Download
1 / 19
710 likes | 3.23k Views
HIDROELEKTRANE. Kristina Trbojević R 3140. Hidroelektrane su električne centrale koje pomoću vodenih turbina pretvaraju potencijalnu energiju vode u kinetičku i mehaničku, koja se dalje koristi za vrtnju električnog generatora.
E N D
HIDROELEKTRANE Kristina Trbojević R 3140
Hidroelektrane su električne centrale koje pomoću vodenih turbina pretvaraju potencijalnu energiju vode u kinetičku i mehaničku, koja se dalje koristi za vrtnju električnog generatora. • Turbina se sastoji od provodnog dijela koji vodi daje dovoljno veliku brzinu i kotača s lopaticama, koji se vrti, te preuzima energiju iz tijeka vode.
Podjela hidroelektrana: Prema količini vode i visini vodenog pada koji koriste, razlikuju se: hidroelektrane s visokim padom i relativno malom količinom vode hidroelektrane sa srednjim i niskim padom • hidroelektrane s niskim padom i relativno velikom količinom vode Za srednji pad (do 200 metara) koriste se takozvane Francisove turbine, kod kojih provodni dio s lopaticama okružuje kružni dio turbine. U provodnom dijelu ovih turbina potencijalna se energija vode samo djelomično pretvara u kinetičku tako da s određenim nadtlakom dospijeva u kružni dio (kotač) i njemu predaje svoju energiju. Za niski pad (dopribližno 40 metara) koriste se takozvane Kaplanove turbine koje rade slično kao i Francisove turbine, s tim da je broj lopatica daleko manji. Za visoke padove (preko 200 metara) primjenjuju se takozvane Peltonoveturbine kod kojih se potencijalna energija vode u provodnom dijelu potpuno pretvara u kinetičku i u obliku vodenog mlaza pokreće lopatice turbine pretvarajući kinetičku energiju u mehaničku.
Prema tipovima elektrana dijele se na: Po definiciji protočne hidroelektrane su one koje nemaju uzvodnu akumulaciju ili se njihova akumulacija može isprazniti za manje od dva sata rada kod nazivne snage. To znači da se skoro izravno koristi kinetička energije vode za pokretanje turbina. Takve hidroelektrane je najjednostavnije izvesti, ali su vrlo ovisne o trenutnom protoku vode. Prednost takve izvedbe je vrlo mali utjecaj na okoliš te nema dizanja razine podzemnih voda. Akumulacijske hidroelektrane su najčešći način dobivanja električne energije iz energije vode. Problemi nastaju u ljetnim mjesecima kad prirodni dotok postane premali za funkcioniranje elektrane. U tom slučaju se brana mora zatvoriti i potrebno je održavati bar razinu vode koja je biološki minimum. Veliki problem je i dizanje razine podzemnih voda. Za popunjavanje dnevnih špica potrošnje grade se reverzibilne hidroelektrane. Kad je potrošnja energije mala, voda se pumpa iz donjeg jezera u gornju akumulaciju. To se obično radi noću, jer je tada potrošnja energije najmanja. Danju se elektrana prebacuje na proizvodnju električne energije i tada se prazni gornja akumulacija. To nije energetski najbolje rješenje, ali je bolje nego napraviti još nekoliko termoelektrana za pokrivanje dnevnih špica potrošnje.Dobitak ovakve izvedbe elektrana je u razlici cijene struje više i niže tarife.
Akumulacijska HE Lešće na Dobri Protočna HE Đale na rijeciCetini Reverzibilna HE Velebit na rijeci Zrmanji
Akumulacijske hidroelektrane PRIBRANSKA HIDROELEKTRANA je vrsta akumulacijske hidroelektrane kod koje se strojarnica za proizvodnju nalazi u samoj pregradnoj brani. • DERIVACIJSKA HIDROELEKTRANA • je vrsta akumulacijske hidroelektrane kod koje se strojarnica za proizvodnju energije nalazi izmještena na nekoj udaljenosti (nizvodno od brane), a voda se iz akumulacijskog jezera dovodi posebnim cijevima sa zahvata do strojarnice.
Male hidroelektrane • to su postrojenja u kojima se potencijalna energija vode (transformirana energija sunčeva zračenja) najprije pretvara u kinetičku energiju njezinog strujanja (u statoru turbine), a potom u mehaničku energiju (u rotoru turbine) vrtnje vratila turbine te, konačno, u električnu energiju u generatoru.
Dijelovi male hidroelektrane • Sustav (male) hidroelektrane se sastoji od svih objekata i dijelova koji služe za skupljanje, dovođenje i odvođenje vode, za pretvaranje mehaničke u električnu energiju, za transformaciju i razvod el. energije. • Razlikuju se sljedeći karakteristični dijelovi hidroelektrane: brana ili pregrada, zahvat, dovod, vodna komora, tlačni cjevovod, strojarnica (turbina, generator...) i odvod vode. • Prema tipu hidroelektrane mogu neki od dijelova potpuno izostati, a u drugim slučajevima može isti dio preuzeti više funkcija.
Brane ili pregrade imaju višestruku namjenu tj. služe za skretanje vode s njezinoga prirodnog toka prema zahvatu hidroelektrane, povišenje razine vode radi postizanja boljeg pada i ostvarivanje akumulacije • Zahvat vodu zaustavljenu pregradom prima i upućuje prema hidroelektrani. Postoje dva tipa zahvata, zahvat na površini i zahvat ispod površine. • Dovodspaja zahvat s vodnom komorom. Može biti izgrađen kao kanal ili tunel. Tunel može biti izgrađen kao tlačni ili gravitacijski, hidroelektrane s tlačnim tunelom su puno elastičnije u pogonu jer mogu bez ikakvih djelovanja slijediti promjene opterećenja. Tlačni privod služi za vođenje vode iz vodne komore do turbine. Najčešće se izrađuju od čelika, a za manje padove i od betona. Gravitacijski privod ima slobodno vodno lice. Profil je uglavnom trapeznog oblika. Izvodi se u kanalima i rovovima čija se konstrukcija izvodi tako da se postignu najmanji hidraulički gubici.
Vodna komora se nalazi na kraju dovoda. Dimenzioniranje vodne komore ima velik utjecaj na pravilno funkcioniranje hidroelektrane. • U strojarnici se nalaze generatori zajedno sa turbinama. Hidrogeneratori se rade pretežno u vertikalnoj izvedbi zbog ekonomičnije izvedbe hidrauličkog dijela elektrane. Hidrogeneratori s horizontalnom osovinom susreću se u postrojenjima manje snage ili kad dvije Pelton ili Francis turbine pogone jedan generator. • Na ulazu u tlačni cjevovod se nalazi zaporni uređaj koji ima sigurnosnu ulogu. On automatski sprječava daljnji dotok vode u cjevovod ako pukne cijev. Postavljanje zapornih uređaja na dnu tlačnog cjevovoda ovisi o broju turbina koje su spojene na jedan cjevovod.
MHE su vrlo prihvatljive,proizvodnjom električne energije nema emisije ugljičnog-dioksida u okoliš što je vrlo važno Smanjuje se potrošnja fosilnih goriva Pomaže u zaštiti od poplava,ne zahtijevaju korištenje velikih površina Sigurnija i pouzdanija opskrba električnom energijom Pozitivan društveni utjecaj na regiju (zapošljavanje) Jedan GWh električne energije proizvedene u MHE znači: - izbjegavanje emisije od 480 t ugljičnog-dioksida - uštedu 220 t goriva ili 335 t ugljena Rezervni tok Prolazi za ribe Skupljanje i skladištenje smeća Višenamjenski pogoni Tehnike za smanjenje buke i vibracije Prijateljske turbine za ribe Bio-dizajn Ekološki utjecaji PREDNOSTI MHE NEDOSTACI MHE
Hidroelektrane se značajno koriste u proizvodnji električne energije iz više razloga: • Nema troškova goriva, voda je besplatna, pod uvjetom da je ima u dovoljnoj količini. Puštanje hidroelektrane u pogon vrlo je brzo, te se koriste za pokrivanje naglih povećanja potrošnje • Moderne hidroelektrane mogu do 90% energije vode pretvoriti u električnu energiju. • Ne postoji utjecaj povećanja cijene goriva, a svjedoci smo velikih povećanja u zadnjih nekoliko godina • Neovisnost o uvozu goriva • Hidroenergija je glavni izvor obnovljive energije i predstavlja 97% energije proizvedene svim obnovljivim izvorima električne energije. • Hidroenergija je čista, nema otpada. Postoje doprinosi efektu staklenika (uništavanje vegetacije, truljenje), ali su u većini slučajeva zanemarivi u odnosu na termoelektrane i sl. • Umjetna jezera nastala izgradnjom hidroelektrana lokalno doprinose ekonomiji i omogućavaju navodnjavanje, vodoopskrbu, turizam i rekreaciju
Povijest • Iako se energija rijeka i potoka u Hrvatskoj koristila tisućama godina (za pogon mlinova i sl.), sustavna istraživanja mogućnosti za njezino iskorištavanje u hidroenergetske svrhe u malim hidroelektranama na području Hrvatske započela su tek 1980. godine. • Jedan od tih vodotokova na kojem postoje brojne mogućnosti za izgradnju malih hidroelektrana je rijeka Mrežnica Stari mlin koji je korišten kao hidro postrojenje
Prva hidroelektrana izrađena je u gornjoj Bavarskoj 1876.proizvedena energija se koristila za rasvjetu spilje pokraj dvorca Linderhof. • Prva javna hidroelektrana izgrađena je u Švicarskoj 1883. imala je snagu od 135 kW. • Daljnji razvoj hidroelektrana bio je omogućen budući dao se proširila upotreba viših napona za prijenos el. energije (dalekovod -prvi prijenos 1891. godine na udaljenost od 177km Lauffen-Frankfurt) i razvojem turbina i generatora • Najstarija Francisova turbina sagrađena je 1849. godine, a prva Peltonova 1890. godine • Najpoznatija hidroelektrana jest ona na slapovima Niagare , koju je dizajnirao naš Nikola Tesla • Danas se voda koristi na padovima od nekoliko metara (od 4m) do nekoliko tisuća metara. Snaga najvećih hidroelektrana prelazi 4000MW (Bratskaja u Rusiji)
