Planowanie Projektów Odnawialnych Źródeł Energii Energia wody

Transkrypt

1 Slajd 1 Lennart Tyrberg, Energy Agency of Southeast Sweden Planowanie Projektów Odnawialnych Źródeł Energii Energia wody Przygotowane przez: Mgr inż. Andrzej Michalski Zweryfikowane przez: Dr inż. Andrzej Tonderski, POMCERT 1

2 Slajd 2 1. Wprowadzenie 2. Wykorzystanie energii wodnej 3. Elektrownie wodne szczytowo-pompowe 4. Elektrownie wodne zanurzone 5. Elektrownie wodne z tamą 6. Mocne strony 2

3 Slajd 3 Wprowadzenie Ruch wody to egzergia Łatwość wykorzystania wody w produkcji energii elektrycznej Różne formy elektrowni wodnych 3 Energia znajdująca się w ruchu wody to w zasadzie egzergia i ponieważ jest również rodzajem energii w energii elektrycznej, woda jest wykorzystywana do produkcji energii elektryczne. Energia przepływającej wody może przybierać różne formy: - Energia fal - Energia pływów

4 Slajd 4 Wykorzystanie energii wodnej Energia fal: -warunki: fala 1-2 m Energia pływów: -warunki: zakres pływów co najmniej kilka metrów -wykorzystanie turbin 4 Energia fal. Wzdłuż zachodniego wybrzeża Europy aż do Atlantyku, kilka miejsc nadaje się do wybudowania elektrowni wykorzystujących energię fal. Warunkiem jest, aby normalna wysokość fali była duża na przynajmniej 1-2 metry. Jednak w tym materiale nie zostaną wspomniane tego rodzaju instalacje. Energia pływów. Najczęstszym sposobem jej wykorzystania jest umożliwienie fali wypełnienia zbiornika i opróżnienia go ponownie za pomocą zestawu turbin. Również podczas napełniania woda może być kierowana przez turbiny. Aby było to możliwe, zakres pływów musi wynosić co najmniej kilka metrów I jest tak tylko w kilku miejscach wzdłuż europejskich wybrzeży. Ponownie, ten typ instalacji nie będzie omawiany szerzej.

5 Slajd 5 Elektrownie szczytowo-pompowe Pompowanie ze zbiornika niskiego poziomu do zbiornika wysokiego poziomu kiedy zapotrzebowanie na energię jest niskie Gdy zapotrzebowanie jest wysokie, pompuję się wodę w dół wytwarzając energię Straty energetyczne podczas pompowania Możliwe role elektrowni wodnej z przepompownią Wymagania dla lokalizacji elektrowni wodnej 5 Elektrownie szczytowo-pompowe. Podczas procesu, woda jest pompowana ze zbiornika niskiego poziomu do zbiornika wysokiego poziomu podczas części dnia, kiedy zapotrzebowanie na energię jest niskie. Podczas gdy zapotrzebowanie rośnie, pozwala się aby woda ponownie przepływała w dół ze zbiornika przez pompy - która działają wtedy jako turbiny - i energia jest wytwarzana. Jest oczywiste, że skoro wystąpią straty energii poprzez pompowanie i ponieważ ponownie wystąpią w procesie wytwarzania energii elektrycznej,elektrownia szczytowo-pompowa zawsze będzie powodowała stratę energii. Jednak, ponieważ wykorzystuje ona "nadwyżki" energii elektrycznej, a następnie zasila w okresach szczytu, to może jeszcze bronić swojego miejsca w zoptymalizowanym systemie energetycznym. Możliwością elektrowni szczytowo-pompowej jest na przykład przechowywanie "nadmiaru" energii elektrycznej ze źródeł przerywanych takich jak energia fotoelektryczna lub wiatrowa. Wymogiem powstania elektrowni szczytowo-pompowej jest w zasadzie krajobraz zapewniający wystarczająco duże i wysokie wzgórze mieszczące zbiornik górny, a jej wysokość jest wystarczająca by elektrownia mogła działać. W sąsiedztwie musi również znajdować się rzeka odbierająca wodę.

6 Slajd 6 Elektrownie wodne zanurzone Wykorzystanie energii z wody płynącej w rzece, podobnie jak elektrownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru Prawie niewidoczne Ograniczenia z powodu granicy Betza 6 Elektrownie zanurzone. Ten typ elektrowni wodnych może być opisany jako pękata łódź podwodna zakotwiczona w dnie rzeki. Podobnie jak w przypadku pospolitych elektrowni wiatrowych, wykorzystują energię z wody płynącej w rzece i mogą być prawie niewidoczne. Podobnie jak w przypadku typowych turbin wiatrowych, będą są ograniczane z powodu ograniczenia znanego jako "granicy Betz a", gdzie teoretyczne maksimum mocy elektrycznej wynosi około 60% całkowitej energii przepływającej wody.

7 Slajd 7 Elektrownie wodne z tamą Tradycyjna elektrownia wodna Blokada częściowa lub całkowita przepływu rzeki, aby dostarczyć rezerwuar wodny i zachować różnicę wysokości między turbinami Całkowita wydajność takiej elektrowni przekracza 95% fizyka.net.pl 7 Elektrownie z tamą. Jest to tradycyjna elektrownia wodna, gdzie tama blokuje całkowicie lub częściowo przepływ rzeki aby: (1) dostarczyć rezerwuar wodny o wystarczającej objętości, (2) zachować stałą wysokość, dzięki czemu różnicy wysokości są obecne pomiędzy turbinami. Całkowita wydajność takiego typu elektrowni wodnej np. stosunek wyprodukowanego prądu do spoczynkowej (ukrytej) energii w wodzie przekracza 95%

8 Slajd 8 Mocne strony Tama: szybka i prosta do kontrolowania Może służyć dla zrównoważenia sieci energetycznej Wpływ na środowisko naturalne jest nikły pod warunkiem dostosowania do krajobrazu, ścisłej kontroli ilości wody w zaporze, instalacji przejść dla ryb Możliwość stworzenia jeziora do połowów lub atrakcji turystycznej z elektrowni wodnej Razem z biomasą stałą są dominujące na rynku OZE Powiatgrudziadzki.pl 8 Główną cechą użycia elektrowni wodnych do wytwarzania energii elektrycznej przy użyciu tradycyjnej techniki tamy - jest to, że jest szybka i prosta do kontrolowania. Przepływ wody przez turbiny może być kontrolowany w ciągu sekund lub minut, dlatego elektrownie wodne służą do zrównoważenia sieci elektrycznej. Zapora może sama w sobie mieć poważny wpływ na środowisko naturalne, w zależności od lokalnych warunków, ale może być również przekształcona w coś pozytywnego, jeśli tylko zostaną podjęte właściwe kroki: instalacja przejść dla ryb i ściśle kontrolowana ilość wody w zaporze. Istnieją przykłady gdzie sama tama z powodzeniem została wprowadzona do obrotu jako jezioro do połowów i gdzie turystyka kwitnie wokół elektrowni wodnej. Również stacje o mikro-mocy - zaledwie kilkaset kw lub więcej - mogą być wbudowane w stare młyny wodne, a tym samym przyczynić się do zachowania dziedzictwa kulturowego. Energia wodna razem z biomasą stałą są dominujące jeśli chodzi o wykorzystanie odnawialnych źródeł energii na świecie jak i w europejskim bilansie energetycznym. Istnieje również ogromna liczba opuszczonych lub zamkniętych mikroelektrowni w całej Europie, które mogą być odnowione I przywrócone do żywych. Mimo, że zasoby są używane na szeroką skalę jeszcze się nie wyczerpały.

9 Slajd 9 Lennart Tyrberg, Energy Agency of Southeast Sweden THANK YOU! Dziękujemy! THANK YOU 9