© Minister for Natur Ressourcer Canada 2001 – 2006.

1. Analyse af mindre vandkraft anlæg Kursus i analyse af projekter med ren energi Mindre vandkraft anlæg med flodløb, Canada Foto: SNC-Lavalin © Minister for Natur Ressourcer Canada 2001 – 2006.

2. Formål • Vurdere grundlaget for mindre vandkraftanlæg • Illustrere nøgle forudsætninger for mindre vandkraft projekter • Introducere RETScreen®‘s model for mindre vandkraft projekter © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

3. Hvad kan mindre vandkraft anlæg levere? • Elektricitet til • Centrale forsyningsnet • Isolerede forsyningsnet • Elforsyning i afsides områder …men også… • Pålidelighed • Meget lave driftsomkostninger • Sikkerhed mod udsving i energi pris Foto: Robin Hughes/ PNS © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

4. Beskrivelse af mindre vandkraft anlæg Hoveddam Faldhøjde (m) Dæmning og Overfalds åbning Kraftværk Rist Kontrol system Turbine rør Nettilslutning Transformer Flow (m3/s) Generator Trækrør Turbine Kraft i kW» 7 x Faldhøjde x Flow Afløb

5. “Mindre” vandkraft projekter • “Mindre” er ikke entydigt defineret • Størrelse af projektet er ikke kun relateret til el kapacitet, men også til stor eller lille faldhøjde Typisk elkapacitet RETScreen®Flow RETScreen®Turbine rørs diameter Micro < 100 kW < 0,4 m3/s < 0,3 m Mini 100 to 1.000kW 0,4 to 12,8 m3/s 0,3 to 0,8 m Mindre 1 to 50 MW > 12,8 m3/s > 0,8 m © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

6. Typer af mindre vandkraft projekter • Netforhold • Centralt forsyningsnet • Isoleret net eller ikke nettilsluttet • Typer af vandkraft anlæg • Flodløb • Intet lager af vand • Elproduktion varierer med strømmen i floden. Mindre effektværdi. • Vand reservoir • Højere effektværdi året rundt • Ofte betragteligt dæmningsbyggeri 17,6-MW vandkraft anlæg med flodleob, Massachusetts, USA Foto: PG&E National Energy Group/Low Impact Hydropower Institute 4,3-MW vandkraft anlæg med flodløb,Oregon, USA Foto: Frontier Technology/ Low Impact Hydropower Institute © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

7. Komponenter: Anlægsarbejder • Udgør typisk 60% af anlægsprisen • Aflednings dæmning eller stemmeværk • Lav dæmning med simpel konstruktion ved flodløb • Beton, træ, murværk • Dæmningen alene kan gøre et anlæg urentabelt • Vand passage • Indtag med rist og port; trækrør ved udløb • Udgravet kanal, underjordisk tunnel eller turbinerør • Ventiler/porte ved turbine indløb/udløb, til vedligehold • Kraftværk • Huser turbine, mekanisk og elektrisk udstyr Foto: Ottawa Engineering © Minister for Natur Ressourcer Canada 2001 – 2006.

8. Komponenter: Turbine • Mindre udgave af turbiner til store anlæg • 90% virkningsgrad mulig • Ved flodløb er flowet ret variabelt • Turbinen skal fungere godt ved et bredt interval af flow eller der skal bruges flere turbiner • Reaktion: Francis, fast pitch skrue, Kaplan • Ved lav til medium faldhøjde • Neddykket turbine bruger vandtryk ogg bevægelses energi • Impulse: Pelton, Turgo, krydsflow • Til anlæg med stor faldhøjde • Bevægelses energi fra en vandstråle med høj hastighed Pelton Turbine Foto: PO Sjöman Hydrotech Consulting Francis Turbine Foto: PO Sjöman Hydrotech Consulting © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

9. Komponenter:Elektrisk og andet udstyr • Generator • Induktion • Skal have forbindelse til andre generatorer • Bruges når energien leveres til et stort elnet • Synkron • Virker også isoleret fra andre generatorer • Anvendes ved stand-alone eller isolerede net • Andet udstyr • Gear til at tilpasse turbine til generator • Ventiler, elektronisk kontrol, beskyttelsesudstyr • Transformer © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

10. Globale vandkraft ressourcer • Nedbøren på kontinenterne er større end fordampningen • For at holde ligevægt løber regn i floder til oceanerne Teknisk Potentiale (TWh/år) % Udnyttet Afrika 1.150 3 Syd Asien og Mellemøsten 2.280 8 Kina 1.920 6 Tidligere Sovjet Union 3.830 6 Nord Amerika 970 55 Syd Amerika 3.190 11 Mellem Amerika 350 9 Europa 1.070 45 Australasia 200 19 Source: Renewable Energy: Sources for Fuels and Electricity, 1993, Island Press. © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

11. Lokal vandkraft ressource • Meget sted specifik: En flod der kan udnyttes! • Højden ændres over en relativt kort afstand (faldhøjde) • Acceptabel variation i flow over tid: varighedskurve for flow • Residual flow nedsætter flow tilgængelig for el produktion • Varighedskurven for flow skønnes på baggrund af: • Målinger af flow over tid • Størrelsen af opstrøms afløb, specifik afløb, og formen på varighedskurven for flow Varighedkurve for flow 50,0 40,0 30,0 Flow (m³/s) 20,0 10,0 0,0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Procent af tiden hvor flow er mindst (%) © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

12. Pris for mindre vandkraft systemer • 75% af omkostninger et sted specifikke • Høje anlægsinvesteringer • Men anlæg og udstyr har en levetid > 50 år • Meget lave drifts og vedligeholdelses omkostninger • En deltids operatør er ofte nok • Periodisk vedligehold af vigtigt udstyr kræver ekstern kontraktor • Anlæg med stor faldhøjde er ofte billigst • Typisk niveau: $1.200 til $6.000 per installeret kW Foto: Ottawa Engineering © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

13. Overvejelser ved mindre vandkraft anlæg • Holde omkostninger nede med simplet design og praktiske, enkle anlægsarbejder • Eksisterende dæmninger kan bruges • Udviklingstid 2 til 5 år • Ressource og miljø studier: tilladelser • Fire faser for udviklingsarbejdet: • Rekognoserings opmåling/hydrauliske studier • Pre-feasibility studie • Feasibility studie • System planlægning og projektering Foto: Ottawa Engineering © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

14. Miljømæssige overvejelser ved mindre vandkraft anlæg • Udvikling af mindre vandkraft anlæg kan ændre • Levevilkår for fisk • Landskabets udseende • Udnyttelse til rekreative formål og sejlads • Naturpåvirkning og krav til miljøvurdering afhænger af beliggenhed og projekttype: • Flodløb ved en eksisterende dæmning: Sekundært • Flodløb ved et uudviklet sted: Dæmning/stemmeværk/aflednings konstruktion • Dæmning med dam/lager: Større naturpåvirkning, som vokser i takt med projektets størrelse. © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

15. Eksempler: Slovakiet, Canada and USACentralt forsyningsnet, mindre vandkraft anlæg • Flodløbsanlæg giver el, når der er afløb i floden • Ejet af elselskab eller uafhængig elproducent med langtidskontrakt på elsalg Mindre vandkraft anlæg,Sydøstlige USA Foto: CHI Energy 2,3-MW, 2 Turbine, Jasenie, Slovakiet Mindre vandkraft anlæg, Newfoundland, Canada Foto: CHI Energy Foto: Emil Bedi (Foundation for Alternative Energy)/ Inforse © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

16. Eksempler: USA and KinaIsoleret forsyningsnet mindre vandkraft anlæg • Afsidesliggende samfund • Afsidesliggende boliger og industrier Små vandgeneratorer, Kina Foto: International Network on Small Hydro Power • Højere el-pris • Flodløbsprojekter behøver typisk supplerende kapacitet og kan have en produktion som er større end behovet. King Cove 800 kW vandkraft anlæg,By med 700 indbyggere Foto: Duane Hippe/ NREL Pix © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

17. RETScreen®‘s model for mindre vandkraft anlæg • Global analyse af energi produktion, livscyklus omkostninger og reduktion i udledning af drivhusgasser • Centralt forsyningsnet, isoleret forsyningsnet & udenfor forsyningsnet • Enkeltturbine mikrovandkraft til flere turbiner mindre vandkraft • Formel-baseret prissætnings metode • Endnu ikke omfattet: • Årstidsvariation i belastning i isoleret forsyningsnet • Variation i faldhøjde for projekter med dæmning (Brugeren skal levere en middelværdi) © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

18. RETScreen®beregninger for mindre vandkraftanlæg Varighedskurve for flow Varighedkurve for forbrug Beregning af kurve for turbine effektivitet Beregning af kapacitet Beregning af varighedskurve for produktion Beregning af vedvarende energi til rådighed Se e-Tekstbog Ren energi Projekt analyse: RETScreen® Engineering og Casestudies Kapitel om analyse af mindre vandkraft projekter Beregning af vedvarende energi leveret (isolerede net) Beregning af vedvarende energi leveret (centrale net)

19. Eksempel på validering af RETScreen®‘s model for mindre vandkraft anlæg • Turbine effektivitet • Sammenlignet med producentens data for en installeret 7 MW GEC Alsthom Francis turbine • Anlægskapasitet & -produktion • Sammenlignet med HydrA for et skotsk anlæg • Alle resultater inden for 6,5% 100% Producent 80% RETScreen 60% Effektivitet (%) 40% Turbine effektivitets kurver: 20% RETScreen vs. producent 0% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Procent af dimentionerende flow • Formel metode til prissætning • Sammenlignet med RETScreen®, inden for 11% af en detaljeret pris vurdering på et 6 MW projekt i Newfoundland © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

20. Konklusioner • Mindre vandkraft projekter (op til 50 MW) kan levere elektricitet til centrale eller isolerede forsyningsnet og til afsides forbrugere • Flodløbs projekter: • Lavere omkostninger & mindre påvirkning af omgivelserne • Men har brug for back-up produktionpå isolerede forsyningsnet • Anlægsomkostningerne er høje og 75% afhængig af beliggenhed. • RETScreen® vurderer kapasitet, effektværdi, produktion og omkostninger, baseret på karakteristika for stedet såsom varighedskurve for flow og faldhøjde • RETScreen® kan give væsentlige besparelser til prefeasibility studier © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

21. Spørgsmål? Modul til projekt analyse af mindre vandkraft anlæg RETScreen® Internationale kursus i analyse af rene energi projekter For yderligere oplysninger besøg RETScreen‘s hjemmeside: www.retscreen.net © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.