Małe Elektrownie Wodne
Download
1 / 21

- PowerPoint PPT Presentation


  • 122 Views
  • Uploaded on

Małe Elektrownie Wodne Ocena projektu. Szkolenie w zakresie oceny projektów Czystej Energii. Mała Elektrownia Wodna przepływowa, Kanada. Zdjęcia: SNC-Lavalin. © Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006. Zagadnienia. Podstawy systemów Małych Elektrowni Wodnych (MEW)

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about '' - lee


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Slide1 l.jpg

Małe Elektrownie Wodne Ocena projektu

Szkolenie w zakresie oceny projektów Czystej Energii

Mała Elektrownia Wodna przepływowa, Kanada

Zdjęcia: SNC-Lavalin

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Zagadnienia l.jpg
Zagadnienia

  • Podstawy systemówMałych Elektrowni Wodnych (MEW)

  • Prezentacja kluczowych kwestiiw analizie projektów MEW

  • Wprowadzenie do modułu MEWprogramu RETScreen®

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Co zapewniaj systemy mew l.jpg
Co zapewniają systemy MEW?

  • Energia elektryczna dla

    • Centralnej sieci elektroen.

    • Sieci wydzielonej

    • Zasilania urządzeńzdalnych

      …ale również…

    • Niezawodność

    • Bardzo niskie koszty eksploatacyjne

    • Zmniejszenie uzależnienia od zmieniających się cen energii

Zdjęcie: Robin Hughes/ PNS

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Uk ad ma ej elektrowni wodnej l.jpg
Układ Małej Elektrowni Wodnej

Zbiornik górny

Spad (m)

Tamaiprzelew

Budynek elektrowni

Krata

Transformator

Rurociąg

Linie przesyłowe

Stacja rozdzielcza

Przepływ (m3/s)

Generator

Rera ssąca

Turbina

Moc w kW ≈7 x Spad xPrzepływ

Kanał odpływowy


Ma e elektrownie wodne l.jpg
„Małe” Elektrownie Wodne

  • „Małe” nie jest określeniem jednoznacznym

    • Wielkość elektrowni nie zależy jedynie od mocy elektrycznej ale również od wielkości przepływu i spadku wody

TypowaMoc

RETScreen®Przepływ

RETScreen®Średnica wirnika

Micro

< 100 kW

< 0,4 m3/s

< 0,3 m

Mini

100 to 1000kW

0,4 to 12,8 m3/s

0,3 to 0,8 m

Małe

1 to 50 MW

> 12,8 m3/s

> 0,8 m

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Typy mew l.jpg
Typy MEW

  • Typ sieci

    • Centralna sieć elektroenergetyczna

    • Sieć wydzielona lub praca poza siecią

  • Typ prac hydrotechnicznych

    • Elektrownia przepływowa

      • Bez magazynowania wody

      • Moc uzależniona od aktualnego przepływu wody w rzece: mniej stabilna wydajność

    • Elektrownia zbiornikowa

      • Większa stabilność pracy w ciągu roku

      • Zwykle wymagana budowa zapory

17,6 MW Elektrownia przepływowa, Massachusetts, USA

Zdjęcie: PG&E National Energy Group/Low Impact Hydropower Institute

4,3 MW Elektrownia przepływowa,Oregon, USA

Zdjęcie: Frontier Technology/ Low Impact Hydropower Institute

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Elementy mew prace hydrotechniczne l.jpg
Elementy MEW: Prace hydrotechniczne

  • Zwykle stanowią 60% kosztów początkowych

  • Tama wodna lub jaz

    • Niskie zapory o prostej konstrukcji

    • Betonowe, drewniane, murowane

    • Sam koszt zapory może być przeszkodą w realizacji projektu

  • Kanał wodny

    • Ujęcie wody z kratą i zasuwą; kanał odpływowy na wyjściu z elektrowni

    • Kanał, tunel podziemny i/lub rurociąg zasilający

    • Zawory/zasuwy odcinające na wejściu i wyjściu turbiny, umożliwiające jej konserwację

  • Hala maszyn

    • Turbiny, wyposażenie techniczne i elektryczne

Zdjęcie: Ottawa Engineering

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Elementy mew turbina l.jpg
Elementy MEW: Turbina

  • Mniejsze wersje modeli dużych turbin wodnych

  • Osiągalna sprawność na poziomie 90%

  • W elektrowniach przepływowychprzepływ jest zmienny

    • Turbina powinna dobrze funkcjonować przy różnym zakresie natężenia przepływu lub należy zastosować układ turbin

  • Reakcyjne: Francisa, z kierownicą stałą, Kaplan’a

    • Dla zastosowań przy małym i średnim spadku wody

    • Turbiny zanurzone wykorzystują ciśnienie wodyi energię kinetyczną

  • Akcyjne: Peltona, Turgo, krzyżowa

    • Dla dużych spadków

    • Wykorzystują energię kinetyczną strumienia wody o dużej prędkości

Turbina Peltona

Zdjęcie: PO Sjöman Hydrotech Consulting

Turbina Francisa

Zdjęcie: PO Sjöman Hydrotech Consulting

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Elementy urz dzenia elektryczne i inne l.jpg
Elementy: Urządzenia elektryczne i inne

  • Generator

    • Asynchroniczny

      • Musi być połączony z innymi generatorami

      • Używany do zasilania dużych sieci

    • Synchroniczny

      • Może pracować niezależnie od innych generatorów

      • Stosowany w systemach samodzielnych i w sieci wydzielonej

  • Pozostałe wyposażenie

    • Przekładnia łącząca turbinę z generatorem

    • Zawory, elektronika, urządzenia zabezpieczające

    • Transformator

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Wodne zasoby wiatowe l.jpg
Wodne zasoby światowe

  • Bilans opadów na kontynentach jest dodatni

  • Dla równowagi woda opadowa trafia do rzek, które z kolei wpływają do mórz i oceanów

Potencjał techniczny (TWh/rok)

Wykorzystanie%

Afryka

1150

3

Południowa Azja i Bliski Wschód

2280

8

Chiny

1920

6

Kraje byłego Związku Radzieckiego

3830

6

Ameryka Północna

970

55

Ameryka Południowa

3190

11

Ameryka Centralna

350

9

Europa

1070

45

Australia i Oceania oraz część Azji

200

19

Źródło: Renewable Energy: Sources for Fuels and Electricity, 1993, Island Press.

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Loklane zasoby wodne l.jpg
Loklane zasoby wodne

  • Duża specyfika miejscowa: konieczne jest określenie warunków hydrologicznych rzeki!

    • Zmiana poziomu rzeki na krótkim odcinku (spadek)

    • Dopuszczalne zmiany przepływu w czasie: krzywa przepływów charakterystycznych

      • Przepływ nienaruszalny zmniejsza przepływ do produkcji energii

  • Wyznaczanie krzywej przepływów bazuje na

    • Pomiarach przepływuw okresach czasu

    • Rozmiar zlewni, specyfika odpływu oraz kształt krzywej okresowej przepływów

Krzywa okresowa przepływów

50,0

40,0

30,0

Przepływ (m3/s)

20,0

10,0

0,0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Procent czasu występowania przepływu wymaganego lub wyższego (%)

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Koszty mew l.jpg
Koszty MEW

  • Koszty MEW w 75% zależą od specyfiki terenu

  • Wysokie koszty początkowe

    • Jednak budowle wodne i urządzenia mogą służyć nawet powyżej 50 lat

  • Bardzo niskie koszty pracy i konserwacji

    • Zwykle wystarcza jeden niepełnoetatowy pracownik

    • Okresowa konserwacja podstawowych urządzeń, zlecana jest na zewnątrz

  • Rozwój elektrowni o dużym spadku prowadzi do obniżenia kosztów

  • Typowy przedział: 1 200 $ do 6 000 $ za kW mocy zainstalowanej

Zdjęcie: Ottawa Engineering

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Uwarunkowania system w mew l.jpg
Uwarunkowania systemów MEW

  • Utrzymanie niskiego poziomu kosztów dzięki prostej konstrukcji, nieskomplikowana budowa

  • Możliwość wykorzystania istniejących zapór,jazów i innych budowli wodnych

  • Czas wdrożenia projektu od 2 do 5 lat

    • Badania hydrologiczne i środowiskowe: zezwolenia

  • Cztery etapy projektowania:

    • Wstępne pomiary/badania hydrauliczne

    • Studium celowości

    • Studium wykonalności

    • Planowanie systemu i inżynieria projektu

Zdjęcia: Ottawa Engineering

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Mew uwarunkowania rodowiskowe l.jpg
MEWUwarunkowania środowiskowe

  • Rozwój MEW może powodować zmiany w

    • Środowisku naturalnym ryb

    • Krajobrazie

    • Rekreacji i żegludze

  • Wpływ na środowisko i wymagania środowiskowe zależą od lokalizacji i typu elektrowni:

    • Elektrownia przepływowa na istniejącej zaporze : relatywnie mniejsze

    • Elektrownia przepływowa w terenie niezagospodarowanym: zapora/jaz/przelew

    • Zbiornik wodny: im projekt o większej skali tym mocniejszy wpływ na środowisko

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Przyk ady s owacja kanada i usa mew pracuj ce na sie centraln l.jpg
Przykłady: Słowacja, Kanada i USAMEW pracujące na sieć centralną

  • Elektrownie przepływowe będą zasilały sieć przy odpowiednim przepływie wody

  • Przedsiębiorstwo energetyczne lub niezależny producent energii z długoterminową umową na sprzedaż energii elektrycznej

Mała Elektrownia Wodna,Southeastern, USA

Zdjęcie: CHI Energy

2,3 MW, 2 Turbiny, Jasenie, Słowacja

Budowa MEW, Newfoundland, Kanada

Zdjęcie: Emil Bedi (Foundation for Alternative Energy)/ Inforse

Zdjęcie: CHI Energy

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Przyk ady usa i chiny mew w sieci wydzielonej l.jpg
Przykłady: USA i ChinyMEW w sieci wydzielonej

  • Odosobnione zgrupowania ludzkie

  • Odseparowane budynki mieszkalne i przemysłowe

Generatory w MEW, Chiny

Zdjęcie: International Network on Small Hydro Power

  • Wysoka cena energii elektrycznej

  • Elektrownie przepływowe z jednej strony wymagają zapasowego źródła energii natomiast okresowe przyrosty przepływu nie przynoszą korzyści

MEW King Cove o mocy 800 kW,Miasteczko z 700 mieszkańcami

Zdjęcie: Duane Hippe/ NREL Pix

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Retscreen modu mew l.jpg
RETScreen®Moduł MEW

  • Analiza produkcji energii w dowolnym miejscu na świecie, koszt w okresie żywotności i redukcja emisji gazów cieplarnianych

    • Sieć centralna, wydzielona i poza siecią

    • Od pojedynczych mikro turbin w mikro elektrowni wodnej do układów turbin w małych elektrowniach wodnych

    • “Formuła” metoda kalkulacji kosztów

  • Obecnie model nie ma zastosowania dla:

    • Pracy na sieć wydzieloną uwzględniającejsezonowe zmiany obciążenia

    • Zmiany spadku w systemach zbiornikowych(wartość średnia zdefiniowana przez użytkownika)

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Retscreen mew obliczenia energetyczne l.jpg
RETScreen®MEWObliczenia Energetyczne

Krzywa okresowa obciążenia

Krzywa okresowa przepływów

Wyznaczenie krzywej sprawności turbiny

Obliczenie wydajności elektrowni

Wyznaczenie krzywej okresowej mocy

Obliczenie możliwej do wykorzystania energii wody

Sprawdź e-Podręcznik

Ocena projektów w zakresie Czystej Energii:

RETScreen® Projektowanie i Przykłady

Rozdział: Małe Elektrownie Wodne

Obliczenie ilości dostarczonej energii (sieć wydzielona i poza siecią)

Obliczenie ilości dostarczonej energii (sieć centralna)


Przyk ad weryfikacji modelu retscreen ma e elektrownie wodne l.jpg
Przykład weryfikacji modelu RETScreen® Małe Elektrownie Wodne

  • Sprawność turbiny

    • Porównano z danymi producenckimi dla 7 MW turbiny GEC Alsthom Francis

  • Zdolność produkcyjna i moc wyjściowa

    • Porównano z HydrA dla terenów Szkocji

    • Rozbieżność wyników 6,5%

100%

Producent

80%

RETScreen

60%

Sprawność (%)

40%

Krzywa sprawności turbiny:

20%

RETScreen a Dane producenta

0%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Procent natężenia przepływu

  • Metoda kalkulacji kosztów - Formuła

    • Porównano z RETScreen®, czego wynikiem jest 11% różnica w oszacowaniu dokładnego kosztu dla elektrowni o mocy 6 MW w Nowej Funlandii

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Wnioski l.jpg
Wnioski

  • Małe Elektrownie Wodne (do 50 MW) mogą dostarczać energię elektryczną do centralnej sieci elektroenergetycznej, sieci wydzielonej czy zasilać osobne urządzenia

  • Elektrownie przepływowe:

    • Niższy koszt i mniejsze oddziaływanie na środowisko

    • Ale wymagane zapasowe źródło energii przy pracy w sieci wydzielonej

  • W porównaniu do pozostałych OZE koszty początkowe są wyższe i w 75% zależą od specyfiki terenu

  • RETScreen® oszacowuje wydajność, moc gwarantowaną, wyjściową i koszty w oparciu o charakterystykę lokalizacji terenu jak krzywa przepływów charakterystycznych i spad

  • RETScreen®znacznie obniża koszty opracowania wstępnego studium wykonalności

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.


Pytania l.jpg
Pytania?

Małe Elektrownie Wodne

RETScreen® International Ocena projektów Czystej Energii

Dla uzyskania dodatkowych informacji zapraszamy do odwiedzenia strony

www.retscreen.net

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001–2006.