebni za izračun investicije v hidroelektrarno. Za hidroelektrarno na stari strugi reke

Drave sem vse potrebne podatke vstavil v program Reetscreen, ki ima zgornje formule že

sprogramirane.

20

11 PRIKAZ REZULTATOV TEHNIČNEGA IN FINANČNEGA

DELA S PROGRAMOM RETSCREEN ZA PREMIČNO

ELEKTRARNO Z BANKIJEVO TURBINO (MPP) NA STARI

STRUGI REKE DRAVE

Retscreen je programska oprema za energetsko učinkovitost za obnovljive vire energije, ki

nam analizira izvedljivost samega projekta tako finančno, kot tudi tehnično. Predvsem se

uporablja za izračun izvedljivosti hidroelektraren, ter sončnih elektraren. [10]

11.1 Rezultati tehničnega dela

Kadar se lotimo dela v Retscreenu moramo najprej imeti oz. izbrati tehnične podatke, ki bi

jih imela naša »bodoča« elektrarna. Pri izračunu hidroelektrarne potrebujemo podatke kot

so npr. inštaliran pretok, število turbin, padec, pretok reke za daljše časovno obdobje, izbira

turbine, izkoristek elektrarne, npr. izkoristek turbine za različne pretoke, izkoristek

generatorja, izkoristek transformatorja itd. Za elektrarno na stari strugi reke Drave sem pri

tehnični analizi izbral padec 2 m, kar je sicer zelo mali padec, vendar zaradi Nature 2000 bi

večji padec preveč posegal v naravni habitat, saj bi bilo treba narediti preveliko zajezitev.

Hidravlične izgube in izgube v transformatorju sem zanemaril. Izkoristek generatorja sem

izbral 92 %, parazitne izgube električne energije pa 1 % (to je moč, ki se porabi kadar je

naprava izklopljena, vendar v pripravljenosti delovanja). Izgube zaradi letnih izpadov sem

izbral 7 %. Po končanih izračunih bi bila dejanska moč elektrarne 286 kW, proizvedenih pa

bi bilo 2009 MWh električne energije, kar je že bolje opisano v 8 in 9 poglavju.

Tabela 1: Vhodni podatki tehničnega dela hidroelektrarne na stari strugi reke Drave

Padec vode 2 m

Inštaliran pretok 20 m3/s

Izkoristek generatorja 92 %

Parazitne izgube električne energije 1 %

Izgube zaradi letnih izpadov 7 %

21

Slika 13: Rezultati izračuna moči in proizvedene električne energije za elektrarno v programu

Retscreen

Slika 14: Krivulja moči v odvisnosti od letnega časa

Iz rezultatov s programa Retscreen s slike 13 vidimo, da bi naša elektrarna na stari strugi

reke Drave res imela takšne podatke:

Moč : 286 kW

Proizvedena letna električna energija : 2009 MWh = 209.000 kWh

Izkoriščenost elektrarne (small hydro plant capacity factor) bi bila 80 %, saj bi nekaj

mesecev v letu deloval zgolj en modul MPP. V primeru, da bi imeli tudi te mesece pretok

20 m3/s, se bi nam proizvodnja električne energije še povečala in s posledica tega bi bila še

hitrejša povračilna doba.

Iz krivulje moči v odvisnosti od časa (slika 14) za »Available Power (moč, ki je na voljo)«,

lahko opazimo, da imamo poleti konstantno moč 284 kW, katero tudi v celoti izkoristimo.

Kar vidimo iz tega da se moč ki je na voljo in »Flow used (uporabljen pretok)« prekrivata.

Pozimi imamo moč za polovico manjšo, kajti pretok imamo tudi pol manjši, zgolj 10 m3/s.

Nekaj dni v letu se zgodi, da zaradi prevelikega pretoka reke Drave (zaradi močnih nalivov)

pošljejo večji pretok tudi v staro strugo reke Drave in takrat imamo lahko pretok povečan

22

tudi za nekajkrat. V tem primeru bi se celotna elektrarna dvignila z dvigalom iz vode in s

tem omogočila naravi prosto pot. S tem bi gradnja elektrarne bila bolj naklonjena tudi Naturi

2000. Seveda se elektrarna ne bi dvignila že pri dvakratnem pretoku, ampak bi v tem primeru

elektrarna imela dodatno pretočno polje regulirano z loputo, kar je bolje opisano že v točki

8.1.

Slika 15: Prikaz uporabljenega pretoka stare struge reke Drave za proizvodnjo električne energije

za idejno hidroelektrarno MPP

Slika 16: Prikaz izkoristka inštaliranih dveh Bankijevih turbin

23

Slika 15 prikazuje uporabljen pretok za pridobivanje električne energije za idejno

hidroelektrarno MPP skozi celo leto. Pretok, ko bi bil večji od 20 m3/s se bi porabljal za

ribjo stezo. Os x nam prikazuje čas, os y pa uporabljen pretok.

Slika 16 pa prikazuje izkoristek idejne hidroelektrarne z dvema moduloma MPP in s tem

tudi dvema Bankijevima turbinama. Os x nam prikazuje pretok v procentih napram

inštaliranemu pretoku hidroelektrarne, os y pa izkoristek turbine.

11.2 Rezultati finančnega dela

Za smotrnost investicije v hidroelektrarno poleg padca, ter pretoka ima iz finančnega vidika

prav tako cena električne energije, ter začetna investicija v hidroelektrarno. Večja kot je

potreba po energiji tako v Sloveniji, kot tudi v svetu, višja bo tudi cena električne energije.

Trenutno se cena električne energije giblje pri nekaj več kot 100 €/MWh. Cena električne

energije v Sloveniji po statističnem uradu Republike Slovenije je zadnjih 5 let zelo podobna,

brez večjih nihanj. [11]

Za finančni izračun v premično hidroelektrarno z Bankijevo turbino na stari strugi reke

Drave sem uporabil ceno električno energijo 105,5 €/MWh. Takšna cena je bila na trgu

meseca marca 2016. Cena električne energije je objavljena na spletni strani Borzen. [12]

Cena celotne investicije v hidroelektrarno je bila ocenjena na 1.600.000 €. Cena

hidroelektrarne seveda ni povsem natančna, ampak je to zgolj informativne narave.

Določene podatke o ceni izgradnje sem pridobil od podjetja ArtusGroup Slovenija, ki se

ukvarjajo s postavitvami hidroelektraren (priloga). Ostale podatke o ceni izgradnje pa sem

izbral bodisi glede pogovorov s podjetjem ArtosGroup, bodisi s povprečno ceno pri kakšni

drugi hidroelektrarni. Pri izračunu celotne začetne investicije investitorji ponavadi računajo

celotno ceno elektrarne po principu 50 % strojni del in 50 % vse ostalo.

Cena za 130 kW modul MPP z Bankijevo turbino od podjetja Arthus Group bi bila 310.000

€. Modul vključuje ohišje s finimi rešetkami na vstopu v turbino, gonilnik, na gonilnik

pritrjen multiplikator, ki je z gredjo povezan z generatorjem, kateri je odgovoren za

spreminjanje vrtljajev iz nazivnih turbine na nazivne generatorja. Dotok vode na turbino se

bi reguliral z regulacijsko loputo polkrožne oblike. Za premikanje regulacijske lopute pa bi

skrbel elektromotor. V teh 310.000 € je zajeto še krmiljenje lopute, ter elektro omarica. To

bi bila cena za en modul z Bankijevo turbino, vendar brez DDV. V hidroelektrarni na stari

strugi reke Drave pa kot je že povedano bi bili inštalirani dve Bankijevi turbini, torej dva

modula MPP. Nazivna moč generatorja v tej ponudbi je 130 kW, vendar bi bilo najbolje, da

bi bili v elektrarno nameščeni dve turbini z nazivno močjo 143 kW, zato bi bila cena enega

modula še višja za približno 10 %. Cena dveh modulov MPP z DDV bi tako znašala

830.000 €.

24

Grobe rešetke, čistilna rešetka s sistemom ter dvigalo za dviganje celotne elektrarne v

primeru previsokih voda je dodaten začetni strošek, ocenjen na približno 50.000 €. Možno

bi bilo tudi, da bi se celotna elektrarna enostavno potopila v vodo in dvigalo ne bi bilo

potrebno, vendar bi to za Naturo 2000 lahko predstavljalo dodatni problem. Celotna

dokumentacija, razna dovoljenja, raziskave, načrti, izračuni financiranja nadzor ipd. so

ocenjeni na 450.000 €. Gradbena dela in betonska dela in jez na 200.000 €, zapornica in ribja

steza 50.000 €, prevozi, ter cesta do elektrarne pa še dodatnih 20.000 €.

Prav tako sem pri izračunu povračilne dobe upošteval inflacijo. Izbral sem jo 2,5 %. V

izračunu sem upošteval diskontno stopnjo 6 %. Življenjsko dobo objekta sem izbral zgolj 30

let, kar seveda ni velika starost objekta, vendar za izračun povpračilne dobe to nima kakšnega

vpliva. Upošteval sem tudi letne stroške 20.000 € za vzdrževana dela.

Tabela 2: Preglednica vseh upoštevanih stroškov za premično hidroelektrarno na stari strugi

cena

Modul MPP 143 kW 415.000 €

Modul MPP 2 143 kW 415.000 €

Gradbena in betonska dela 200.000 €

Prevozi in cesta 20.000 €

Grobe rešetke, dvigalo 50.000 €

Dokumentacija, dovoljenja, raziskave,

načrti, izračuni financiranja

450.000 €

Zapornica in ribja steza 50.000 €

Glede na zgornje podatke o cenah sem v programu Retscreen stroške investicije razporedil:

- Feasibility Study (študija izvedljivosti): 6 %

- Development (razvoj): 16 %

- Engineering (inženirstvo): 6 %

- Equipment (oprema): 52 %

- Balance of plant (gradnja): 17 %

- Miscellaneous (ostalo): 3 %

25

Slika 17: Finančna struktura

26

Slika 18: Krivulja denarnega toka

Iz krivulje denarnega toka (slika 18) je razvidno, da se nam bo investicija povrnila po 11,4

letih, pri čemer investicija 1.600.000 € ni povsem natančna, saj je cena za gradbena dela in

cena za vsa dovoljenja in raziskave zgolj okvirna. Vendar je v izračun že vštet 80 % kredit s

fiksno obrestno mero 5,5 %. Seveda, če bi se kakšen investitor pojavil, ki bi vložil v

izgradnjo elektrarne in seveda za to ne bi potreboval kredit, bi bila povračilna doba še veliko

manjša. Letni stroški 20.000 €, ter stroški 50.000 € vsakih 5 let so dodani v izračun, zaradi

česar opazimo na zgornji sliki majhen spust krivulje denarnega toka vsakih 5 let.

ISD (interna stopnja donosnosti) je 14,8 %. Tako visoka interna stopnja donosnosti je zaradi

upoštevanja 80 % kredita.

NSV (neto sedanja vrednost) je pozitivna, iz česar sklepamo, da je investicija v premično

hidroelektrarno z Bankijevo turbino (MPP) na stari strugi reke Drave sprejemljiva.

27

12 SKLEP

Gradnja premične modularne hidroelektrarne z Bankijevo turbino na stari strugi reke Drave

bi se iz ekonomskega vidika izplačala. Iz krivulje denarnega toka lepo vidimo, da se bi nam

investicija povrnila že v 11,4 letih. Pri izračunu proizvedenih kWh električne energije je

upoštevan zgolj 2 m padec, kar bi zahtevalo zelo malo zajezitev, vendar s tem tudi manj

proizvedene električne energije. V primeru, da bi lahko na strugi naredili večjo zajezitev bi

se nam investicija povrnila še prej, vendar bi s tem težje ugodili Naturi 2000 in bi s tem

ogrozili celotno gradnjo. Prav tako sem v začetno investicijo upošteval 450.000 € za vso

dokumentacijo, raziskave, dovoljenja kar je verjetno zelo visoka vsota in bi se vse skupaj

dalo morda zagotoviti ceneje. V izračun plačila začetne investicije sem upošteval tudi 80 %

kredit s fiksno obrestno mero 5,5 %, kar je na trenutne pogoje kreditnega financiranja zelo

visoka obrestna mera. Če torej uporabim najbolj optimističen pogled na gradnjo bi lahko

rekel, da bi se nam investicija v premično hidroelektrarno z Bankijevo turbino na stari strugi

reke Drave povrnila še dosti prej kot v 11,4 letih. Glede na to, da imamo pretok vsaj 20 m3/s

poleti in 10 m3/s pozimi imamo na stari strugi odlične pogoje za postavitev hidroelektrarne.

V gradnji bi uporabili dva 143 kW modula MPP, pri čemer bi poleti, ko bi imeli pretok 20

m3/s delovala oba, pozimi pa zgolj eden. Pretok, ki bi bil večji od 20 m3/s bi se porabljal za

ribjo stezo. V primeru dosti večjega pretoka, kot bi bil potreben za ribjo stezo in za

inštalirano moč elektrarne bi uporabljali dodatno loputo, ki bi spuščala preostanek vode

naprej po reki. V redkih primerih, ko pa bi imeli pretok tudi 10 x večji od inštaliranega pa bi

celotno elektrarno dvignili iz reke z dvigalom.

28

13 LITERATURA

[1] Luka Božič in Damijan Denac, Reka Drava-Darilo narave za vse generacije, Društvo za

opazovanje in proučevanje ptic Slovenije(DOPPS), avgust 2014

[2] Peter Macuh et al., Drava nekoč in danes: zemljepisne, zgodovinske in etnološke

značilnosti sveta ob Dravi; splavarstvo in energetika, Maribor: Obzorja, 2000

[3] http://www.dem.si/sl-si/Elektrarne-in-proizvodnja/Elektrarne [10.12.2016]

[4]http://www.energetika-

portal.si/fileadmin/dokumenti/publikacije/energetska_bilanca/ebrs_2016.pdf [6.1.2017]

[5] Gregor Torkar in Boštjan Anko, Narava kot vrednota, Društvo za ohranjanje naravne

dediščine Slovenije, 2011

[6] Mateja Nose Marolt, Natura 2000 v Sloveniji, Ljudje z naravo – narava za ljudi, Zavod

za varstvo narave, 2015

[7] Bogoljub Orel, Energetski pretvorniku 1- Hidravlika, vodne turbine, električni

generatorji, hidroelektrarne, Fakulteta za elektrotehniko in računalništvo, 1992

[8] www.artos.si [10.3.2016]

[9] Martina Brezovnik, Mala hidroelektrarna kot dopolnilna dejavnost visokogorske kmetije,

Univerza na Primorskem, 2009

[10] http://www.nrcan.gc.ca/energy/software-tools/7465 [5.12.2016]

[11] http://www.stat.si/statweb/prikazi-novico?id=5245&idp=2&headerbar=1 [5.12.2016]

[12] www.borzen.si [25.3.2016]

http://www.dem.si/sl-si/Elektrarne-in-proizvodnja/Elektrarnehttp://www.energetika-portal.si/fileadmin/dokumenti/publikacije/energetska_bilanca/ebrs_2016.pdfhttp://www.energetika-portal.si/fileadmin/dokumenti/publikacije/energetska_bilanca/ebrs_2016.pdfhttp://www.artos.si/http://www.nrcan.gc.ca/energy/software-tools/7465http://www.stat.si/statweb/prikazi-novico?id=5245&idp=2&headerbar=1http://www.borzen.si/

14 PRILOGE

14.1 Vprašalnik

I. Contact data

Project name: modular hydropower plant

Project site: _________________________

Company:__________________________ Contact name: Rok Sušek

Address:___________________________ ZIP code: 2000 Maribor

City: Maribor Country: Slovenia

Phone: Mobile phone:

e-mail: roks321@gmail.com

Project leader:_____________________

II. Status

www: ____________________________

☐ Feasibility study ☐ Public tender

X Construction of a new power plant ☐ Revitalizing existing power plant

Water license / permit Draft site plan / Pictures of location

☐ Yes ☐ No ☐ In progress

☐ Yes, attached

III. Technical data (based on data provided performance of EASY MPP will be calculated)

1. River info Gross/static 2 [m] Tail water level: - at Qmin 0,02 [m] head:

Net head: 2 [m] - at Qmax 0,02 [m] - v ____ [m/s]

- at flood ___________ [m]

2. Flow (liters/s)

☐ monthly

1 – January 10000 [l/s] 5 – May 20000 [l/s] 9 – September 20000 [l/s] 2 – February 10000 [l/s] 6 – June 20000 [l/s] 10 – October 20000 [l/s] 3 – March 10000 [l/s] 7 – July 20000 [l/s] 11 – November 10000 [l/s]

4 – April 20000 [l/s] 8 - August 20000 [l/s] 12 – December 10000

☐ Flow duration curve is attached (exel file)

☐ Flow in constant. Reason: _____________________________________________

3. Project site altitude above sea level: 240 [m]

4. Water conveyance (open canal) Length [m]:_____________ Width [m]: _____________ Depth [m]: _____________

5. Generator

☐ Synchronous X Asynchronous

[l/s]

Frequency [Hz]: 50 Generator voltage [V]: 230 Grid voltage [V]: 230

6. Operating conditions X Off-grid

☐ On-grid

☐ On-grid & Off-grid

IV. Comments

River : Width: 10-15m. Depth: 12m

14.2 Informacije o ceni modula MPP od podjetja ArtosGroup