Tehnologii de obtinere a Energiei din surse Hidroelectrice

Puterea Hidro sau Puterea Hidroelectrica, este sursa cea mai comuna si mai putin costisitoare de energie electrica din surse regenerabile.

Tehnologiile ce se folosesc in cadrul Centralelor Hidroelectrice au o istorie lunga de utilizare datorita beneficiilor numeroase, inclusiv disponibilitatea ridicata si lipsa de emisii.

 

 

Harta proiectelor de producere a anergiei electrice cu microhidrocentrale din Romania

Harta proiectelor de producere a anergiei electrice cu microhidrocentrale din Romania

—– sursa Fabricadecercetare  —–

 

Harta Interactiva a proiectelor de Energie Regenerabila din Romania

Harta Interactiva a proiectelor de Energie Regenerabila din Romania

—– sausa Fabricadecercetare —–

 

 

    Hidrocentralele utilizeaza apa, care prin  curgere creaza energie ce poate fi captata si transformata in energie electrica.

    Atat producatorii mari cat si cei mici  pot utiliza tehnologia hidroelectrica in vederea producerii de electricitate curata.

   

   O Micro-hidrocentrală :

    Cost kW instalat: 4000 euro

    Factor de capacitate: 50% (10-90%)

    Producţie anuală: 4,4 MWh

    Certificate verzi/MWh: 2,3

    Preţ fără subvenţie: 220 euro/an, deci rentabilitate de 5,5% şi amortizare în 18,2 de ani.

    Încasări minime: 450 euro/an, deci rentabilitate de 11,2% şi amortizare în 8,9 ani.

    Încasări maxime: 680 euro/an, deci rentabilitate de 17% şi amortizare în 6 ani.

    Hidrocentralele pe scara larga

 

Pe scara larga centrale hidroelectrice, in general, sunt dezvoltate pentru a produce electricitate pentru proiectele cu utilitate electrica sau guvernamentala.  Aceste centrale produc  mai mult de 30MW .

 

Cele mai multe proiecte hidro de mari dimensiuni utilizeaza baraje si  rezervoare pentru retinerea apei dintr-un rau. Cand apa stocata este eliberata, ea trece prin turbine ce se rotesc, punand in miscare generatoarele producand astfel electricitate. Apa stocata in rezervoare pot fi accesata rapid si utilizata in momentele in care exista cereri de energie electrica mare.

 

Proiectele hidroenergetice indiguite, de asemenea, pot fi construite ca depozite de energie. In timpul perioadelor de varf ale cererii de energie electrica, aceste facilitati functioneaza mai mult ca o centrala traditionala hidro-apa  eliberand din rezervoarele pozitionate mai sus apa ce trece prin turbine, invartind generatoarele in vederea a producerii de electricitate.

 

Cu toate acestea, in timpul perioadelor scazute de utilizare a energi electrice, energia electrica din retea este utilizata pentru a roti inapoi turbinele, cauzand pomparea apei dintr-un rau sau rezervor inferior catre un rezervor superior, in care apa poate fi stocata pana  la o noua cerere ridicata de energie electrica .

 

Un al treilea tip de proiect hidroenergetic nu are nevoie de baraje mari de acumulare (desi acesta poate solicita un mic baraj, mai putin deranjant). In schimb, o parte din apa unui rau este deviata intr-un canal sau conducta ce invarte turbina.

 

Multe proiecte de mari dimensiuni, precum barajele, au fost criticate datorita posibilitatilor de a altera habitatele salbatice, impiedicand migratia pestilor, afectand calitatea apei si structura fluxului.

 

Ca rezultat al imbunatatirii regulamentului de mediu, Asociatia Nationala a Hidrocentralelor prognozeaza un declin in utilizarea hidrocentralelor pe scara larga de acum incolo. Eforturile de cercetare si dezvoltare au reusit sa reduca multe din impacturile asupra mediului prin utilizarea a noi modele de turbina.

 

    Microhidrocentralele

Sistemele Microhidrocentralelor sunt mici sisteme hidroelectrice, cu o putere mai mica de 100 kW, utilizate in vederea producerii de energie mecanica, sau de electricitate pentru ferme, case si sate.

 

    Cum functioneaza un sistem de Microhidrocentrale

Toate sistemele hidro utilizeaza energia apei curgatoare in vederea producerii de electricitate sau energie mecanica. Desi exista mai multe modalitati de a valorifica apa in miscare pentru a produce energie, "sisteme de-a lungul raurilor", ce nu necesita rezervoare mari de stocare, sunt cel mai adesea utilizate sisteme de microhidrocentrale

 

Cum functioneaza un sistem de Microhidrocentrale

Pentru sistemele de  microhidrocentrale de-a lungul raurilor, o parte din apa raului este deviata printr-un canal, conducte, conducte sub presiune ce ghideaza apa  catre o turbina sau roata. Apa in miscare roteste turbina sau roata ce invarte un arbore. Miscarea arborelui poate fi folosita pentru procese mecanice, cum ar fi pomparea apei, sau poate fi utilizata pentru alimentarea unui generator sau alternator ce genereaza electricitate.

 

    Componentele unei  Microhidrocentrale

    Microhidrocentralele prezinta urmatoarele parti constructive :

    – Un transportor al apei, ce poate fi un canal, o conducta forjata, o conducta sub presiune – (vana) ce livreaza apa,

    – O turbina, pompa, sau roata, ce transforma energia apei curgatoare in rotatie,

    – Un alternator sau generator, ce transforma energia de rotatie in energie electrica,

    – Un regulator, ce controleaza generatorul,

    – Cabluri, ce conduc energia electrica.

 

Multe sisteme utilizeaza, de asemenea, un invertor pentru conversia curentului continuu de joasa tensiune (CC), produs de sistem - 120 sau 240 V, in curent electric alternativ (AC).

 

Turbinele si generatoarele disponibile pe piata sunt, deobicei vandute ca un pachet. Sistemele ce pot fi montate personal necesita o potrivire atenta a turatiei unui generator cu viteza si caii putere.

 

Daca un sistem de microhidrocentrale va fi conectat la retea, sau folosit separat, va determina balanta finala a componentelor sistemului. De exemplu, unele sisteme independente  utilizeaza baterii pentru a stoca energia electrica generata de sistem. Cu toate acestea, din cauza resurselor hidroenergetice ce tind sa fie mai mult de natura sezoniera, fata de  vant sau resursele solare, bateriile nu pot fi intotdeauna practice.

 

Daca bateriile sunt folosite, acestea ar trebui sa fie situate cat mai aproape de turbina , deoarece este dificila transmiterea joasei tensiuni  pe distante mari.

 

Baraje sau alte structuri de turnare sunt rar utilizate in proiectele bazate pe microhidrocentrale .

 

Ele reprezinta o cheltuiala adaugata si necesita asistenta de specialitate din partea unor ingineri civili. In plus, barajele cresc posibibilitatile de a aparea probleme de mediu sau de intretinere.

 

Filtrele si transportul apei in cazul unor Microhidrocentrale

 

Inainte de a intra apa in turbina microhidrocentralei, aceasta este canalizata printr-o serie de componente ce asigura controlul debitului si filtrarea rezidurilor. Aceste componente includ aductiunea, antebazinul, si transportoarele de apa ( canalul, conductele sau stavilarul ).

 

Aductiunea este o cale navigabila care se executa in paralel cu sursa de apa. O aductiune este uneori necesara pentru sistemele hidroenergetice atunci cand insuficienta sau caderile verticale de apa nu exista, cat si in cazul in care acestea sunt construite din ciment sau zidarie.

 

Aductiunea duce la antebazin, ce de asemenea, este realizat din beton sau zidarie.

 

Acesta functioneaza ca un iaz de decantare pentru resturile mari, ce de altfel ar intra in sistem si ar putea  deteriora turbina.

 

Apa din antebazin este alimentata prin intermediul unui gratar care inlatura resturile suplimentare. Apa filtrata apoi intra prin portile controlate a deversoarelor in transportorul de apa, ce ghideaza apa direct la turbina sau roata. Aceste canale, conducte, pot fi construite din tevi de plastic, ciment sau otel, chiar si lemn. Acestea sunt suspendate deasupra pamantului prin stalpi de sprijin si ancore.

 

Turbine, pompe si roti ale microhidrocentralelor

 

Sistemul Microhidrocentralei are nevoie de o turbina, pompa, sau o roata pentru  transformarea energia produsa de apa curgatoare, in rotatie, ce este apoi transformata in electricitate.

 

     Turbinele

 

Turbinele sunt, de obicei, utilizate pentru alimentarea sistemelor Microhidrocentralelor. Apa in miscare loveste palele turbinei , asemanator ca si in cazul unei roti, invartind astfel arborele. Turbinele sunt mult mai compacte in ceea ce priveste productia lor de energie fata de rotile de apa. Prezinta, de asemenea, un numar de viteze mai mai mic si necesita mai putin material pentru constructie.

 

     Exista doua tipuri generale de turbine: cu impuls si cu reactie.

     Turbinele pe baza de Impuls

Turbinele pe baza de impuls prezinta un design mai  putin complex, fiind cele mai frecvent utilizate pentru  sistemele de microhidrocentrale cu cap ridicat. Ei se bazeaza pe viteza apei ce pune in miscare roata turbinei, numita alergatorul. Cele mai frecvente tipuri de turbine pe baza de impul includ si roata de tip Pelton si roata de tip Turgo.

 

Roata de tip  Pelton utilizeaza conceptul de forta a jetului pentru a crea energie. Apa este canalizata catre o conducta sub presiune, cu o duza ingusta la un  capat. Jetul de apa din duza loveste galetile dublu – scobite atasate la roata. Impactul dintre jet si galetile curbe creeaza o forta ce roteste roata cu un grad inalt de eficienta:  -70% -90%. Turbinele de tip Pelton  sunt disponibile in diverse dimensiuni si functioneaza in conditii optime in cazul debitelor reduse.

 

Turbinele pe baza de Impuls

Roata pe baza de  impuls Turgo este o versiune imbunatatita a rotii Pelton. Acesta utilizeaza acelasi concept de jet, dar cu jet Turgo, acesta reprezentand jumatate din dimensiunea tipului de roata Pelton.

 

Acesta este inclinat astfel incat jetul de apa loveste cele trei compartimente deodata. Ca urmare, roata de tip Turgo se misca de doua ori mai repede. De asemenea, este mai putin voluminoasa, are nevoie de unelte mai putine si are o buna reputatie ca si fiabilitate. Roata de tip Turgo poate functiona in conditii de debit scazut, dar necesita un cap mediu sau mare.

 

O alta optiune ca si turbina este numita Jack Rabbit (denumit uneori ca UW Aquair submersibile Hydro Generator). Rabbit Jack este o turbina de tip submersibila in parau, ce poate genera electricitate la un flux de 13 centimetri de apa. Maximul produs de o turbina de tip Jack Rabbit este de 100 de wati, astfel incat media zilnica produsa este de  1.5 – 2.4 kilowati / ora, in functie de locatie.

 

    Turbina pe baza de reactie

 

Turbinele pe baza de reactie sunt extrem de eficiente si depind mai degraba de presiune decat de viteza,  in vederea producerii de energie. Toate palele turbinei pe baza de reactie mentin contactul constant cu apa. Aceste turbine sunt adesea folosite pe scara larga in locatii cu hidrocentrale.

 

Datorita complexitatii lor si a costurilor ridicate, turbinele pe baza de reactie nu sunt de obicei utilizate pentru proiecte de microhidrocentrale. Dar, ca o exceptie, este turbina cu elice, prezentand diverse modele si functionand mai mult ca  sistemul de propulsie al unei barci.

 

Turbine cu elice au de la trei la sase pale fix stabilite la unghiuri diferit aliniate. Bulbul, tubularul si tubularul Kaplan sunt variatii ale turbinei cu elicei. Turbina de tip Kaplan, fiind un sistem de elice extrem de adaptabil, poate fi utilizata pentru locatii in care sunt folosite microhidrocentralele.

 

    Pompe

Pompele conventionale pot fi folosite ca inlocuitori pentru turbinele hidraulice. In cazul in care actiunea unei pompe este inversata, aceasta functioneaza ca o turbina. Deoarece pompele sunt produse in masa, acestea pot fi gasite mai usor decat turbinele. Pompele sunt, de asemenea, mai putin costisitoare. Pentru performantele adecvate ale unei pompe, o locatie in care sunt montate microhidrocentrale  trebuie sa aiba capul destul de constant, precum si debit. Pompele sunt, de asemenea, mai putin eficiente si mai predispuse la daune.

 

    Rotile propulsate de apa

Roata este cel mai vechi sistem component al hidrocentralei. Rotile propulsate de apa sunt inca disponibile, dar acestea nu sunt foarte practice pentru generarea de electricitate, din cauza vitezei lente si a structurii voluminoase.

 

    Resursele Hidrocentralelor

Hidrocentrala este utilizata pe un teritoriu vast al Romaniei. Desi cele mai multe dintre cele mai bune locatii de productie a hidroenergiei au fost deja elaborate, mai exista multe locatii cu potential ridicat .

 

 

 

        POTENTIALUL  MICROHIDROENERGETIC  AL  ROMANIEI

 

 

 

 ADD Energy Romania Youtube Video Canal

Playlist Hydro Technology Videos

 

 

 

 

5 motive pentru care puteti deveni  PARTENER  Add-Energy Renewable Romania

 

 

Pentru  a deveni PARTENER  ADD ENERGY ,accesati  sectiunea     register_now_2  

Pentru mai multe detalii accesati sectiunea   Contact-Us     

Skills: Tehnologii folosite in obtinerea Energiei din surse Regenerabile